典型激光器介绍

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。

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。

各种激光器比较一、气体激光器（1）：原子激光器典型特例，He—Ne激光器，他发出的激光波长为0.6328um，输出功率几毫瓦到100毫瓦之间，能量转换功率低，约为0.01%。

激光器器方向性，单色性好，谱线宽度窄。

该激光器常用来外科医疗，激光美容，建筑测量，准直指示，激光陀螺等。

（2）：离子激光器典型特例，Ar+离子激光器，波长大约为0.488um的蓝光，输出功率约为150W。

能量转换功率为1%。

长用此激光器用做彩色电视，信息储存，全息照相等方面。

（3）：分子激光器典型特例，CO2激光器，波长约为10.6um的红外线。

输出功率与管长成正比，1M的管长可获得100W的输出功率。

能量转换效率较高，大约为30%。

单色性好。

能量输出强，常用来美容，工业和军事上。

（4）：准分子激光器是稀有气体与卤素气体的混合，发出的波长是紫外波。

输出功率小，大约为百微焦。

能量转换功率约为1%。

总述：气体激光器，连续输出功率大，方向性好，其器件造价低廉，结构简单。

二、液体激光器典型特例，若丹明6G染料，他的波长在紫外到红外之间，最大特点是连续可调。

能量转换功率较高，这种激光器特点是制备容易，可循环操作，便宜。

三、固体激光器典型特例，红宝石激光器。

它的波长在可见光到近红外波段，输出功率高，约为20kw。

能量转换率低，仅为0.1%。

单色性差。

但结构紧凑，牢固耐用，易于光纤耦合。

这种激光器广泛用于测距，材料加工，军事等方面。

四、半导体激光器典型特例，砷化镓，硫化镉等。

他的输出波长在近红外波段。

920nm到1.65um之间。

输出功率小，能量转换功率高，但是单色性差。

这种激光器最大特点是体积小，重量轻，结构简单，寿命长。

因此，广泛使用于光纤通信，光信息储存，光信息处理等方面。

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。

典型激光器介绍大全激光器（Laser）是20世纪最具科技感的发明之一，其应用涉及到多个领域，包括医疗、通信、制造、测量等等。

本文将介绍激光器的基本原理、不同类型的激光器以及其主要应用。

激光器的基本原理：激光器的核心部分是激光介质，它能够产生并放大高度集中的光束。

激光介质通常是一个光学腔体，其中有一个主动介质，能够吸收能量并在放出来的时候放大光信号。

这个光学腔体准备一个部分透明的发布窗口，能够让光束从中逃逸。

不同类型的激光器：1.固态激光器：固态激光器使用固态材料（如纳米晶体或晶体）作为激光介质。

它们通常非常稳定和高效，并且常用于医疗和研究领域。

2. 气体激光器：气体激光器使用气体作为激光介质，如氦氖激光器（He-Ne），二氧化碳激光器（CO2），氩离子激光器（Ar-ion）等。

它们通常产生高功率的激光束，常用于切割、焊接和制造领域。

3.半导体激光器：半导体激光器是目前应用最广泛的激光器类型之一，它使用半导体材料（如镓砷化物或镓氮化物）作为激光介质，常用于通信、医疗和显示技术领域。

4.纳秒激光器：纳秒激光器产生持续时间在纳秒级别的脉冲激光，常用于测量和材料研究领域。

5.二极管激光器：二极管激光器是一种小型、高效的激光器，它使用半导体材料并具有相对低的功率要求。

它们通常用于激光打印、扫描和传感器等应用领域。

激光器的应用：1.医疗领域：激光器在医疗领域有广泛的应用，如激光眼科手术、激光去胎记、激光脱毛等。

其高度集中和精确的光束可以在微创手术中发挥重要作用。

2.通信领域：半导体激光器在光纤通信中起到关键作用，能够快速高效地传输数据。

激光器所产生的激光束可以通过千米以上的光纤传输，实现高速宽带通信。

3.制造领域：激光器在制造领域常用于切割、焊接和打标等应用。

激光束的高能量和精度可以在金属切割和焊接时实现高质量和高效率。

4.测量和科学研究领域：激光器在测量、科学研究和实验室使用中发挥着重要作用，如激光干涉仪、激光雷达等。