如何利用可调谐激光二极管测湿度？

如何利用可调谐激光二极管测湿度

可调谐激光器tunable laser 是指在一定范围内可以连续改变激光输出波长的激光器。

如何利用可调谐激光二极管测湿度？

如何利用可调谐激光二极管测湿度？

如何利用可调谐激光二极管测湿度？

连续激光器相对于脉冲激光器来说的，连续的就是输出激光是连续的一直开着的状态，脉冲就类似照相机闪光灯的开关状态，一闪一闪的。

激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。

用光、电及其他办法对物质进行激励，使得其中一部分粒子激发到能量较高的状态，当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时，由于受激辐射，物质就能对某一波长的光辐射产生放大作用，也就是这种波长的光辐射通过物质时，会发射强度放大并与入射光波位、频率和方向一致的光辐射，这种称为激光放大器。

若把激发的物质放置于共振腔内，光辐射在共振腔内沿轴线方向往复反射传播，多次通过物质，光辐射被放大许多倍，形成一束强度大、方向集中的光束“激光”，这就是激光振荡器。

激光二极管泵浦的全固体激光器具高、结构紧凑、光束质量好、性能稳定、寿命长等优点，日益引起人们的广泛重视。尤其是单频运转，在光谱学、相干通讯、激光雷达、引力波深测、光学数据存储等领域有广泛的应用。

可调谐激光器可以设置为宽带光源吗

可调。根据查询激光器功能显示，可调谐激光器可以设置为宽带光源，可在可见光范围内获得任意单频激光，激光最小带宽为 5nm，1060nm波长扫描宽带可调谐激光光源是一款宽带可调谐的外腔激光器，基于1060nm波段宽带半导体光放大器（SOA）技术。

可调谐激光器的产品类型

用Nd:YAG激光经过倍频之后产生的 5320埃激光作为泵浦源去激励染料。在振荡器部分,条纹间距为d 的衍射光栅和输出镜构成谐振腔。这时,只有波长满足2dcosθ=mλ,m=0，1，2，… 的光束才具有低的损耗，能形成激光振荡。因此，旋转光栅（改变θ角）,就能改变输出激光的波长。在谐振腔内还插入一个放在压力室中的标准具。变压力室中的气压,可使标准具中气体的折射率随之而变,从而获得输出波长的精细调谐。还有一级放大，以增加输出激光的功率。

激光甲烷气体检测原理

激光甲烷传感器采用甲烷气体对线的吸收原理甲烷浓度、可调谐激光吸收光谱和谐波检测工作原理，被测环境中的甲烷气体以扩散方式进入传感器探头吸收气室，激光器以固定频率发射激光，激光透过气室到达光电二极管，将光信号转化为电信号，再经过滤波放大以及温度等参数补偿计算出气室中甲烷气体的浓度，并将结果显示出来，同时发送到与之相连的井下分站，实现甲烷监测、，就地数字显示和声光报警。

.激光光路放大的原理是什么?

激光产生原理

了解激光产生原理，我们必先了解物质的结构，与及光的辐射和吸收的原理。

{josimage}物质由原子组成。图一是一个碳原子的示意图。原子的中心是原子核，由质子和中子组成。质子带有正电荷，中子则不带电。原子的外围布满着带负电的电子，绕着

原子核运动。有趣的是，电子在原子中的能量并不是任意的。描述微观世界的量子力学告诉我们，这些电子会处于一些固定的「能阶」，不同的能阶对应于不同的电

子能量。为了简单起见，我们可以如图一所示，把这些能阶想象成一些绕着原子核的轨道，距离原子核越远的轨道能量越高。此外，不同轨道最多可容纳的电子数目

也不同，例如的轨道

(也是最近原子核的轨道)

最多只可容纳

2个电子，较高的轨道则可容纳

8个电子等等。事实上，这个过份简化了的模型并不是完全正确的

[1]，但它足以帮助我们说明激光的基本原理。

电子可以透过吸收或释放能量从一个能阶跃迁至另一个能阶。例如当电子吸收了一个光子

[2]

时，它便可能从一个较低的能阶跃迁至一个较高的能阶

(图二

a)。同样地，一个位于高能阶的电子也会透过发射一个光子而跃迁至较低的能阶

(图二

b)。在这些过程中，电子吸收或释放的光子能量总是与这两能阶的能量相等。由于光子能量决定了光的波长，因此，吸收或释放的光具有固定的颜色。

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当原子内所有电子处于可能的能阶时，整个原子的能量，我们称原子处于基态。图一显示了碳原子处于基态时电子的排列状况。当一个或多个电子处于较高的能阶时，我们称原子处于受激态。前面说过，电子可透过吸收或释放在能阶之间跃迁。跃迁又可分为三种形式﹕

1.自发吸收

-电子透过吸收光子从低能阶跃迁到高能阶

(图二

a)。

2.自发辐射

-电子自发地透过释放光子从高能阶跃迁到较低能阶

(图二

b)。

3.受激辐射

-光子射入物质诱发电子从高能阶跃迁到低能阶，并释放光子。入射光子与释放的光子有相同的波长和相，此波长对应于两个能阶的能量。一个光子诱发一个原子发射一个光子，就变成两个相同的光子

(图二

c)。

{josimage}激光基本上就是由第三种跃迁机制所产生的。图三显示激光的原理。它由一枝闪光灯，激光介质和两面镜所组成。激光介质是晶体，当中有微量的铬原

子。在开始时，闪光灯发出的光射入激光介质，使激光介质中的铬原子受到激发，最外层的电子跃迁到受激态。此时，有些电子会透过释放光子，回到较低的能阶。

而释放出的光子会被设于激光介质两端的镜子来回反射，诱发更多的电子进行受激辐射，使激光的强度增加。设在两端的其中一面镜子会把全部光子反射，另一面镜

子则会把大部分光子反射，并让其余小部分光子穿过﹔而穿过镜子的光子就构成我们所见的激光。

{josimage}产生激光还有一个巧妙之处，就是要实现所谓粒子数反转的状态。以激光为例

(图四)，原子首先吸收能量，跃迁至受激态。原子处于受激态的时间非常短，大约

秒后，它便会落到一个称为亚稳态的中间状态。原子停留在亚稳态的时间很长，大约是

秒或更长的时间。电子长时间留在亚稳态，导致在亚稳态的原子数目多于在基态的原子数目，此现象称为粒子数反转。粒子数反转是产生激光的关键，因为它使透过受

激辐射由亚稳态回到基态的原子，比透过自发吸收由基态跃迁至亚稳态的原子为多，从而保证了介质内的光子可以增多，以输出激光。