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激光器種類和原理
來源： 閱讀：453 發布(bu)時間：2023-03-30 13:25:06
激光器種類和原理
相信大家都對以下名詞并不陌生：光纖激光器、連續激光器、YAG激光器、納秒激光器等。各種類型、各種名稱的激光器應接不暇，讓人眼花繚亂，而且還記不住。
今天，我們帶大家系統地把這個激光器好好分類一下，有需要的朋友建議好好收藏。

什么是激光器 

激光（laser）是“透過受激輻射產生的光放大”（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的縮寫，指透過刺激原子導致電子躍遷釋放輻射能量而產生的增強光子束。相較于其他類型的光，激光具有發散度小、亮度高、單色性好、相干性好等一系列特點，因此被廣泛地運用于工業制造、信息通訊、生物醫療、科研軍事等諸多領域，并在社會生產活動中發揮了重要的作用，激光也因此與計算機、原子能和半導體并稱二十世紀的新四大發明。
激光器是利用受激輻射原理發射激光的器件。
泵浦源是激光器的能量供給來源；增益介質是激光器的核心，會吸收泵浦源提供的能量并將激光放大；諧振腔是兩面互相平行的鏡子，其作用是把光線在反射鏡間來回反射并多次經過增益介質，因而在縮短工作物質長度的同時還能達到放大激光功率的目的。
通過光、電或其他辦法對物質進行激發，使得其中一部分粒子激發到能量較高的狀態，當這種狀態的粒子數大于能量較低狀態的粒子數時，由于受激輻射，物質就能對某一波長的光輻射產生放大作用，也就是這種波長的光輻射通過物質時，發射強度會放大，并與入射光波位、頻率和方向一致的光輻射，這種稱為激光放大器。
若把激發的物質放置于共振腔內，光輻射在共振腔內沿軸線方向往復反射傳播，多次通過物質，光輻射被放大許多倍，形成一束強度大、方向集中的激光，這就是激光振蕩器。
激光器結構和原理

激光器分類

激光器可以按照泵浦方式、增益介質、工作方式、輸出功率、和輸出波長等不同維度進行分類，具體分類方式如下所示：
（1）、按泵浦方式的不同，激光器主要可以分為光泵浦激光器、電泵浦激光器、化學泵浦激光器、熱泵浦激光器和核泵浦激光器。一般而言，不同類型的泵浦源是與激光晶體不同的吸收波長相適應的。
（2）、按照增益介質的不同，可以分為液體激光器、氣體激光器和固體激光器（光纖、半導體、全固態、混合），其中光纖激光器由于增益介質較為特殊且占有較高的市場份額，學術及生產實踐中一般會將其與其他固體激光器單獨區分開。目前發現可做增益介質的物質有近千種，常見的有摻稀土元素光纖、染料、惰性氣體、二氧化碳、摻釹釔鋁石榴石（YAG）和鈦藍寶石等。每類增益介質激光器具有不同的特點，不同的增益介質決定了激光波長等參數。
固體激光器與光纖激光器是目前市場上應用廣泛的兩類主流激光器，但兩者的加工特點和應用場景有著較大的差異，屬于并行發展、難以相互替代的兩類不同的技術路線。整體而言，光纖激光器由于其平均功率高、熱效應強的特點，被廣泛地應用于宏觀加工領 域的金屬材料切割、焊接、鉆孔、燒結等；而固體激光器則具有峰值功率高、熱效應小、加工精度高的特點，一般主要用于薄性、脆性材料和非金屬材料的精細微加工領域。
（3）、按工作方式的不同，激光器可分為連續激光器和脈沖激光器。連續激光器可以在較長一段時間內連續輸出，熱效應高。脈沖激光器以脈沖形式輸出， 主要特點是峰值功率高，熱效應小；根據脈沖時間長短，脈沖激光器可進一步 分為長脈沖（毫秒、微秒）、短脈沖（納秒）、超短脈沖（皮秒、飛秒）激光器，一般而言，脈沖寬度越窄、波長越短，可實現的加工精度越高。
（4）、按照輸出功率的不同，可以將光纖激光器分為小功率（0-1kW）、中功率（1kW-3kW）、高功率（3kW-6kW 以上）。而對于主要應用在精細微加工領域的固體激光器，實踐中一般將 10W 以下的歸類為低功率，10W 以上為中高功率。不同功率的激光器適應的應用場景各不同。
（5）、按輸出波長的不同，激光器可分為紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等。不同結構的物質可吸收的光波長范圍不同，因此需要各個波長的激光器應用于不同材料的精細加工。
激光器的分類

激(ji)光器不(bu)同種類的優(you)缺(que)點及應(ying)用(yong)

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