典型激光器

常见激光技术总结目前常见的激光器按工作介质分气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器和染料激光器5大类，近来还发展了自由电子激光器。

大功率激光器通常都脉冲方式输出已获得较大的峰值功率。

单脉冲激光指的是几分钟才输出一个脉冲的激光，重频激光指的是每分钟输出几次到每秒输出数百次甚至更高的激光。

一、气体激光器1.He-Ne激光器：典型的惰性气体原子激光器，输出连续光，谱线有632.8nm（最常用），1015nm，3390nm，近来又向短波延伸。

这种激光器输出地功率最大能达到1W，但光束质量很好，主要用于精密测量，检测，准直，导向，水中照明，信息处理，医疗及光学研究等方面。

2.Ar离子激光器：典型的惰性气体离子激光器，是利用气体放电试管内氩原子电离并激发，在离子激发态能级间实现粒子数反转而产生激光。

它发射的激光谱线在可见光和紫外区域，在可见光区它是输出连续功率最高的器件，商品化的最高也达30-50W。

它的能量转换率最高可达0.6%，频率稳定度在3E-11，寿命超过1000h，光谱在蓝绿波段（488/514.5），功率大，主要用于拉曼光谱、泵浦染料激光、全息、非线性光学等研究领域以及医疗诊断、打印分色、计量测定材料加工及信息处理等方面。

3.CO2激光器：波长为9~12um（典型波长10.6um）的CO2激光器因其效率高，光束质量好，功率范围大（几瓦之几万瓦），既能连续又能脉冲等多优点成为气体激光器中最重要的，用途最广泛的一种激光器。

主要用于材料加工，科学研究，检测国防等方面。

常用形式有：封离型纵向电激励二氧化碳激光器、TEA二氧化碳激光器、轴快流高功率二氧化碳激光器、横流高功率二氧化碳激光器。

4.N2分子激光器：气体激光器，输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽小于10ns，重复频率为数十至数千赫，作可调谐燃料激光器的泵浦源，也可用于荧光分析，检测污染等方面。

5.准分子激光器：以准分子为工作物质的一类气体激光器件。

各种典型激光器原理激光器是一种产生、放大和输出激光光束的器件，是现代科学和工程领域中重要的设备之一、激光器的工作原理有多种类型，下面将介绍几种典型的激光器原理。

1.固体激光器固体激光器是利用固体材料中的电子跃迁产生激光。

其中，最常见的原理是通过注入能量来激发固体材料中的激活离子，而这些激活离子会通过受激辐射而释放出激光。

固体激光器中常用的激活离子有Nd3+、Er3+和Cr3+等。

这种类型的激光器通常使用将激发能量输送给激活离子的光泵浦器，例如激光二极管。

从而激活离子跃迁到高能级，最终产生激光。

2.气体激光器气体激光器是利用气体放电产生激光的器件。

其中最典型的是氦氖激光器（He-Ne激光器），其工作原理是通过在氦气与氖气混合的管道中通过直流或射频电波产生气体放电，激活氖离子，使其跃迁产生激光。

氦氖激光器的激光波长通常在632.8纳米，属于可见光范围。

气体激光器还包括二氧化碳激光器和氩离子激光器等。

3.半导体激光器半导体激光器是利用半导体材料中电子和空穴的复合过程产生激光。

通常使用p-n结构的半导体材料（如GaAs、InGaAs等），通过向p区注入电流，通过与n区的电子复合生成激光。

这种类型的激光器结构简单、小型化、功耗低，广泛应用于通信、激光打印机等领域。

4.光纤激光器光纤激光器是利用光纤的增益介质产生和放大光信号的激光器。

典型的光纤激光器是光纤光放大器（EDFA）和光纤光源（EFL）。

工作原理是通过将其中一种激活离子（如铒）掺杂到光纤核心中，通过泵浦光在光纤中引起激活离子的受激辐射，从而产生激光。

光纤激光器具有高增益、窄谱线特性和高可靠性等优点，广泛应用于通信、医疗和科研领域。

5.CO2激光器CO2激光器是一种以CO2气体为工作物质产生激光的器件。

其工作原理是利用CO2气体分子的振动和旋转能级跃迁来放大激光信号。

通过电子放电激发CO2气体分子至激发态，然后利用电子和激发态分子的碰撞来将能量转移给其他CO2分子，产生连续激光。

常用激光器及其分类本文由高能激光设备制造有限公司（）提供激光器发展至今，其品种目前已超过200多种，特点各异，其用途也各不相同。

激光器可按以下方法进行分类.1)按工作介质来分有:固体激光器、液体激光器、气体激光器、半导体激光器。

此外，还有化学激光器靠化学反应而形成受激状态)和自由电子激光器等。

（1）固体激光器固体激光器的工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺人少量激活离子，除了用红宝石和玻璃外，常用的还有在忆铝石榴石(Y AG)品体中掺人三价铰离子(Nd)的激光器，它发射1060nm的近红外激光.固体激光器连续功率一般可达1 kw以上，脉冲峰值功率可达10000000Kw一般固体激光器具有器件小、坚固、使用方便、输出功率大的特点。

近年来发展十分迅猛的光纤赫却，其工作物质是一段光纤.光纤中掺不同的元素.能够产生波段范围很宽的激光。

(2)液体激光器常用的是染料激光器，采用有机染料作为工作介质。

大多数情况是把有机染料济于溶剂(乙醇、丙酮、水等)中使用，也有以蒸汽状态工作的。

利用不同染料可获得不同波长的激光（在可见光范困)。

染料激光器一般使用激光作泵浦源.常用的有氢离子激光器。

液体激光器的工作原理比较复杂，它的优点是输出波长连续可调且搜盖面宽。

（3）气体激光器工作物质主要以气体状态进行发射的激光器，在常温常压下是气体，有的物质在通常条件下是液体(如非金属粒子的有水、汞)及固体(如金属离子结构的铜、锅等粒子)，经过加热使其变为蒸汽，利用这类蒸汽作为工作物质的激光器，统归气体激光器之中。

气体激光器中除了发出激光的工作气体外，为了延长器件的工作寿命及提高输出功率，还加入一定量的辅助气体与发光的工作气体相混合。

气体工作物质是所使用的工作物质中数日最多、激励方式最多样化、激光发射波长分布区域最广的一类激光器。

·气体激光器所采用的工作物质，可以是原子气体、分子气体和电离化离子气体，为此，把它们相应地称为原子气体激光器、分子气体激光器和离子气体激光器。

各功率激光的特点功率激光是一种产生高能量和高功率输出的激光器。

它们通常用于工业、医学、国防等领域，具有许多独特的特点。

下面将详细介绍一些常见功率激光的特点。

1.CO2激光器CO2激光器使用碳气混合物来产生激光束，通常工作在10.6微米的波长。

CO2激光器具有以下特点：-高功率输出：CO2激光器可以产生高达几千瓦的功率输出，是一种非常强大的激光器。

-高效率：CO2激光器的光电转换效率通常在10-30%之间，能够最大限度地将电能转换为光能。

-较低的光束质量：CO2激光器的光束质量较差，通常具有较大的光斑尺寸和较差的光束射准度。

2.光纤激光器光纤激光器是一种使用光纤作为激光体的激光器，产生的激光束通常工作在1微米以下的波长。

光纤激光器具有以下特点：-高功率输出：光纤激光器具有较高的功率输出，通常为几千瓦。

-高效率：光纤激光器的光电转换效率较高，通常在30-40%之间。

-高光束质量：光纤激光器可以产生具有较小光斑尺寸和出色光束质量的激光束。

-可靠性和耐用性：光纤激光器具有较长的寿命和较高的可靠性，适用于长时间运行和恶劣环境。

3.二极管激光器二极管激光器是一种使用半导体材料作为激活介质的激光器，常见的波长包括808nm、940nm和980nm。

二极管激光器具有以下特点：-小巧轻便：二极管激光器体积小，重量轻，便于安装和携带。

-高效率：二极管激光器的光电转换效率通常在50%以上，具有优秀的能源利用率。

-窄光谱：二极管激光器产生的光束具有相对较窄的光谱线宽，适用于许多精密应用。

-快速调制：由于二极管激光器具有快速的调制特性，它们常用于通信和数据传输领域。

4.固体激光器固体激光器使用固体材料（如Nd:YAG、Nd:YVO4等）作为激活介质，并通过泵浦光源来激活材料产生激光束。

固体激光器具有以下特点：-高功率输出：固体激光器通常可以产生较高功率，从几十瓦到几千瓦不等。

-高光束质量：固体激光器可以产生较小的光斑尺寸和出色的光束质量。