高能量氮分子激光器

激光功率和能量计主要用来测量光源的输出。无论光发射是来源于弱光源（如荧光），还是来源于高能量的脉冲激光器，功率和能量计都是实验室、生产部门或是工作现场等多种应用环境中必不可少的工具。 虽然功率计和能量计是分别提供的，但随着能够适用大量不同类型的光学传感器的通用型仪表盘或显示装置的发展，它们也被合起来称作单独的一类仪器——功率和能量计，或PEM。仪器所采用的光学传感器的类型，决定了其能测量光功率还是光能量，通常单位分别瓦特（W）或焦耳（J）。具体来讲，功率计能够测量连续波（CW）或者重复脉冲光源，其所使用的传感器通常是热电堆或光电二极管。能量计则通常用于测量脉冲激光，即单脉冲或者重复脉冲光源，其所使用的传感器包括热释电、热电堆，或者带有专门为测量脉冲光源而设计的电路的光电二极管。

量子场论被认为是描述最本质物理规律的学科之一。利用最基本的关系式，狄拉克方程，所提出的多种预测已经被证实，并得到具有重大意义的结果。到目前为止，关于最具挑战性且有重大价值的一项预测的真实性验证还仍然在探索中：光是否能够直接转化成物质，即强场下真空中是否能够激发出正负粒子对。1951年诺贝尔奖得主Julian Schwinger给出了电子对在均匀稳恒电场中产生率的表达式，这项先驱性的工作引起了人们对这项对物理基础学科发展和应用极富挑战性的重大科学课题的注意，并激发人们开始投入大量精力来挑战这个未解的难题。超快超强激光技术的快速发展正在为开展这项研究提供前所未有的实验条件，使其逐渐成为物理学的一个新的前沿热点。迄今为止，人们在实验上已经得到一些有意义的结果，重离子对撞实验以及美国斯坦福线型加速器上进行的46.6GeV电子束和强激光碰撞实验，已经证实了正负电子对的产生。但是到目前为止，由强光场直接引起的真空击穿和相应的正负电子对产生过程的实验还未能实现，主要原因是目前激光系统的最大强度虽然已经高达2×1022W/cm2，但仍不足以直接“击穿“真空。为了获得更高功率的激光系统，跨国研究中心也正在建设中。我们能够预期，在不久的将来，激光就可接近甚至达到“击穿”真空并自发产生正负电子对的强度，在避免其它效应的情况下对超临界场产生正负粒子对的过程进行直接检验。如果能够实现，将是人类首次证实光可以直接转化成为物质，即爱因斯坦的能质公式E=mc2, 这对于物理学的发展和所带来影响是不可估量的。　对于这一重要问题，理论和数值方面已经得到了非常有意义的结果，但大部分工作都只考虑了电场而并没有考虑磁场效应。最近中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）光物理实验室强激光高能量密度物理组与美国伊利诺斯州立大学、中国矿业大学和上海交通大学的合作者一起，首次研究了磁场效应对局域超临界电场下正负电子对产生过程的影响。通过运用基于量子场论的非微扰的精确数值模拟，发现在超临界的电场中即使考虑强度非常小的磁场，只要其空间宽度足够宽，仍然可以关闭正负电子对产生通道，使系统变为次临界，并且伴随产生粒子数在时间上的震荡效应(见图1)。一直被公认的Schwinger公式和Hund公式都无法对这种效应做出描述。通过计算系统总哈密顿量的能量本征值得出，磁场变宽的同时正负能态的上下限随之相互远移，当磁场宽度达到粒子在磁场中的回旋半径的时候系统就变为次临界(见图2)，并且出现离散的朗道能级引发粒子数在时间上的震荡效应。上述研究结果发表在近期的物理评论快报上：http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i25/e253202。该工作得到了国家基金委、科技部、科学院和美国国家基金委的资助。http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201212/W020121231638765715614.png 图1. 不同磁场宽度下正负电子对的产生数随时间的变化关系。其中WB=1.25/c约为电子在磁场中的回旋半径：磁场宽度小于回旋半径时，粒子数持续产生，系统为超临界；磁场宽度大于回旋半径时，系统变为次临界。http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201212/W020121231638765722390.gif 图2. 根据总哈密顿量得到的能级分布随磁场宽度WB变化关系。宽度小于回旋半径时，正负能态交叠，能够持续产生电子对；宽度大于回旋半径时，正负能态分离并出现离散的朗道能级。

http://i1.sinaimg.cn/IT/2011/0222/U5385P2DT20110222082412.jpg传统激光器利用增益媒介产生连续光束。http://i3.sinaimg.cn/IT/2011/0222/U5385P2DT20110222082423.jpg反激光器将被证实在电脑计算方面的应用会比在武器防御方面更有用。　　北京时间2月22日消息，美国物理学家研制成世界首个反激光器，它可完全抵消激光器发出的光束。这种装置由美国耶鲁大学科研组制成，它能完全吸收入射激光束。　　不过研究人员表示，该装置并不是用来防御高能激光武器的。他们认为，可以把这种反激光器应用到下一代超级电脑上，这种电脑利用光而非电子等成分制造。耶鲁大学的道格拉斯·斯通教授和他的同事最初是为了提出一项理论，用来解释哪种材料可以当作激光器的基本组成要素。　　斯通解释说，当前在激光器设计方面取得的新进展，导致大量与众不同的装置产生，它们无法通过传统激光器概念进行解释。他说：“因此我们正在设想一种新理论，以便预测什么材料能够制成激光器。”通过该理论还能预测到，他们制造的反激光器不像激光器那样可以增强光，它可能会吸收入射光束。现在他们已经成功制造了一个这种装置。　　他们的装置将两束特殊频率的激光束集中到一个经过特殊设计的、用硅制成的光共振腔里，硅晶片用来捕捉入射光，束缚住它们，直到它们的能量消耗完为止。他们在《科学》杂志上的论文里说，反激光器能吸收99.4%的一种特殊波长的入射光。斯通表示，改变入射光的波长，意味着可以利用光学开关有效打开和关闭反激光器。　　斯通表示，制造可以吸收不同波长的光的装置非常简单，但是像反激光器一样只吸收一种特殊波长的光的装置，可能对光学电脑有好处。反激光器的一大优势是它是用硅制造的，这种物质已经广泛应用于电脑中。据斯通说，该技术不会太多应用于激光护目镜上。他说：“它会以热的形式驱散光。因此，如果一些人利用高能激光烘烤你，反激光器是无法阻止的。”

MALDI-TOF仪器使用时通过软件根据样品的不同来调节激光的大小，请问这个激光能量值是一个相对值还是激光器的脉冲能量值？

2011年05月04日 来源： 科技日报 作者： 常丽君　　本报讯 长期以来，建造原子核伽马激光器一直是个难题。据美国物理学家组织网5月2日报道，莫斯科大学核物理专家最近提出了一种新方案，并从理论上证明，钍原子核受激产生的伽马辐射也能发出相干“可见”光。相关研究发表在最近出版的《物理评论快报》上。 　　尽管原子核伽马射线激光也是以受激辐射为基础，但操作起来却和普通激光大不相同。在通常物质中，处于低能级的原子数大于处于高能级的粒子数，为了得到激光，必须使高能级上的粒子数目大于低能级上的原子数目，这种情况称为粒子数反转。在普通激光中，粒子数反转是让高能态电子比低能态电子多。普通激光的光子由原子或离子发出，而伽马射线激光的光子是由原子核发出，也称为原子核光。　　原子核光的产生至少要克服两个基本难题：一是积累一定量的同质异能原子核（能长时间保持激发态的原子核），二是缩小伽马射线发射界限。莫斯科大学核物理学院的尤金·塔卡利亚解释说，他们利用钍元素的独特原子核结构，满足了这些要求，与外部激光的光子直接反应的是钍原子核，而不是它的电子。　　研究小组使用了一种锂—钙—铝—氟（LiCaAlF6）混合物，并用钍替代了其中一些钙。当足够数量的同质异能钍原子核被外部激光激发后，原子核跟周围的电磁场发生反应，产生了粒子数反转，使整个系统中激发态的原子核多于非激发态原子核。然后，原子核能够发射或吸收光子而不会反冲，能发光而不会损失能量。　　塔卡利亚表示，该研究中的原子核伽马射线激光只能发射“可见的”真空紫外光或称视觉范围的伽马射线。其应用之一是，可作为原子核频率的度量标准，即“原子核钟”。此外，该设备还可用以测试许多自然界的基本属性，如衰变指数定律和精细结构常数的变化效应等。（常丽君）

大家看看我贴的图片1 这个图片中的激光器的参数该怎么翻译?2 脉冲能量稳定性：2%,是什么意义?3 beam divergence（V×H）这个翻译为激光发散角，为什么值是：0.5×0.3mrad?4 有谁知道ABI的激光器用的什么牌子的？5 激光器的衰减参数是多少？

美探索用反物质造伽马射线激光器 可对非常微小的空间进行探测 科技日报讯 传统激光器的操作光波可从红外线到X射线一网打尽，而伽马射线激光器则依靠比X射线更短的光波来运行，这就使其能产生波长仅为X射线千分之一的光波，从而能对非常微小的空间进行探测，并在医学成像领域大展拳脚。不过，长期以来，建造伽马激光器一直是个难题。现在，美国科学家让一类名为“电子偶素（positronium）”的物质—反物质混合物作为增益介质，将普通光变成了激光束。 据美国趣味科学网站5月8日报道，在最新一期的《物理评论·原子分子物理》杂志上，马里兰大学联合量子研究所的王逸新（音译）、布兰登·安德森以及查尔斯·克拉克撰文表示，他们发现，当向电子偶素提供特定能量，它将产生在其他能量下无法制造出的激光；而且，要制造出激光束，这种电子偶素必须处于玻色—爱因斯坦凝聚态下。 克拉克解释道，这种奇怪的效应与电子偶素的“性格”有关。每个电子偶素“原子”实际上是一个普通的电子和一个正电子（电子的反物质）。正电子和电子分别带正负电荷。当它们相遇时，会相互湮灭并释放出两个高能光子，这两个光子位于伽马射线范围内，反向移动。 有时，电子和正电子会围绕对方旋转，就像电子围绕着质子旋转组成原子一样。然而，正电子比质子轻，因此电子偶素并不稳定，在不到十亿分之一秒内，电子和正电子会相互碰撞并发生湮灭。 为了制造出伽马射线激光器，科学家们需要使电子偶素的温度非常低，接近绝对零度（零下273摄氏度）。这一冷却过程会让电子偶素进入波色—爱因斯坦凝聚态，这种状态下物质内的所有原子，也就是电子—正电子对，进入同样的量子状态，一举一动整齐划一。 量子状态的一个方面是自旋。电子偶素的自旋数要么为1，要么为0。一束远红外线光脉冲能让电子偶素的自旋数为0。自旋为零的电子偶素会湮灭并产生双方向相干的伽马射线束—激光束。研究人员表示，能做到这一点是因为所有电子偶素“原子”拥有同样的自旋数。如果是自旋为0和自旋为1的电子偶素随机组合，那么，光会朝各个方向散射。 研究人员也计算出，为了让一台伽马射线工作，每立方厘米大约需要1018个电子偶素原子，听起来有点多，但与空气的密度相比还是少很多，同样体积的空气大约有2.5×1019个原子。 在1994年首次提出伽马射线激光器这一概念的贝尔实验室的艾伦·米尔斯表示，研究人员可以借用数学方法，让制造这种激光器所需要的环境更加精确。（刘霞）来源：中国科技网-科技日报 2014年05月10日

激光粒度仪上的激光器的功率要求多大？至少应该多在功率才能满足要求，能量是不是越高越好？

激光粒度分析仪实验系统一般用什么型号的激光器？搭建个实验系统，测固体颗粒用的，比如：金刚石粉之类的，粒度范围在0.1微米到1000微米。

激光是二十世纪六十年代出现的一种新型光源——激光器发出的光。激光一词的本意是受激辐射放大的光。1960年美国休斯研究实验室的梅曼制成了第一台红宝石激光器，1961年9月中国科学院长春光学精密机械研究所制成了我国第一台激光器。此后，在激光器的研制、激光技术的应用以及激光理论方面都取得了巨大进展，并带动了一些新型学科的发展，如全息光学、傅立叶光学、非线性光学、光化学等，激光还与当今的重点产业——信息产业密切相关。与激光有关的诺贝尔物理学奖获得者有：1964年，美国汤斯、原苏联巴索夫和普洛霍罗夫因在激光理论上的贡献而获奖。1981年美国肖洛因发展激光光谱学及对激光应用作出的贡献、美国布隆伯根因开拓与激光密切相关的非线性光学共同获奖。1997年美国朱棣文、科恩和飞利浦因首创用激光束将原子冷却到极低温度的方法共同获奖。 激光原理一．物质与光相互作用的规律光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子，同时改变自身运动状况的表现。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611202115_32995_1634962_3.gif[/img]微观粒子都具有特定的一套能级（通常这些能级是分立的）。任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态（或者简单地表述为处在某一个能级上）。与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为=△E/h（h为普朗克常量）。1. 受激吸收（简称吸收）处于较低能级的粒子在受到外界的激发（即与其他的粒子发生了有能量交换的相互作用，如与光子发生非弹性碰撞），吸收了能量时，跃迁到与此能量相对应的较高能级。这种跃迁称为受激吸收。2. 自发辐射粒子受到激发而进入的高能态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子的较低能级，既使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级（E2）向低能级（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率 =（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。众多原子以自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态、传播方向上的一致，是物理上所说的非相干光。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611202116_32996_1634962_3.gif[/img]3. 受激辐射、激光1917年爱因斯坦从理论上指出：除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。可以设想，如果大量原子处在高能级E2上，当有一个频率 =（E2-E1）/h的光子入射，从而激励E2上的原子产生受激辐射，得到两个特征完全相同的光子，这两个光子再激励E2能级上原子，又使其产生受激辐射，可得到四个特征相同的光子，这意味着原来的光信号被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。二．粒子数反转爱因斯坦1917提出受激辐射，激光器却在1960年问世，相隔43年，为什么？主要原因是，普通光源中粒子产生受激辐射的概率极小。当频率一定的光射入工作物质时，受激辐射和受激吸收两过程同时存在，受激辐射使光子数增加，受激吸收却使光子数减小。物质处于热平衡态时，粒子在各能级上的分布，遵循平衡态下粒子的统计分布律。按统计分布规律，处在较低能级E1的粒子数必大于处在较高能级E2的粒子数。这样光穿过工作物质时，光的能量只会减弱不会加强。要想使受激辐射占优势，必须使处在高能级E2的粒子数大于处在低能级E1的粒子数。这种分布正好与平衡态时的粒子分布相反，称为粒子数反转分布，简称粒子数反转。如何从技术上实现粒子数反转是产生激光的必要条件。理论研究表明，任何工作物质，在适当的激励条件下，可在粒子体系的特定高低能级间实现粒子数反转。

请问，哪里可以做高能量的离子注入呢？最好在北京，其他地方也行。谢谢~~

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[font=宋体]同样作为激光器，氦氖激光器稳定性比普通半导体激光器的稳定性更高，主要原因在于激光器受温度影响，激光波长会发生偏移，氦氖激光器的温度稳定度相比半导体激光器更稳定，受环境影响更小。[/font]

http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121007/021349623688218_change_chd2a0_b.jpg 温稠密物质（warm dense matter）是在宇宙星体、地幔内部、实验室核聚变内爆过程中广泛存在的一类物质。因此，在实验室生成温稠密物质，研究它们的特性对模拟惯性约束核聚变、超新星爆炸和某些行星内部结构、地幔的物质演化和成矿机理等具有重要指导意义。 温稠密物质范围很宽，可以定义为热能小于或稍超过费米能状态的物质，是通常凝聚态物质和高温完全电离等离子体之间的一类物质，其电子处于部分电离、部分束缚的状态，成分包括自由和束缚电子、离子、原子、分子以及它们组成的束团，一般处于高压状态。通常这类物质具有高的能量密度特征。 极端X射线探测极端物质 内布拉斯加-林肯大学物理与天文学教授唐纳德·乌姆斯塔德说，要在实验室造出稠密等离子体，一般方法是迅速加热一个固体密度物质，如一薄层金属箔。如果加热速度足够快，就能达到使密度保持相对恒定，接近于通常固体密度值。超短脉冲激光是能将固体快速加热到稠密等离子体的首选。 最近，一个由牛津大学奥兰多·希瑞克斯塔和英、美、德、澳等国科学家组成的国际研究小组利用目前世界最强的X射线激光源——斯坦福大学的直线加速相干光源（LCLS）将铝箔在约80飞秒（1飞秒=10-15秒）内加热到70到180eV（约80到200万开氏度）。由于这么短时间内加热，压力达到几千万大气压，铝箔来不及膨胀，还几乎保持着原来固体密度，生成了温稠密等离子体，研究小组对其内部的电离情况进行了直接检测，并将相关结果以论文形式发表在《物理评论快报》上。 在以往实验中，所用激光只有近红外到紫外波长的激光，新实验用了完全不同的激光：X射线自由电子激光（XFEL）。相干X射线能量很高，达到千电子伏特以上，能将铝核K壳层电子直接击出原子，而红外光基本上只能激发外壳层电子。X射线还能更深地穿透材料，均匀照射整个目标，将其加热到100eV（百万开氏度以上），生成固体密度等离子体。 正如研究小组领导、牛津大学的贾斯廷·瓦克所说：“X射线激光非常关键，我们无法在别的地方进行这种实验。”LCLS为实验提供了特需条件：用于检测极端现象的严格受控的环境，相干X射线能量极高而且能精确调整，精确检测特殊固体密度等离子体属性的方法。 希瑞克斯塔等人检测了铝箔系统内高电荷离子的K壳层电离电子的荧光，反推内部压力电离下有效电离势连续降低的变化，发现实验结果和广泛使用的Stewart-Pyatt模型（1965年提出，简称SP模型）所预测的结果不符，却和更早的Ecker-Krll模型（1963年提出，简称EK模型）吻合的较好。研究人员指出，从研究核聚变能源到理解恒星内部的运行机制，这一结果将对许多领域产生重要影响。 两种模型的含义 推翻沿用半个世纪的模型意味着什么？理论的改换将会对哪些研究产生影响？为此科技日报记者还专门采访了中国科学院院士、北京大学应用物理与技术研究中心主任贺贤土。 贺贤土解释说，温稠密物质中存在复杂的电离效应，精确了解不同粒子的电离程度，可以很好了解强耦合下温稠密物质内各种粒子和束团的状态和成分，这对研究温稠密物质特性，如局部热动力学下状态方程和输运系数十分重要。 目前还没有一种满意的理论能很好描述温稠密物质性质。虽有好几种压力电离模型，但很难判断它们准确性，如何实验诊断难度很大。目前国际上很多数值模拟程序中都采用SP模型，它是用离子间距作为考虑有效屏蔽的平均离子模型的参量；而EK模型是用离子和自由电子密度之和表示粒子间距，作为考虑有效屏蔽的平均离子模型的参量。 希瑞克斯塔等人用两种模型预言温稠密物质的有效电离势发生连续下降的特性，表明了EK模型给出更大的下降，这对精确研究温稠密物质状态方程、电导系数和热导率、离子辐射等性质都有重要意义。 实验的重要性还在于他们筛选出了更好的模型。实验数据与EK模型吻合的更好，表明在计算等离子体密度时不能忽略电子的影响，考虑电子数量的模拟效果更好。但EK模型仍有不符合实验的地方，还需要更多实验和细节上的修正。这也体现了等离子体内部电离的复杂性。 贺贤土说，我国目前还没有像可调谐的千电子伏特以上能量相干的X射线自由电子激光器，上述实验由于条件的限制还无法开展。我们主要利用我国神光Ⅱ和神光Ⅲ原型激光器从整体上进行温稠密物质的状态方程等研究；理论上研究温稠密物质主要从量子统计出发研究它们的电离度、等离子体相变（PPT）、化学势、自能等物理量，并在密度泛函和Green函数等框架下理论研究它们的粒子数密度，进而获得了状态方程和输运系数，精确了解通常要从第一性原理出发进行数值模拟研究。 温稠密物质研究有广泛应用 热核聚变能源是人类理想的清洁能源。目前，实现可控核聚变主要有两种技术途径。一种是用托卡马克装置开展“磁约束聚变”的研究，另一种是激光驱动的惯性约束聚变（ICF）。ICF研究除了应用于聚变能源之外，还可用于国防和高能量密度物理基础科学研究。ICF靶丸在内爆过程中受压缩的燃料就是温稠密物质，因此，更好的模型对于指导我国的实验也是重要的参考。同时ICF研究使用的高功率、大能量纳秒脉冲激光器，以及能产生相对论等离子体的超短、超强皮秒和飞秒激光器，可以提供高能量密度物理研究的重要实验条件。它们不仅对ICF研究，而且对建立地球上天体物理模拟实验室、推动超高能精致台式加速器研究、地幔特性和成矿机理研究、超高能核物理研究等都具有十分重要意义。 贺贤土还指出，高能量密度物理是目前国际上快速发展的新兴学科。在我国，北京大学应用物理与计算研究中心在这一领域中重点开展了以下五个方面的研究：一是高能量密度状态下物质的特性，尤其是温稠密物质的研究；二是强场作用下原子的电离；三是强场下带电粒子加速研究；四是可压缩流体湍流与流体力学不稳定性研究；五是相关数学模型研究和计算机程序开发，目前已获得了大量有国际影响的成果。今年10月北京大学应用物理与计算研究中心还将主持召开高能量密度物理国际会议，国际上很多这一领域的著名科学家将来华参加这一盛会，进行学术交流和讨论合作研究。（记者 常丽君） 《科技日报》（2012-10-08 二版）

半导体激光器又称激光二极管(LD)，是二十世纪八十年代半导体物理发展的最新成果之一。导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、功耗低，此外半导体激光器是采用低电压恒流供电方式，电源故障率低、使用安全，维修成本低等。因此应用领域日益扩大。目前，半导体激光器的使用数量居所有激光器之首，某些重要的应用领域过去常用的其他激光器，已逐渐为半导体激光器所取代。它的应用领域包括光存储、激光打印、激光照排、激光测距、条码扫描、工业探测、测试测量仪器、激光显示、医疗仪器、军事、安防、野外探测、建筑类扫平及标线类仪器、激光水平尺及各种标线定位等。以前半导体激光器的缺点是激光性能受温度影响大，光束的发散角较大(一般在几度到20度之间)，所以在方向性、单色性和相干性等方面较差.但随着科学技术的迅速发展，目前半导体激光器的的性能已经达到很高的水平，而且光束质量也有了很大的提高.以半导体激光器为核心的半导体光电子技术在21 世纪的信息社会中将取得更大的进展，发挥更大的作用。 在气体激光器中，最常见的是氦氖激光器。1960年在美国贝尔实验室里由伊朗物理学家贾万制成的。由于氦氖激光器发出的光束方向性和单色性好，光束发散角小，可以连续工作，所以这种激光器的应用领域也很广泛，是应用领域最多的激光器之一，主要用在全息照相的精密测量、准直定位上。He-Ne激光器的缺点是体积大，启动和运行电压高，电源复杂，维修成本高。

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据国外媒体报道，美国国家加速器实验室近日利用世界上最强大的X射线激光器--直线加速器相干光源激光器再现恒星内部强大的压力与高温情形。这种激光器的激光能量迸发可超过一个小国家全年的发电总量。　　在实验中，科学家将X射线聚焦于一个直径比人类头发丝还要细30倍的小点上，在1万亿分之一秒内将金属箔加热到200万摄氏度。金属在如此短的时间内被熔化，其所产生的极度高温和高压状态，通常只有在恒星内部才会出现。　　英国牛津大学物理系科学家萨姆-文科博士等人参与了直线加速器相干光源激光器实验。文科博士表示，“如果我们要想了解现存恒星内部的情形以及我们太阳系内外巨型行星中心的情形，那么制造高温、高密度的物质非常重要。直线加速器相干光源激光器是一台神奇的机器，我们已经在多个科学领域取得了重大发现，如材料科学、生物学等。”　　直线加速器相干光源激光器的实验成果近日发表于《自然》杂志之上。直线加速器相干光源长约2公里，可以产生密集的X射线爆发，亮度超过地球上任何光源10亿倍。在高峰时，光脉冲的能量甚至比一些小国家一年的发电总量都要多

实际应用的激光器种类很多，如以组成激光器的工作物质来说可分为气体激光器、液体激光器、固定激光器、半导体激光器、化学激光器等。在同一类型的激光器中又包括有许多不同材料的激光器。如固体激光器中有红宝石激光器、钇铝石榴石（Nd：YAG）激光器。气体型的激光器主要有He-Ne（氦－氖）、CO2及氩离子激光器等。由于工作物质不同，产生不同波长的光波不同，因而应用范围也不相同。最常用而范围广的有CO2laser及Nd：YAG激光。有的激光器可连续工作，如He-Ne laser；有的以脉冲形式发光工作。如红宝石激光。而另一些激光器既可连续工作，又可以脉冲工作的有CO2laser及Nd：YAG laser。 　　（一）固体激光器　　实现激光的核心主要是激光器中可以实现粒子数反转的激光工作物质（即含有亚稳态能级的工作物质）。如工作物质为晶体状的或者玻璃的激光器，分别称为晶体激光器和玻璃激光器，通常把这两类激光器统称为固体激光器。　　在激光器中以固体激光器发展最早，这种激光器体积小，输出功率大，应用方便。由于工作物质很复杂，造价高。当今用于固体激光器的物质主要有三种：掺钕铝石榴石（Nd：YAG）工作物质，输出的波长为1.06μm呈白蓝色光；钕玻璃工作物质，输出波长1.06μm呈紫蓝色光；红宝石工作物质，输出波长为694.3nm，为红色光。主要用光泵的作用，产生光放大，发出激光，即光激励工作物质。　　固定激光器的结构由三个主要部分组成：工作物质，光学谐振腔、激励源。聚光腔是使光源发出的光都会聚于工作物质上。工作物质吸收足够大的光能，激发大量的粒子，促成粒子数反转。当增益大于谐振腔内的损耗时产生腔内振荡并由部分反射镜一端输出一束激光。工作物质有2条主要作用：一是产生光；二是作为介质传播光束。因此，不管哪一种激光器，对其发光性质及光学性质都有一定要求。　　（二）气体激光器　　工作物质主要以气体状态进行发射的激光器在常温常压下是气体，有的物质在通常条件下是液体（如非金属粒子的有水、汞），及固体（如金属离子结构的铜，镉等粒子），经过加热使其变为蒸气，利用这类蒸气作为工作物质的激光器，统归气体激光器之中。气体激光器中除了发出激光的工作气体外，为了延长器件的工作寿命及提高输出功率，还加入一定量的辅助气体与发光的工作气体相混合。　　气体激光器大多应用电激励发光，即用直流，交流及高频电源进行气体放电，两端放电管的电压增压时可加速电子，带有一定能量，在工作物质中运动的电子与粒子（气体的原子或分子）碰撞时将自身的能量转移给对方，使分子或原子被激发到某一高能级上而形成粒子数反转，产生激光。气体激光器与固体激光器相比较，两者中以气体激光器的结构相对简单得多，造价较低，操作简便，但是输出功率常较小。因气体激光器中的工作物质不同。因此分中性（惰性）原子、离子气体、分子气体三种激光器。　　中性原子气体激光器这类激光器中主要充有以惰性气体（氦、氖、氩、氪等）的物质。　　氦－氖（He-Ne）激光器 首台氦－氖激光器诞生于1960年，它可以在可见光区及红外区中产生多种波长和激光谱线，主要产生的有632.8nm红光、和1.15μm及3.39μm红外光。632.8nm氦－氖激光器最大连续输出功率可达到一W，寿命也达到一万小时以上。借助调节放大电流大小，使功率稳定性达到30秒内的误差为0.005％，十分钟内的误差为0.015％的功率稳定度；发散角仅为0.5毫弧度。氦氖激光器除了具有一般的气体激光器所固有的方向性好，单色性好，相干性强诸优点外，还具有结构简单、寿命长、价廉、频率稳定等特点。氦氖激光在精确指示，激光测量，医疗卫生方面有很广泛的用途。　　氦氖激光器的工作原理：氦氖激光器的激光放电管内的气体在涌有一定高的电压及电流（在电场作用下气体放电），放电管中的电子就会由负极以高速向正极运动。在运动中与工作物质内的氦原子进行碰撞，电子的能量传给原子，促使原子的能量提高，基态原子跃迁到高能级的激发态。这时如有基态氖原子与两能级上的氦原子相碰，氦原子的能量传递给氖原子，并从基态跃迁到激发的能级状态，而氦原子回到了基态上。因为放电管上所加的电压，电流连续不断供给，原子不断地发生碰撞。这就产生了激光必须具备的基本条件。在发生受激辐射时，分别发出波长3.39μm，632.8nm，1.53μm三种激光，而这三种激光中除632.8nm为可见光中的红外，另二种是红外区的辐射光。因反射镜的反射率不同，只输出一种较长的光波632.8nm的激光。　　He-Ne激光器结构：此类激光器的结构大体可分为三部分，既放电管、谐振腔和激发的电源。现在临床上最常应用的为内腔式。　　He-Ne激光的放电管，最外层是用硬质玻璃制成。放电的内管直径约2～3mm，管长几厘米到十几厘米，放电管越长功率越大，相应的放电电压就高。管内主要按5：1～10：1的比例充入氦氖混合气体达到总气压约2.66～3.99Pa。管的一端装有铝圆筒作阴极（其圆管状结构主要是为了减少放电测射），另一端装有钨针作阳极，放电管两端装有反射镜（即一头为全反射镜，出光一端为半反射镜）。这就构成了激光放电管。　　在氦氖激光器中，采用的谐振腔有球面腔或平凹腔。一般腔镜内侧镀有高反射率的介质。在其中一端反射率为100％，另一端反射率由激光器的增益而定。放电毛细管长度约15～20cm，He-Ne激光器的半反射镜的半反射镜的反射率98.5％～99.5％。谐振腔的轴线和放电毛细管轴偏离不超过0.1mm。　　He-Ne激光器的外界激励能源与固体激光器不相同，不能使用光泵激励，而采用电激励的方法。把工作物质封入放电管中，供以直流、交流及射频等方式激励气体放电。通过放电过程把能量传给工作物质，促使气体中的离子、原子被激发。医疗中使用的激励方法主要是以直流电激发出光。大体结构主要有高压变压器、整流与滤波回路、限流与稳流回路组成。

光纤激光点亮未来粒子加速器2013年08月21日 来源： 中国科学报 作者： 张冬冬 迟早，这些野心将会陷入困境——除非一些花费彻底便宜下来的新加速器技术得以实现。 在不断发展的高能物理隧道的尽头，光还会是光吗？该领域对更强大加速器的追求正在与社会为其支付费用的意愿相冲突。 高额投入带来困境 瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究组织（CERN）中的大型强子对撞机（LHC）拥有27公里长的圆形隧道，探测器和教堂差不多大，其费用有将近100亿美元。接下来，物理学家想要建造一个31公里长的国际直线对撞机，费用高达250亿美元，并且他们还在探讨建造更大的机器和更长的隧道。迟早，这些野心将会陷入困境——除非一些花费彻底便宜下来的新加速器技术得以实现。然而，一个欧洲物理学家团队在简单的光纤激光器中看到了希望。 几十年前，研究人员就已经知道激光脉冲可以加速带电粒子，但直到几年前，他们才能用该方法产生足够高质量的粒子束。余下需要克服的问题就是数量：能够在合理的效率下，以足够高的重复率产生足够强烈脉冲的激光并不存在。 现在，一些欧洲物理实验室的联盟称，它们可以在不建造一个新的高能激光机器的情况下满足必要的条件。这就需要使用光纤激光器——它们是电信行业的主力，并将其所有的产出结合成为一个超级粒子束。在欧盟为其长达18个月的试点项目投资50万欧元后，这些实验室使用64个光纤激光器顺利合并光束。如果欧盟下一个7年研究预算允许（目前尚未敲定），他们希望用成千上万个光纤扩展建成一个全尺寸的激光器。 循序渐进的尝试 物理学家不仅到达了国家预算的极限，同时也到了技术的极限。为了寻找新的物理现象，他们最终会加速轻子——比如电子和正电子——至超过5TeV（5万亿电子伏特）的能量。不过，若想使用今天的技术到达这一步，将耗费数百兆瓦（MW）的电力，相当于一个中型电站的所有输出。“没有技术可以为超过5TeV的轻子对撞机服务。”法国原子能委员会实验室的Roy Aleksan如是说。其难题在于，目前用于加速离子的无线电波无法提供足够大的动力，因此需要大量连续的微波腔以达到高能量。而这些微波腔并不能很有效地将插接电转化为电子束功率。 30多年前，美国加州大学洛杉矶分校的John Dawson和Toshiki Tajima提出了一个截然不同的策略：在激光激起的等离子体中对粒子进行加速。等离子体本质上是一种带电粒子（离子和电子）的气体。如果一个高能激光脉冲发射到等离子体中，激光的电场会排除那些很轻的电子，而更重的离子则很少移动，其尾流中就会有缺乏电子的正电荷泡沫，随后会出现一个负电荷（在电子重新涌入时形成）区域。结果就会形成一个和脉冲前进方向平行的强大电场。这种“尾流电场”可以大幅加速电子——来自等离子体的电子或是专门注入其中加以利用的电子。 当Dawson和Tajima提出这种尾流电场加速技术时，激光脉冲还无法足够短促有力。不过，20世纪80年代中期罗彻斯特大学的Gérard Mourou和Donna Strickland发明了啁啾脉冲放大（CPA）技术。通过该技术，研究人员可以得到10~100GV/m（GV/m为十亿伏每米）强度的尾流电场，比传统的射流加速（10~50MV/m）的能量强度要高3个数量级。不过粒子物理学家并没有严肃对待这种技术，因为它生产出的是质量差和低亮度的粒子束。 然而，2006年，加利福尼亚的伯克利国家实验室在仅仅3.3厘米长的等离子管道中创造出了一个高质量的1-GeV（十亿电子伏特）电子束时，怀疑者们开始对其刮目相看。2009年，国际未来加速器委员会和国际超高强度激光委员会设立了一个联合工作组，旨在调查这些新型激光技术如何帮助加速器的发展。在2011年发表的报告中，工作组草拟了一项计划——使用成百上千个激光等离子体模块构成的正负电子对撞机来加速粒子。该机器将比现在的加速器小很多——不过几千米长——而且很可能成本要小得多，而它将能够达到1到10TeV的能量。 光纤激光器登场 不过必要的激光器仍然不存在。尽管CPA使研究人员创造了具有足够高峰值功率的激光脉冲，但这种激光器通常会一秒一次地进行发射，对于产生强烈的粒子束来说过于缓慢。对应TeV数量级加速器的激光器需要每秒产生数以千计甚至数以百万计的脉冲，以避免巨大的能量消耗，同时还需要高的功率转换效率。“这就需要使其整体得到提高：高峰值功率、平均功率和效率。”Aleksan称。 该报告提出了一个长期的研发项目来开发必要的激光器。不过，目前在巴黎高等理工学院工作的Mourou有一个更好的想法：使用一个在电信行业中很普遍且便宜的工具，即光纤激光器——仅仅是掺杂了镱的光纤。在加入其他来源的光后，光纤激光器可以在高效率下以高重复率产生粒子束。而它们所缺少的是产生超短、大功率脉冲的能力。 因此，Mourou提出，联合成千上万个光纤激光器的产出以创造一个可以驱动TeV加速器的光束。该系统会通过从种子激光器中获得短脉冲、将脉冲拉伸并在大量光纤激光器中放大来进行运作。之后这些脉冲就会重新组合成一个单独的光束，并被压缩产生短的、大功率的脉冲，再将成千上万个光纤激光器产生的脉冲组合成为一个单独的光束。所有的光束都必须很精确地处于各自的相位，否则一些光束会破坏性地干扰其他光束，从而减弱最终形成的光束的能量。“人们觉得这很疯狂。”Mourou称。 Mourou促成了国际相干放大网络（ICAN）与CERN、英国南安普顿大学、德国弗劳恩霍夫研究所的同行的合作。在一年半的研究后，他们表示这种相干组合可以实现。在其于今年早些时候完成的最终验证中，他们将64个光纤激光器组成8×8的方阵，使其光束平行出现。在允许光束可以轻微重叠的前提下，研究人员能够观测到每个光束和离其最近的4个相邻光束的干涉模式。摄像机记录了这些模式，在检测了相位中的任何差异后，一个反馈回路会回到有问题的光纤激光器中，并立即调整相位恢复正常。 检测并调整一个粒子加速器所需要的约3万个光纤激光器是十分艰巨的任务——Mourou认为其艰巨程度相当于设计欧洲极大望远镜所遇到的挑战。不过ICAN的验证证明了这一原理的可行性。 ICAN项目吸引了其他看到高峰值功率和快速脉冲激光器希望的组织的注意。相同的技术可以为被称作自由电子激光器的一种X射线光源提供低成本的电子束来源；还可以提供癌症治疗的质子束以及医疗同位素。“ICAN项目预示着在基于激光和等离子体的粒子加速领域的一场革命。”俄罗斯罗蒙诺索夫莫斯科国立大学Skobeltsyn核物理研究所的Alexander Pukhov如是说。 在该项目的技术应用于其他领域之前，Mourou和其团队需要证明他们可以建造一个具有所需功能的全面的激光器。如果下一个欧盟研究预算可以提供他们所需的300亿欧元资金，他们也许可以说明其原理论证是否预示着粒子物理学的光明未来，还是仅为昙花一现。“他们需要开发出一个加速器。”Aleksan说，“然后人们就可以说‘这正是我们可以使用的东西’。”（张冬冬）

哪里能买到小型（便携式）的HE-NE激光器或是半导体激光器？做颗粒粒度实验用的，为什么我感觉半导体激光器比HE-NE激光器还要贵呢，小型的HE-NE激光器很难找到，希望各位好心人能推荐个网址

想在实验室自己组建一个激光拉曼光谱仪，由于刚接触，请问各路大侠激光拉曼光谱仪的光源是用脉冲激光器还是连续激光器？

我要求购紫外激光器（体积要小，重量要轻）

测zno的PL谱一般要用到325nm的HeCd激光器作为激发光源吧。但苦于进口的激光器动辄十几万，预算不够，大伙有没较便宜的国产激光器推荐的。谢谢！

据新华社柏林10月23日电 德国科研人员利用激光技术，推出了一种饮用水快速检测法，仅需几分钟就可得出检验结果。 德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所日前发表研究公报称，一种特殊的红外线激光器可以对自来水厂的饮用水样本进行自动分析。这种激光器的体积仅为鞋盒大小，其工作原理是，每种化合物分子都有特定的吸收光谱，用红外线激光照射水样本并分析其吸收光谱就可以确认化合物的种类。 这套红外线激光器已在德国黑森林地区的金齐希河自来水厂进行试用。在六周的时间里，这套仪器每隔三分钟就会对饮用水样品进行自动检测，共进行了约2.1万次检测，结果非常精确。 除对饮用水进行日常检验分析外，这套仪器还能快速检验出水中的危险物质，这将有助于政府部门对水污染事件作出快速反应。

我觉得是法国Cilas的，他们用的是半导体激光器。这个公司主要的业务还是激光器这块嘛，在全世界范围来说生产的激光器都是数一数二的。马尔文，贝克曼这些公司都是买了人家的。

半导体激光器又称激光二极管（LaserDiode，LD），是二十世纪八十年代半导体物理发展的最新成果之一。半导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性好、使用寿命长、功耗低。此外，半导体激光器采用低电压恒流供电方式，电源故障率低、使用安全，维修成本低。目前，半导体激光器的使用数量居所有激光器之首，某些重要的应用领域，过去常用的其他激光器，已逐渐被半导体激光器所取代。此外，半导体激光器品种繁多，既有波长较长的红外、红光，也有波长较短的绿光、蓝光，可以利用这些优势拓展激光粒度仪的测量范围， 提高测量精度。早期的半导体激光器激光性能受温度影响大，光束的发散角也大( 一般在几度到 20 度之间 )，所以在方向性、单色性和相干性等方面的性能并不理想。但随着科学技术的迅速发展，目前半导体激光器的的性能已经达到很高水平，光束质量也有了很大提高，因此世界上大多数品牌的激光粒度仪都使用半导体激光器做为光源，半导体激光器用作激光粒度仪的光源时，在控制电路上须采取恒流和恒温措施，以保证输出功率的稳定。

各位有经验的前辈, 最近在做一些LIBS的研究， 选了一款500ps脉宽 355nm紫外小型固态激光器，峰值功率超过20KW，大家讨论一下可做哪些材料的LIBS, 多谢！