激光干涉儀原理——固體激光干涉儀

 

    固體激光干涉儀具有器件小、堅(jiān)固、使用方便、輸出功率大的特點(diǎn)。這種激光干涉儀的工作介質(zhì)是在作為基質(zhì)材料的晶體或玻璃中均勻摻入少量激活離子，除了前面介紹用紅寶石和玻璃外，常用的還有釔鋁石榴石(YAG)晶體中摻入三價(jià)釹離子的激光干涉儀，它發(fā)射1060nm的近紅外激光。固體激光干涉儀一般連續(xù)功率可達(dá)100W以上，脈沖峰值功率可達(dá)109W。

 

    激光干涉儀原理——半導(dǎo)體激光干涉儀

 

    半導(dǎo)體激光干涉儀是以半導(dǎo)體材料作為工作介質(zhì)的。這種激光干涉儀體積小、質(zhì)量輕、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單而堅(jiān)固。常用材料有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵(lì)方式有電注入、電子束激勵(lì)和光泵浦三種形式。

 

    半導(dǎo)體激光干涉儀件，可分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種。同質(zhì)結(jié)激光干涉儀和單異質(zhì)結(jié)激光干涉儀室溫時(shí)多為脈沖器件，而雙異質(zhì)結(jié)激光干涉儀室溫時(shí)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。這種激光干涉儀的特點(diǎn)是體積小，能耗低，功率低(因此對人眼相對安全一些)，能在常溫下運(yùn)行。

 

    激光干涉儀原理——氣體激光干涉儀

 

    氣體激光干涉儀具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低;操作方便;工作介質(zhì)均勻，光束質(zhì)量好;以及能長時(shí)間較穩(wěn)定地連續(xù)工作的有點(diǎn)。

 

    工作物質(zhì)主要以氣體狀態(tài)進(jìn)行發(fā)射的激光干涉儀在常溫常壓下是氣體，有的物質(zhì)在通常條件下是液體(如非金屬粒子的有水、汞)，及固體(如金屬離子結(jié)構(gòu)的銅，鎘等粒子)，經(jīng)過加熱使其變?yōu)檎魵猓眠@類蒸氣作為工作物質(zhì)的激光干涉儀，統(tǒng)歸氣體激光干涉儀之中。氣體激光干涉儀中除了發(fā)出激光的工作氣體外，為了延長器件的工作壽命及提高輸出功率，還加入一定量的輔助氣體與發(fā)光的工作氣體相混合。

 

    氣體激光干涉儀大多應(yīng)用電激勵(lì)發(fā)光，即用直流，交流及高頻電源進(jìn)行氣體放電，兩端放電管的電壓增壓時(shí)可加速電子，帶有一定能量，在工作物質(zhì)中運(yùn)動(dòng)的電子與粒子(氣體的原子或分子)碰撞時(shí)將自身的能量轉(zhuǎn)移給對方，使分子或原子被激發(fā)到某一高能級上而形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生激光。氣體激光干涉儀與固體激光干涉儀相比較，兩者中以氣體激光干涉儀的結(jié)構(gòu)相對簡單得多，造價(jià)較低，操作簡便，但是輸出功率常較小。因氣體激光干涉儀中的工作物質(zhì)不同。因此分中性(惰性)原子、離子氣體、分子氣體三種激光干涉儀。

 

    激光干涉儀原理——液體激光干涉儀

 

    常用的是染料激光干涉儀，采用有機(jī)染料最為工作介質(zhì)。大多數(shù)情況是把有機(jī)染料溶于溶劑中(乙醇、丙酮、水等)中使用，也有以蒸氣狀態(tài)工作的。利用不同染料可獲得不同波長激光(在可見光范圍)。

 

    染料激光干涉儀一般使用激光作泵浦源，例如常用的有氬離子激光干涉儀等。液體激光干涉儀工作原理比較復(fù)雜。輸出波長連續(xù)可調(diào)，且覆蓋面寬是它的優(yōu)點(diǎn)，使它也得到廣泛應(yīng)用。