激光器原理

激光器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)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大于損耗，所以裝置中必不可少的組成部分有激勵（或抽運(yùn)）源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)兩個部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實(shí)現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。國內(nèi)激光器龍頭公司包括銳科激光（光纖激光器）、創(chuàng)鑫激光（光纖激光器）、杰普特（光纖激光器）、華日激光（超快激光器）。激勵方式有光學(xué)激勵、電激勵、化學(xué)激勵和核能激勵等。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導(dǎo)地位，從而實(shí)現(xiàn)光放大。激光器中常見的組成部分還有諧振腔，但諧振腔（ 見光學(xué)諧振腔）并非必不可少的組成部分，諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和運(yùn)行方向，從而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長度，還能通過改變諧振腔長度來調(diào)節(jié)所產(chǎn)生激光的模式（即選模），所以一般激光器都具有諧振腔。

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常用激光器種類及應(yīng)用

染料激光器使用有機(jī)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)。激光器方面，激光器單臺價格每年降幅超過20%，帶動激光裝備價格逐年下降超過10%。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。但由于其介質(zhì)壽命短，輸出功率受限，基本被鈦藍(lán)寶石等波長可調(diào)的固體激光器取代。

半導(dǎo)體激光器是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器，激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。按照不同的用途，激光加工可分為激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)和激光雕刻等幾種。體積小，價格低，，使用壽命長，功耗低，可用于電子信息、激光打印、激光筆、光通信、激光電視、小型激光投影儀、電子信息、集成光學(xué)等領(lǐng)域，是實(shí)用較重要的一類激光器。

光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，應(yīng)用范圍非常廣泛，包括激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標(biāo)激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔／切割／焊接（銅焊、淬水、包層以及深度焊接）、大型基礎(chǔ)建設(shè)，作為其他激光器的泵浦源等等。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。

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?dú)怏w、液體或固體作為工作物質(zhì)， 而是將高能電子束的動能直接轉(zhuǎn)換成相干輻射能．因此， 也可以認(rèn)為自由電子激光器的工作物質(zhì)就是自由電子。它具有高功率、率、波長的大范圍調(diào)諧和超短脈沖的時間結(jié)構(gòu)等一系列優(yōu)良特性，除了它， 還沒有一種激光器能同時具備這些特點(diǎn)。②氣體激光器，它們所采用的工作物質(zhì)是氣體，并且根據(jù)氣體中真正產(chǎn)生受激發(fā)射作用之工作粒子性質(zhì)的不同，而進(jìn)一步區(qū)分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準(zhǔn)分子氣體激光器等。在物理學(xué)研究、激光聚變、光化學(xué)、光通訊等領(lǐng)域均有非?？捎^的前景。

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激光器的概況

激光技術(shù)已從方方面面走進(jìn)了人們的生活，但激光器種類繁多，其各自波長不同，特性不同，因此所應(yīng)用的領(lǐng)域也不同。相信大多數(shù)人面對紛繁復(fù)雜的激光器種類，多少覺得有點(diǎn)頭疼。有源光纖作為增益介質(zhì)，其難度與作用大于無源光纖，國產(chǎn)化率也在同比提高。因此，本文將各類型的激光器進(jìn)行了匯總，為大家逐一講解各類激光器的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用的情況。

按工作介質(zhì)不同，激光器分為固體激光器、氣體激光器、染料激光器、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器和自由電子激光器6種。其中固體激光器和氣體激光器還有很多細(xì)分種類。激光器--有望實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化以下內(nèi)容由風(fēng)啟科技為您提供，今天我們來分享激光器的相關(guān)內(nèi)容，希望對同行業(yè)的朋友有所幫助。除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，包括泵浦源、光學(xué)諧振腔和增益介質(zhì)三部分。

激光器的溫度控制

激光器按照冷卻方式可以分為水冷式、風(fēng)冷式、液氮冷卻式等等，冷卻方式的選擇往往是根據(jù)激光器的發(fā)熱量以及工作環(huán)境來確定的，水冷式激光器適用于發(fā)熱量較大、需要長期穩(wěn)定工作的情形，風(fēng)冷式散熱激光器適合發(fā)熱量小、對環(huán)境要求不太嚴(yán)苛的情形，液氮冷卻一般出現(xiàn)在激光晶體需要工作在極低溫度的情形，比如液氮冷卻的Yb:YAG激光器。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運(yùn)轉(zhuǎn)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。