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、堅固、使用方便、輸出功率大的特點。這種激光干涉儀的工作介質是在作為基質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)晶體中摻入三價釹離子的激光干涉儀，它發射1060nm的近紅外激光。固體激光干涉儀一般連續功率可達100W以上，脈沖峰值功率可達109W。

 

    激光干涉儀原理——半導體激光干涉儀

 

    半導體激光干涉儀是以半導體材料作為工作介質的。這種激光干涉儀體積小、質量輕、壽命長、結構簡單而堅固。常用材料有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。

 

    半導體激光干涉儀件，可分為同質結、單異質結、雙異質結等幾種。同質結激光干涉儀和單異質結激光干涉儀室溫時多為脈沖器件，而雙異質結激光干涉儀室溫時可實現連續工作。這種激光干涉儀的特點是體積小，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構簡單、造價低;操作方便;工作介質均勻，光束質量好;以及能長時間較穩定地連續工作的有點。

 

    工作物質主要以氣體狀態進行發射的激光干涉儀在常溫常壓下是氣體，有的物質在通常條件下是液體(如非金屬粒子的有水、汞)，及固體(如金屬離子結構的銅，鎘等粒子)，經過加熱使其變為蒸氣，利用這類蒸氣作為工作物質的激光干涉儀，統歸氣體激光干涉儀之中。氣體激光干涉儀中除了發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光的工作氣體相混合。

 

    氣體激光干涉儀大多應用電激勵發光，即用直流，交流及高頻電源進行氣體放電，兩端放電管的電壓增壓時可加速電子，帶有一定能量，在工作物質中運動的電子與粒子(氣體的原子或分子)碰撞時將自身的能量轉移給對方，使分子或原子被激發到某一高能級上而形成粒子數反轉，產生激光。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構相對簡單得多，造價較低，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，采用有機染料最為工作介質。大多數情況是把有機染料溶于溶劑中(乙醇、丙酮、水等)中使用，也有以蒸氣狀態工作的。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雜。輸出波長連續可調，且覆蓋面寬是它的優點，使它也得到廣泛應用。