激勵抽運系統(tǒng)

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激勵抽運系統(tǒng)是指為使激光工作物質實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉而提供能量來源的機構或裝置。根據(jù)工作物質和激光器運轉條件的不同，可以采取不同的激勵方式和激勵裝置，常見的有以下四種。Nd:YAG（摻釹釔鋁石榴石）：較常用的固體激光器，工作波長一般為1064nm，這一波長為四能級系統(tǒng)，還有其他能級可以輸出其他波長的激光。①光學激勵(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質以實現(xiàn)粒子數(shù)反轉激光器的，整個激勵裝置，通常是由氣體放電光源和聚光器組成，這種激勵方式也稱作燈泵浦。②氣體放電激勵。是利用在氣體工作物質內(nèi)發(fā)生的氣體放電過程來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的，整個激勵裝置通常由放電電極和放電電源組成。③化學激勵。是利用在工作物質內(nèi)部發(fā)生的化學反應過程來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的，通常要求有適當?shù)幕瘜W反應物和相應的引發(fā)措施。④核能激勵。是利用小型核裂變反應所產(chǎn)生的裂變碎片、高能粒子來激勵工作物質并實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的。

激光器產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

激光加工技術是一種新型的綠色先進制造技術，相比傳統(tǒng)機械加工具備明顯優(yōu)勢，其加工方式以非接觸方式進行，加工過程能耗低、環(huán)保效益高、加工速度快、低噪音、熱影響小、適應性強，可加工超高硬度、高脆性、高熔點材料，并可實現(xiàn)自動控制，在精密加工、復雜結構加工、批量自動化生產(chǎn)等領域具備明顯優(yōu)勢，被公認為“未來制造系統(tǒng)的共同加工手段”。近十幾年來，激光器的發(fā)展更為迅速，出現(xiàn)了種類繁多的激光器，按照增益介質的不同，可分為光纖、固體、氣體、半導體激光器等，特定增益介質輸出特定波長的激光，本質決定了激光輸出功率和應用領域。

隨著技術不斷進步，激光技術應用領域不斷拓展，適用于激光加工的材料包括金屬及合金、塑料、陶瓷、玻璃、木材、皮革、樹脂、橡膠等，在廣泛應用于打標、雕刻、切割、焊接、鉆孔、熔覆、微加工及表面改性等工業(yè)加工領域的同時，還應用于信息通訊數(shù)據(jù)儲存、醫(yī)學美容、科研軍事、儀器傳感、顯示、增材制造等新興領域。自由電子激光器是一類不同于傳統(tǒng)激光器的新型高功率相干輻射光源，它不需要氣體、液體或固體作為工作物質，而是將高能電子束的動能直接轉換成相干輻射能．因此，也可以認為自由電子激光器的工作物質就是自由電子。

作為激光加工設備的核心部件的激光器，自1960年臺紅寶石激光器明問世以來，隨著技術的發(fā)展，發(fā)生了巨大的變化，極大的推動了其他科學技術的發(fā)展，被認為是二十世紀人類偉大的發(fā)明之一。當有源層內(nèi)的載流子在大量反轉情況下，少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復反射而產(chǎn)生感應輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某一頻率具有增益。近十幾年來，激光器的發(fā)展更為迅速，出現(xiàn)了種類繁多的激光器，按照增益介質的不同，可分為光纖、固體、氣體、半導體激光器等，特定增益介質輸出特定波長的激光，本質決定了激光輸出功率和應用領域。

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激光器特征和表現(xiàn)

國內(nèi)激光器龍頭上市后，我們把它定義為新業(yè)態(tài)，大家的思考或者大家的關注點有什么不一樣，可以體現(xiàn)在幾個主要方面：拉開梯隊，原來屬于大家自由發(fā)展、自由占領市場，隨著格局的確定，游戲規(guī)則基本出來了。游戲規(guī)則具體體現(xiàn)在哪些方面？典型的是取決于定價機制以及你在產(chǎn)業(yè)鏈所占的地位。隨著飛機、汽車工業(yè)向復合材料的轉變，高功率激光器滲透率的持續(xù)提升。中游企業(yè)，毛利率是我們行業(yè)統(tǒng)計的基本數(shù)據(jù)，達到20-30%。對于國內(nèi)龍頭企業(yè)來說，基本擁有自我垂直整合能力，意味著我的產(chǎn)業(yè)鏈具有技術方案的設定權，也有價格制定權。這是目前表現(xiàn)的一個特點。內(nèi)外部競爭格局更加平衡，表現(xiàn)在國內(nèi)品牌和國外品牌在中國市場占有率基本持平，從原來海外占主導走向半壁江山的局面。 在目前新業(yè)態(tài)情況下，國產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸趨于完善，很多專家提到芯片問題、光纖問題等。每個行業(yè)都有瓶頸，我們也有瓶頸，我們的瓶頸是缺兩個核心技術：一是激光合成技術，目前我國有些單位在做，突破不明顯。二是高功率切割技術，這是整機集成商要用的技術。一是激光器核心技術，二是集成商的技術。這兩個技術沒解決，即使解決6000瓦激光器也沒法用。整體來說，目前國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的配套相比2018年之前有了比較大的改觀。產(chǎn)業(yè)和資本的結合更加頻繁，進入2018年，隨著光纖激光器在制造業(yè)的應用，產(chǎn)業(yè)和資本的合作更加頻繁。

納秒脈沖光纖激光器概述

自從 1961 年，美國光學公司的 Snitzer 和 Koester 報道了世界上首臺光纖激光器以來，由于光纖激光器具有光束質量高、成本低、轉換效率較高、穩(wěn)定性好、體積小、兼容性強、壽命長、散熱快等優(yōu)點而備受關注。尤其是高功率的納秒脈沖光纖激光器，已經(jīng)被廣泛的應用于激光加工、激光測距儀、二次諧波的產(chǎn)生、軍事等領域。激光技術中的關鍵概念早在1917年愛因斯坦提出“受激輻射”時已經(jīng)開始建立起來了，激光這個詞曾經(jīng)飽受爭議。因此，高功率納秒脈沖光纖激光器的研發(fā)和實用化技術已成為激光技術領域的一個熱點。由于納秒脈沖光纖激光器具有如下優(yōu)點：(1)光束質量高。光纖的纖芯直徑在幾個微米的量級，能大大的提高激光器的光束質量，從而滿足工業(yè)加工的高質量需求。(2)散熱好。光纖激光器的體積很小，無需龐大的水冷系統(tǒng)，高功率運轉時也只需要風冷。(3)體積小。光纖具有良好的柔性，使得激光器可以設計得相當小巧、結構緊湊、易于集成，并且在高沖擊、強震動、高溫度、大灰塵等相對惡劣的環(huán)境中也能工作。(4)良好的光譜特性。通過改變不同摻雜的增益光纖和與之相匹配的光纖元器件，可以實現(xiàn)不同波長的激光輸出。因此，研究納秒脈沖光纖激光器已成為當今的趨勢。在光纖激光器中，主要通過調(diào) Q 技術實現(xiàn)納秒脈沖，調(diào) Q 方式分為主動調(diào) Q 和被動調(diào) Q 兩種。主動調(diào) Q 技術主要是在腔內(nèi)插入電光開關或聲光開關調(diào)制腔內(nèi)的 Q 值來產(chǎn)生短高強的激光脈沖，產(chǎn)生的脈沖寬度從幾十納秒到幾百納秒。被動調(diào) Q 技術主要是采用可飽和吸收體(半導體材料或者摻稀土的晶體薄片)進行調(diào) Q。與主動調(diào) Q 相比，被動調(diào) Q 具有成本低廉、結構緊湊、峰值功率高、脈沖寬度窄等優(yōu)點，因此采用被動調(diào) Q 技術得到的窄脈寬、高重頻、高功率光纖激光器具有重要的實際意義。