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店铺： 电力图书专营店

出版社： 未知

ISBN：GBT154902012

商品编码：10057252696

出版时间：2015-11-13

GB/T 15490-2012固体激光器总规范
	定价	18.00
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	字数
	ISBN编码	GB/T 15490-2012

内容介绍

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GB/T 15490-2012 固体激光器总规范 引言 本书系国家标准《固体激光器总规范》的解读与应用指南，旨在为固体激光器相关领域的科研人员、工程技术人员、生产制造企业、质量检测机构以及用户提供一套全面、权威、易于理解的参考资料。标准内容涵盖了固体激光器的基本概念、分类、性能参数、测试方法、安全要求、质量控制等关键环节，是指导固体激光器设计、制造、验收和使用的重要技术文件。本书并非对标准的直接复述，而是力求深入浅出地阐释标准的精髓，解读其背后的技术逻辑，并结合实际应用场景，提供详实的指导和建议，帮助读者更好地理解和贯彻GB/T 15490-2012国家标准。 第一章：固体激光器的基本概念与分类 1.1 固体激光器概述 固体激光器是指以固体材料作为增益介质的激光器。与气体激光器、液体激光器和半导体激光器相比，固体激光器具有结构紧凑、效率高、输出功率范围广、波长选择多样等优点，在科学研究、工业加工、医疗美容、信息存储、国防军事等众多领域得到广泛应用。本章将从固体激光器的基本原理出发，阐述其工作机制，并重点介绍各种增益介质的特性及其对激光器性能的影响。 1.2 固体激光器的增益介质 固体激光器的核心在于其增益介质，即能够吸收泵浦能并产生受激辐射的固体材料。常见的固体增益介质包括： 掺杂晶体： 如Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）、Nd:YVO4（掺钕钇钒酸盐）、Yb:YAG（掺镱钇铝石榴石）、Ti:sapphire（掺钛蓝宝石）等。这些晶体具有良好的热学和光学性能，能够承受较高的泵浦能量，输出稳定。 掺杂玻璃： 如Nd:glass（掺钕玻璃）。玻璃材料易于加工成大尺寸、高均匀性的增益介质，适用于大能量输出激光器。 光纤： 特殊设计的掺杂光纤，如光纤激光器的增益介质。光纤激光器具有良好的光束质量、高效率和易于散热的特点。 每种增益介质都有其独特的能级结构、吸收光谱和发射光谱，这决定了激光器的输出波长、效率以及适用的泵浦源。本节将详细介绍各种主流增益介质的物理化学性质，以及它们在不同激光器类型中的应用优势。 1.3 固体激光器的分类 根据其工作模式、泵浦方式、结构特点等，固体激光器可以进行多种分类。 按工作模式分类： 连续（CW）激光器： 输出连续光束，适用于需要稳定、低功率输出的应用，如光学测量、光谱分析等。 脉冲激光器： 输出脉冲式光束，根据脉冲宽度和重复频率的不同，又可细分为短脉冲激光器（纳秒、皮秒、飞秒）和高重复频率脉冲激光器。脉冲激光器在材料加工、精密测量、非线性光学研究等领域扮演着重要角色。 按泵浦源分类： 灯泵浦激光器： 使用闪光灯或连续放电灯作为泵浦源，技术成熟，成本较低，适用于大功率连续激光器。 半导体泵浦激光器（DPSS）： 使用半导体激光二极管（LD）或芯片作为泵浦源。DPSS激光器具有高效率、高稳定性、长寿命、光谱纯度高等优点，是当前固体激光器发展的主流方向。 光纤泵浦激光器： 使用光纤激光器作为泵浦源，进一步提高了泵浦效率和光束质量。 按结构类型分类： 棒状激光器： 增益介质为圆柱形棒体。 片状激光器： 增益介质为片状。 光纤激光器： 增益介质为光纤。 盘状激光器： 增益介质为盘状，有利于散热。 本章将对上述分类进行详细阐述，并结合实际应用，分析不同类型固体激光器的优缺点和适用范围。 第二章：固体激光器的性能参数与测试方法 2.1 关键性能参数解读 GB/T 15490-2012 标准对固体激光器的各项性能参数进行了规范，这些参数直接反映了激光器的质量和适用性。本章将对这些关键参数进行逐一解读： 输出功率/能量： 指激光器单位时间内输出的平均功率或单脉冲输出的能量。对于连续激光器，主要关注平均功率；对于脉冲激光器，则需要关注峰值功率、平均功率和单脉冲能量。 光束质量（M²因子）： 衡量激光光束质量的重要指标，M²值越接近1，表示光束质量越好，光束越接近理想高斯光束，聚焦性能越好。M²因子直接影响激光器在加工、测量等应用中的精度和效率。 波长与光谱特性： 激光器输出的光的颜色（波长）及其在某一波长范围内的分布。不同应用对激光波长有特定要求，例如，一些工业加工对红外波长敏感，而医疗应用则可能需要特定可见光或紫外波长。 模式结构： 指激光器输出光束的横向强度分布，常见的有基模（TEM00）和多模。基模输出的光束质量最高，易于聚焦。 脉冲参数（针对脉冲激光器）： 脉冲宽度： 单个激光脉冲持续的时间，影响材料的加工深度和热影响区。 脉冲重复频率（PRF）： 单位时间内激光器输出的脉冲个数，影响加工效率。 峰值功率： 脉冲激光器在脉冲期间的最大输出功率。 功率稳定性/能量稳定性： 指激光器输出功率随时间变化的波动程度。高稳定性的激光器对于精密测量和加工至关重要。 偏振特性： 激光器输出光束的偏振状态，如线偏振、圆偏振等。某些应用对偏振有严格要求。 光束指向稳定性： 指激光输出光束方向随时间的变化。 效率： 激光器将泵浦能转化为激光能的比例，包括电光效率、光光效率等。 散热能力/热管理： 固体激光器在工作过程中会产生热量，有效的散热机制是保证激光器稳定工作和延长寿命的关键。 2.2 标准化测试方法 GB/T 15490-2012 标准详细规定了各项性能参数的测试方法，以确保测试结果的准确性和可比性。本节将深入解读这些测试方法： 功率/能量测量： 介绍常用的功率计、能量计的原理和使用方法，以及在不同工作模式下（连续/脉冲）的测量要求。 光束质量（M²因子）测量： 阐述M²因子测量的方法，如Four-focal-plane法、Shack-Hartmann波前传感器法等，并强调测量过程中的关键参数设置。 波长和光谱宽度测量： 介绍使用光谱仪、干涉仪等设备进行波长和光谱宽度的测量方法，以及如何评估光谱的纯度。 模式结构和光束轮廓测量： 讲解如何通过CCD相机、光斑分析仪等设备捕捉和分析激光光斑的横向强度分布，判断其模式。 脉冲参数测量： 详细介绍使用高速示波器、光电探测器等设备测量脉冲宽度、上升/下降时间、PRF等参数的方法。 稳定性测量： 说明如何进行长时间的功率/能量稳定性监测，并计算其波动百分比。 偏振测量： 介绍使用偏振片、偏振分析仪等设备测量激光输出的偏振度、偏振方向等。 指向稳定性测量： 探讨使用高精度位移台、 CCD相机等设备监测光束指向变化的方法。 本书将结合实际操作经验，对各项测试方法进行补充说明，提供实用的测试技巧和注意事项，帮助读者准确地进行激光器性能评估。 第三章：固体激光器的设计、制造与质量控制 3.1 激光器设计原则 一个高性能的固体激光器设计需要考虑诸多因素，包括增益介质的选择、泵浦源的匹配、光学腔的设计、热管理策略、外壳结构等。本章将探讨GB/T 15490-2012标准中隐含或明确的设计原则： 增益介质的优化选择： 根据应用需求，选择合适的增益介质材料、掺杂浓度和尺寸。 泵浦源的匹配与效率： 优化泵浦源的类型、功率和光谱，最大化泵浦效率，降低泵浦损耗。 光学腔的设计： 腔镜的曲率、反射率、腔长以及增益介质的位置等参数对激光器的输出功率、光束质量和稳定性至关重要。 热管理策略： 针对高功率激光器，有效的散热设计是保证性能和寿命的关键。介绍水冷、风冷、热沉等技术。 结构设计与稳定性： 保证激光器整体结构的刚性和稳定性，减少外界振动和温度变化对激光性能的影响。 非线性效应的控制： 在高功率输出时，需要考虑材料的非线性效应，如自聚焦、倍频等，并采取相应措施。 3.2 制造工艺与关键环节 高品质的制造工艺是实现高性能激光器的保障。本节将重点关注GB/T 15490-2012标准对制造过程的要求： 材料的选择与加工： 对增益介质、光学元件、腔体材料等的要求，以及其加工精度和表面质量。 光学元件的镀膜： 各种反射膜、增透膜的性能要求，以及其在不同波段的有效性。 组件的装配： 激光器内部光学元件的对准、固定，以及腔体的搭建。 冷却系统的集成： 保证冷却系统的高效、可靠运行。 电气控制系统的集成： 泵浦源的驱动、电源管理、安全控制等。 3.3 质量控制体系 GB/T 15490-2012标准强调了贯穿产品生命周期的质量控制。本节将阐述质量控制的关键点： 原材料检验： 对进入生产环节的各类材料进行严格的质量检测。 过程控制： 在生产的各个环节进行质量监控，及时发现和纠正问题。 成品检验： 按照标准要求对最终产品进行全面的性能测试和验收。 可靠性测试： 对激光器进行老化测试、环境适应性测试等，评估其长期运行的可靠性。 文件记录与追溯： 详细记录生产过程中的关键参数和测试结果，建立完善的质量追溯体系。 第四章：固体激光器的安全要求与应用 4.1 激光安全防护 激光具有潜在的危险性，GB/T 15490-2012标准也包含对激光安全的要求。本章将详细解读： 激光辐射的危害： 眼睛、皮肤等对激光辐射的敏感性。 激光安全分类： 标准中对激光器的安全等级划分，及其对应的防护措施。 个人防护装备： 激光防护眼镜、防护服等的使用规范。 工程控制措施： 激光工作区的隔离、防护罩、警示标志等。 操作规程与培训： 强调操作人员的安全意识和规范操作的重要性。 4.2 固体激光器的典型应用 SOLID-STATE LASER TOTAL SPECIFICATION 是指导固体激光器发展的核心标准，其目标是服务于广泛的应用领域。本章将简要介绍固体激光器的一些典型应用，以体现标准的价值： 工业加工： 切割、焊接、打标、钻孔、表面处理等。 科学研究： 光谱学、原子物理、非线性光学、材料科学等。 医疗领域： 外科手术、皮肤治疗、眼科治疗、牙科治疗等。 信息技术： 光存储、激光打印、光学通信等。 国防与军事： 激光测距、激光制导、激光武器、夜视等。 结论 GB/T 15490-2012《固体激光器总规范》是指导我国固体激光器行业健康发展的重要技术基石。本书通过对标准的深入解读和应用指南，旨在帮助读者全面掌握标准的核心内容，理解各项技术指标的意义，并将其有效地应用于实际的研发、生产、检测和使用过程中。希望本书能成为固体激光器领域从业人员的重要参考工具，为我国固体激光器技术的进步与发展贡献力量。

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评分☆☆☆☆☆

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