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染料激光器的應(yīng)用
染料激光器，是使用有機染料作為激光介質(zhì)的激光，通常是一種液體溶液。相比氣體的和固態(tài)的激光介質(zhì)，染料激光器通?？梢杂糜诟鼜V泛的波長范圍內(nèi)。由于有寬闊的帶寬，使...[查看全部]
染料激光器是以某種有機染料溶解于一定溶劑(甲醇、乙醇、水等)中作為激活介質(zhì)的激光器，適用作激光工作物質(zhì)的有機染料是包含共軛雙鍵的有機化合物。
染料激光器的原理染料激光器是一種以染料為工作物質(zhì)，用激光器為泵浦源的激光器。染料激光器輸出激光的波長連續(xù)可調(diào)。因而人們可以得到所需要波長的激光。染料激光器具有高的輸出功率和波長連續(xù)可調(diào)的特點，故此種激光器應(yīng)用范圍較廣。目前使用不同的染料和泵浦源產(chǎn)生的激光波長已可覆蓋(3200～12850)×10^-10米的區(qū)間。連續(xù)染料激光的線寬已可壓縮到1千赫以下。而脈沖染料激光的脈沖時間已可壓縮到8×10^-15秒。用于染料激光器的染料是有機大分子，分子量一般在幾百。
染料激光器按泵浦的方式可分為脈沖和連續(xù)運轉(zhuǎn)兩類。對于脈沖染料激光的形成過程為：未被泵浦的染料分子處于S0(v=0)能級。在泵浦光作用下，躍遷到S1(v=1，2，…)而后又很快通過振轉(zhuǎn)能級間弛豫而到達S1(v=0)能級。因而被激發(fā)的分子都聚集在S1(v=0)能級上。同時S0(v>0)上的分子由于同樣的過程而聚集在S0(v=0)能級上，而S0(v>0)的各能級則是空的。這樣，就在S1(v=0)和S0(v>0)各能級間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，提供了高增益。這就使S1(v=0)和S0(v>0)間的光躍遷可能形成激光振蕩。在激光腔中加入色散元件就可選擇激光波長，實現(xiàn)激光波長連續(xù)可調(diào)。由于S1有相當(dāng)?shù)膶挾?，所以激發(fā)譜很寬。當(dāng)用激光來激發(fā)時，一種固定波長的激光也可用以激發(fā)多種染料。但是，染料激光器輸出的激光波長一定比做為光泵的激光器的波長更長。
染料激光器的發(fā)展染料激光器最吸引人的特性是它的激光波長在很寬的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。用有機化合物做激活介質(zhì)的想法差不多是與第一臺激光器產(chǎn)生同時開始的。然而，直到1966年美國BIM公司Soroikn等人才第一次從有機化合物中獲得受激發(fā)射。他們用巨脈沖紅寶石激
... 查看全文染料激光器就是以有機染料為工作物質(zhì)的激光器，根據(jù)工作物質(zhì)狀態(tài)的不同，染料激光器可分為液體染料激光器、固體染料激光器和氣體染料激光器。染料激光器還可按抽運方式的不同分為脈沖染料激光器和連續(xù)染料激光器。
液體染料激光器染料激光器從一開始發(fā)展就是以液體染料激光器的形式出現(xiàn)的，所以液體染料激光器的發(fā)展起步早，相對來說發(fā)展的也比較成熟，這也使其很難有所突破，近些年發(fā)展速度比較緩慢。
液體染料激光器的優(yōu)缺點：
液體染料激光器具備諸多優(yōu)點：波長在很寬的光譜范圍內(nèi)可調(diào)，能夠產(chǎn)生超短脈沖激光;光束發(fā)散角小;譜線帶寬窄;某兩種染料混合可以輸出新的波長;激活離子密度大，增益系數(shù)高，可得到較高的輸出功率;尤其是材料豐富、價格低廉。
隨著固體激光器的產(chǎn)生和發(fā)展，液體染料激光器的許多缺點開始暴露出來。液體染料激光器中，染料溶液的搬運和存貯都比較困難，有些激光染料還很難溶于基體溶液，而基體溶液要求必須能通過染料池循環(huán)流動。在實際應(yīng)用中，操作者要經(jīng)常地存貯和清除大量的染料溶液，于是不可避免地發(fā)生染料溶液外溢的情況，然而大多數(shù)有機染料是易燃、易爆、有毒或致癌的;還有就是染料溶液的連續(xù)循環(huán)使得染料池循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，體積十分龐大。液體染料激光器暴露出的諸多缺點促進固體染料激光器的產(chǎn)生，當(dāng)然染料激光器中，現(xiàn)在真正得到最普遍、最廣泛應(yīng)用的還是液體染料激光器;尤其是染料盒的出現(xiàn)更加有利于其發(fā)展。
液體染料激光器的分類：
液體染料激光器分為兩類：脈沖類和連續(xù)類。
1、脈沖類
①抽運源
脈沖染料激光器一般采用的抽運源有脈沖激光器和閃光燈兩類，為了克服三重態(tài)“陷阱”作用，脈沖液體染料激光器多采用激光抽運，如：N2激光器(337nm)。
②抽運方式
一般有兩種：橫向抽運和縱向抽運。橫向抽運是指抽運激光束方向垂直于染料激光器諧振腔光軸方向?？v向抽運是指抽運激光束方向平行于染料激光器諧振腔光軸方
... 查看全文染料激光器是以某種有機染料溶解于一定溶劑(甲醇、乙醇、水等)中作為激活介質(zhì)的激光器，輸出激光的波長連續(xù)可調(diào)。染料激光器廣泛應(yīng)用于激光光譜學(xué)、激光光學(xué)、激光生物學(xué)、激光醫(yī)學(xué)以及大氣環(huán)境的光譜檢測等領(lǐng)域。
染料激光器不工作首先檢查染料激光器面板上的紅色斷路器開關(guān)是否被按下，其次檢查鑰匙開關(guān)是否損壞，然后檢查PCB面板是否有直流輸入電壓。通過釋放斷路器開關(guān)、維修鑰匙開關(guān)或PCB面板供電模塊來排除故障。
首先確保染料激光器停止工作，接下來拆卸傳導(dǎo)光纖柬及激光于柄，檢查傳導(dǎo)光纖束的兩個端面表面是否光滑平整，有無缺口、破損、燒灼斑等影響傳輸?shù)那闆r存在。然后檢查激光手柄，用無水酒精擦拭激光手柄前端的保護鏡片，觀察鏡片上是否殘留有污物，鏡片本身是否有破損或燒灼斑。如果傳導(dǎo)光纖束或激光手柄存在嚴重的破損或燒灼斑，則需更換。
再接著檢查分光器，由于分光器將激光出射端的光束分為兩路，一路為輸出光路，一路為檢測光路，因此分光器的狀況影響到染料激光器自檢。檢查時仔細查看分光器是否被強激光擊碎，若有破損則需要更換。此外還要檢查位于分光器側(cè)邊出射端口的光功率探測器的工作狀況，一般而言光功率探測器極少損壞，故障多為探測器電路接口接觸不良。
染料激光器激光輸出能量低進入機器維修模式，查看染料的使用時間和染料激光器的脈沖次數(shù)。染料激光器一般使用十個月后能量就開始衰減，一年左右就要更換染料。若染料激光器使用頻率高，脈沖次數(shù)超過設(shè)計指標(biāo)(一般為六千到八千次)，雖然使用未滿一年，仍需要更換染料。
若染料的使用時間未滿一年，且脈沖次數(shù)未超過設(shè)計指標(biāo)，則需要拆卸染料激光器的光學(xué)諧振腔進行清潔。拆開后檢查諧振腔里的光學(xué)元件，查看全反射鏡和半反射鏡是否存在金屬鍍膜層脫膜或膜層擊穿等情況，檢查染料管、水套是否光滑透亮，上面有無污物或麻點，檢查陶豎反射腔的情況，并清潔陶瓷腔。水套、陶瓷反射腔可
... 查看全文染料激光器，是使用有機染料作為激光介質(zhì)的激光，通常是一種液體溶液。相比氣體的和固態(tài)的激光介質(zhì)，染料激光器通常可以用于更廣泛的波長范圍內(nèi)。由于有寬闊的帶寬，使得它們特別適合于可調(diào)諧激光器和脈沖激光器。
染料激光器的醫(yī)學(xué)應(yīng)用1983年，選擇性光熱效應(yīng)理論的提出使激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用活躍起來，而脈沖染料激光器恰恰又是選擇性光動力學(xué)原理的實踐者?？梢哉f染料激光器的優(yōu)勢在醫(yī)學(xué)方面得到了最大范圍的發(fā)揮，尤其是液體染料激光器已被廣泛應(yīng)用。
利用脈沖染料激光器的波長選擇能力制成的組織光學(xué)治療儀器使得醫(yī)生們能夠更精確地、更具有選擇性地治療組織病變。通過選擇激光參數(shù)，如波長、脈沖寬度、能量等，醫(yī)生們能夠選擇性地治療發(fā)生病變的組織，而不波及周圍正常的組織。染料激光器用于眼科治療比用其他激光器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、使用方便，其波長又連續(xù)可調(diào)，使其可能把激光輸出波長調(diào)至適合于眼科治療范圍。同時它能在最有效的生物光譜靈敏區(qū)內(nèi)對生物樣品進行分析和觀察，在臨床診斷和治療中發(fā)揮作用。染料激光器還廣泛作為臨床治療深部惡性腫瘤的光動力治療中的有效光源。
現(xiàn)在能夠發(fā)射近紅外熒光的染料激光器引起了科研工作者足夠的重視，因為它們能夠用于對生物體的DNA的排序和映像，其價值不可估量。目前的商用儀器大多數(shù)都是液體染料激光器，如：利用液體染料治療皮膚血管性疾病，具有無痛苦、不損傷表皮、不留疤痕、療效顯著等優(yōu)點。而固體染料激光器具有更容易變換波長以及潛在的低價格等優(yōu)點，很有發(fā)展前景，必定會導(dǎo)致染料激光醫(yī)療儀器的重大突破。
染料激光器的軍事應(yīng)用世界上首臺激光器問世時，有遠見的各主要大國軍政便立即注意到它所孕育著的巨大軍事應(yīng)用潛力。經(jīng)過40多年的發(fā)展，在現(xiàn)代軍事和新型武器系統(tǒng)中，激光高能輻射武器，激光制導(dǎo)武器，激光偵察、探測、跟蹤設(shè)備已經(jīng)有了相當(dāng)重要的地位。染料激光器作為激光器家族的重要一員，又具有其獨特的優(yōu)勢，如染料激光
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