典型激光器介绍讲解
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各种激光器的介绍激光(Laser)是光学与物理学领域中的重要研究方向之一,也是现代科学中应用最广泛的光源之一、激光器是产生、放大和产生激光的装置,它能够使光以高度有序的方式输出,并具有高度相干和高度定向的特性。
激光器可以根据不同的工作原理和激光频率,分为多种类型,下面将为大家介绍几种常见的激光器。
1. 固体激光器(Solid State laser):固体激光器是利用固体材料作为介质的激光器。
固体激光器的工作物质通常为具有特殊能级结构的晶体或玻璃材料。
最早的固体激光器是由人工合成的红宝石晶体制成的。
它具有高度的可靠性、较高的功率输出和较宽的谱段覆盖等特点,广泛应用于医疗、测量、通信、材料加工等领域。
2. 气体激光器(Gas laser):气体激光器是利用气体作为活性介质的激光器。
常见的气体激光器有二氧化碳激光器、氦氖激光器等。
其中,二氧化碳激光器是最早被发现和研究的激光器之一,具有连续激光输出、较高的功率密度和中远红外波段特点,广泛应用于材料加工、切割、医疗等领域。
3. 半导体激光器(Semiconductor laser):半导体激光器是利用半导体材料作为活性介质的激光器。
它是目前应用最广泛的激光器之一,常见的有激光二极管(LD)和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
半导体激光器具有小巧轻便、功耗低、寿命长等特点,广泛应用于激光显示、光通信、生物医学等领域。
4. 光纤激光器(Fiber laser):光纤激光器是利用光纤作为反射镜和放大介质的激光器。
它采用光纤的内部介质作为激光器的活性介质,激光通过光纤进行传输和放大。
光纤激光器具有高度稳定性、方便携带、适用于长距离传输等特点,广泛应用于材料加工、制造业、激光雷达等领域。
5. 半导体泵浦固体激光器(Diode-pumped solid-state laser):半导体泵浦固体激光器是利用半导体激光器(如激光二极管)泵浦固体材料产生激光的激光器。
它继承了固体激光器的高功率、高效率和稳定性等特点,同时又具有半导体激光器小尺寸、低功耗等优势。
医学中常用的激光器自第一台激光器问世后,人们对激光器件及技术进行了大量的研制工作,取得了相当可观的成果。
目前能实现激光运转的工作物质达数百种以上,大体上分为气体、固体、半导体、染料等几大类。
人们在探索激光产生机理的同时,扩展了激光的频谱范围,几千条谱线遍布于真空紫外到远红外的广阔光谱区域。
激光方向性好、强度大,可以使被照物体在1/1000s 内产生几千度的高温,瞬间发生汽化。
由于激光的物理特性决定了其具有明显的生物学效应,。
各种不同的激光具有不同的特性和组织效应,正确认识激光的这些特点,是选择和合理利用激光的基础。
一.气体激光器气体激光器,按工作物质的性质,大致可分成下列三种:1原子激光器:利用原子跃迁产生激光振荡,以氦氖激光器为代表。
氩、氪、氙等惰性气体,铜、镉、汞等金属蒸气,氯、溴、碘等卤素,它们的原子均能产生激光。
原子激光器的输出谱线在可见和红外波段,典型输出功率为10 毫瓦数量级。
2分子激光器:利用分子振动或转动状态的变化产生辐射制成的,输出的激光是分子的振转光谱。
分子激光器以二氧化碳CO2激光器为代表,其他还有氢分子H2,氮分子N2和一氧化碳CO分子等激光器。
分子激光器的输出光谱大多在近红外和远红外波段,输出功率从数十瓦到数万瓦。
3离子激光器:+这类激光器的激活介质是离子,由被激发的离子产生激光放大作用,如氩离子激活介质为Ar 激光器。
+氦镉激光器激活介质为Cd 等。
离子激光器的输出光谱大多在可见光和紫外波段,输出功率从几毫瓦到几十瓦。
气体激光器是覆盖波谱范围最广的一类器件,能产生连续输出。
其方向性、单色性也比其他类型器件好,加之制造方便、成本低、可靠性高,因此成为目前应用最广的一类器体。
1、氦氖激光器氦氖激光器能输出波长为632.8nm 的可见光,具有连续输出的特性。
它的光束质量很好发散角小,单色性好,单色亮度大。
激光器结构简单,成本低,但输出功率较小。
氦氖激光器在工业、科研、国防上应用很广,医疗上主要用于照射,有刺激、消炎、镇痛、扩张血管和针灸等作用,广泛用于内科、皮肤科、口腔科及细胞的显微研究。
四种激光器有哪些典型应用?一半导体激光器:半导体激光器是以半导体材料作为激光工作物质的激光器1.半导体激光器在高压反馈电路中的应用2.在电子焊接领域的应用3. 量子阱半导体大功率激光器在精密机械零件的激光加工方面有重要应用4. 在印刷业和医学领域,高功率半导体激光器也有应用. .另外,如长波长激光器(1976年,人们用Ga[nAsP/InP实现了长波长激光器)用于光通信,短波长激光器用于光盘读出.自从NaKamuxa实现了GaInN/GaN蓝光激光器,可见光半导体激光器在光盘系统中得到了广泛应用,如CD播放器,DVD系统和高密度光存储器可见光面发射激光器在光盘、打印机、显示器中都有着很重要的应用,特别是红光、绿光和蓝光面发射激光器的应用更广泛.蓝绿光半导体激光器用于水下通信、激光打印、高密度信息读写、深水探测及应用于大屏幕彩色显示和高清晰度彩色电视机中.总之,可见光半导体激光器在用作彩色显示器光源、光存贮的读出和写人,激光打印、激光印刷、高密度光盘存储系统、条码读出器以及固体激光器的泵浦源等方面有着广泛的用途.量子级联激光的新型激光器应用于环境检测和医检领域.另外,由于半导体激光器可以通过改变磁场或调节电流实现波长调谐,且已经可以获得线宽很窄的激光输出,因此利用半导体激光器可以进行高分辨光谱研究.可调谐激光器是深入研究物质结构而迅速发展的激光光谱学的重要工具大功率中红外(3.5lm)LD在红外对抗、红外照明、激光雷达、大气窗口、自由空间通信、大气监视和化学光谱学等方面有广泛的应用.5. 绿光到紫外光的垂直腔面发射器在光电子学中得到了广泛的应用,如超高密度、光存储.近场光学方案被认为是实现高密度光存储的重要手段.垂直腔面发射激光器还可用在全色平板显示、大面积发射、照明、光信号、光装饰、紫外光刻、半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。
半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器,由于它的波长范围宽,制作简单、成本低、易于大量生产,并且由于体积小、重量轻、寿命长,因此,品种发展快,应用范围广,目前已超过300种,半导体激光器的最主要应用领域是Gb局域网,850nm波长的半导体激光器适用于)1Gh/。
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。