模塊化拉曼激光器中,主要的工作物質(zhì)由,氮?dú)?氦氣三種氣體組成。其中準(zhǔn)分子激光器是產(chǎn)生激光輻射的氣體、氮?dú)饧昂鉃檩o助性氣體。加入其中的氦,可以加速010能級熱弛預(yù)過程,因此有利于激光能級100及020的抽空。氮?dú)饧尤胫饕诩す馄髦衅鹉芰總鬟f作用,為模塊化拉曼激光器上能級粒子數(shù)的積累與大功率率的激光輸出起到強(qiáng)有力的作用。模塊化拉曼激光器的激發(fā)條件:放電管中,通常輸入幾十mA或幾百mA的直流電流。放電時,放電管中的混合氣體內(nèi)的氮分子由于受到電子的撞擊而被激發(fā)起來。這時受到激發(fā)的氮分子便和CO?分子發(fā)生碰撞,N2分子把自己的能量傳遞給CO2分子,CO分子從低能級躍遷到高能級上形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)發(fā)出激光。
除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，產(chǎn)生激光的*的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過損耗，所以裝置中*的組成部分有激勵（或抽運(yùn)）源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)兩個部分。
近年來，
模塊化拉曼激光器技術(shù)發(fā)展迅速，輸出波長范圍覆蓋可見光中紅外波段，大輸出功率超過千瓦。在功率提升方面，拉曼光纖激光器技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)可概括為：激光振蕩器、主振功率放大器和抽運(yùn)/信號集成放大器。在重要科研應(yīng)用的驅(qū)動下，窄線寬拉曼光纖放大器技術(shù)得到顯著發(fā)展。另外，模塊化拉曼激光器技術(shù)還有一些新的擴(kuò)展，包括包層抽運(yùn)、二極管直接抽運(yùn)以及拉曼光纖激光合束等，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
模塊化拉曼激光器不但具有一般氣體激光器的高度相干性和頻率穩(wěn)定性的特點(diǎn),而且還具有另外三個的特點(diǎn):
(1)工作波長處于大氣“窗口”,可用于多路遠(yuǎn)距離通訊和紅外雷達(dá)。
(2)大功率和率(目前,氬離子激光器高連續(xù)波輸出功率為100瓦,其效率為0.17%,模塊化拉曼激光器的連續(xù)波輸出功率一般為毫瓦,其效率約為0.1%,而二氧化碳分子激光器連續(xù)波輸出功率高達(dá)1200瓦,其效率為17%)。
(3)結(jié)構(gòu)簡單,使用一般工業(yè)氣體,操作簡單,價格低廉。由此可見,隨著研究工作的進(jìn)展、新技術(shù)的使用,輸出功率和效率會不斷提高,壽命也會不斷增長,將會出現(xiàn)一系列新穎的應(yīng)用。例如大氣和宇宙通訊、相干探測和導(dǎo)航、超外差技術(shù)和紅外技術(shù)等。
