实验室光谱仪器--染料激光器
染料激光器（dye laser）是目前应用最普遍的一类可调谐激光器。它的特点是增益高、效率高，输出激光可在较宽的波段范围内连续平稳地调谐，因而被广泛地应用于高分辨率光谱学、激光光谱分析、同位素分离等领域。
染料激光器是以染料作为工作物质的激光器。当前能产生激光的染料已有350种以上。一般将染料溶于乙醇、苯、丙酮、水及其他溶剂中，配成10-5〜10-3 mol/L 量级的浓度，装入染料池中或者使其在管中循环使用，也可采用喷流的方法。
能产生激光的染料都有一个共辗双键构成的生色系统。由于染 料分子的振动-转动能级和电子能级耦合，共轴双键的电子态比原子或离子的电子态的能级范围宽很多，从而使染料激光器可调谐。 目前，染料激光器的波长可调谐范围可达到340nm〜1μm （不同波段使用不同染料，染料的品种对激光输出波长起决定性作用），使 用倍频器可使输出波长进一步扩展到紫外区（即原子光谱分析最常用的波长范围）。下表列举数例说明染料的品种、溶液浓度和溶 剂性质对激光输出波长的影响。
重要染料及其输出激光的可调谐范围弱
染料 | 溶剂 | 浓度 /(mol/L) | 输出波长范围/nm |
7-羟基-4-甲基香豆素 | 甲醇 | 1X10-2 | 380〜420 |
甲醇（酸化） | 1. 2X10-3 | 467〜532 | |
荧光素钠 | 乙醇 | 2. 2X10-3 | 538〜570 |
乙醇 | 1. 2X10-3 | 565〜600 | |
乙醇 | 1. 5X10-3 | 591〜637 | |
二甲基甲酰胺 | 1. 5X10-3 | 622〜655 | |
甲酚紫 | 乙醇 | 2. 3X10-3 | 653〜690 |
除上述因素外，染料溶液的温度、激活区长度、谐振腔损 耗等对激光波长也有影响。.由此可知，要粗略地选择染料激光 的波长可以通过选择不同的染料、溶剂、浓度、酸度、温度等来实现。
但是，当需要精细地调谐和获得窄的线宽时，就需要用有波长选择装置(即调谐元件)的谐振腔。常用的调谐元件有以下几种： 光栅、棱镜、标准具、双折射滤波片、电控调谐元件等。上图所示为 Hansch 染料激光器设计元件的组成示意图，它使用一个衍射光栅来完成波长的精细调谐。
