紫外激光器及其分类
激光器的分类
激光器的分类自从上世纪60年代以来，激光器已经发展出了众多类型，主要包括不同的工作介质、不同的脉宽，因此我们按照激光器的工作介质和输出脉冲两个思路对目前主要的激光器进行分类，并且介绍相关的激光术语。
按激光工作介质，激光器可以分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器、染料激光器和自由电子激光器。
固体激光器(晶体，玻璃)：在基质材料中掺入激活离子而制成，都是采用光泵浦的方式激励。
1）钕玻璃激光器：在玻璃中掺入稀土元素钕做工作物质，输出波长：λ=1.053μm2）红宝石激光器：输出波长：λ=694.3nm，输出线宽：∆λ=0.01∼0.1nm工作方式：连续，脉冲3）掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)：YAG晶体内掺进稀土元素钕，输出波长：λ=1064nm,914nm,1319nm工作方式：连续，高重复率脉冲连续波可调谐钛蓝宝石激光器：输出波长：λ=675∼1100nm气体激光器：在单色性/光束稳定性方面比固体/半导体/液体激光器优越，频率稳定性好，是很好的相干光源，可实现最大功率连续输出，结构简单，造价低，转换效率高。
谱线丰富，多达数千种(160nm--4mm)。
工作方式：连续运转(大多数)1）氦-氖激光器：常用的为λ=632.8nm根据选择的工作条件激光器可以输出近红外，红光，黄光，绿光(λ=3.39μm,1.15μm)2）CO2激光器：λ=10.6μm3）氩离子气体激光器：λ=488nm,514.5nm4）氦-镉激光器：波长为325nm的紫外辐射和441.6nm的蓝光5）铜蒸汽激光器：波长510.5nm的绿光和578.2nm的黄光6）氮分子激光器：紫外光，常见波长：337.1nm，357.7nm半导体激光器：由不同组分的半导体材料做成激光有源区和约束区的激光器；体积最小，重量最轻，使用寿命长，有效使用时间超过10万小时。
工作物质包括GaAS(砷化镓)，InAS(砷化铟)，Insb(锑化铟)，CdS(硫化镉)。
蓝光、绿光、紫外激光与光纤激光器之间的区别
大家都知道在目前市场的激光应用中有很多种激光源，他们之间的应用范围都
不一样，所达到的目的都不一样，加工对象也不相同，今天小编就给大家来说
说他们之间的不同之处。
蓝光、绿光的常用波长532nm，他们的光斑很小，焦距更短，属于冷加工模式，在精密切割加工方面有着不可代替的作用，尤其在玻璃，陶瓷，珠宝，眼镜等
行业的加工领域，常常可以看到他们的身影。
紫外激光常用波长为355nm，这个波长的产品属于全能型的，它的光斑也很小，由于特殊的UM波长，在传统加工领域有这个全能的称号，激光打标，激光切割，激光焊接都可以看到他的身影，光纤激光做不了的，它可以做，CO2激光
不能加工的它也可以，在精密切割方面表现更是不俗，针对金属产品的微细超
薄切割方面可以做到无毛刺，整齐平滑，速度快捷，能耗低廉等优势。
光纤激光切割机常用波长1064nm，在传统激光打标机雕刻和切割领域他是常见，也是整个行业的开拓者之一，它成就多少行业之巅，解决多少行业难题恐
怕只有它自己知道了！目前行业已经开发出了2万瓦激光切割机，可以切割
50MM厚度的材料，已经完全代替了传统线切割技术，这个是激光领域的新成就，未来的路还在一步一步前行，永无止境。
各种激光器的介绍
四、 新型固体激光器
3. 高功率固体激光器
高功率固体激光器主要是指输出平均功率在几百瓦以上的各种连续、准连续 及脉冲固体激光器，它一直是军事应用和激光加工应用所追求的目标。
从二十世纪七十年代起开始研制的板条形固体激光器，就是针对克服工作物 质中的热分结构如图(5-8)所示。
3.掺钕钇铝石榴石(Nd3＋：YAG) 工作物质:将一定比例的A12O3、Y2O3，和Nd2O3在单晶炉中进行熔化结晶而 成的，呈淡紫色。它的激活粒子是钕离子(Nd3＋)，其吸收光谱如图(5-4)所示
图(5-4) Nd3＋:YAG 晶体的吸收光谱
YAG中Nd3＋与激光产生有关的能级结构如图(5-5) 所示。它属于四能级系统。 荧光谱线中心波长为1.35um和1.06um；由于 1.06um比1.35um波长的荧光强约4倍，所以激光振 荡中，将只产生1.06um的激光
图(5-8) 板条形固体激光器结构示意图
一、氦-氖(He-Ne)激光器
He-Ne激光器的结构形式很多，但都是由激光管和激光电源组成，激光管 由放电管、电极和光学谐振腔组成。
1. He-Ne激光器的结构和激发机理 He-Ne激光器可以分为内腔式、外腔式和半内腔式三种，如图(5-9)所示。 He-Ne激 光器工作物 质为Ne原子， 即激光辐射 发生在Ne原 子的不同能 级之间。He 主要起提高 Ne原子泵浦 速率的辅助 作用。
图(5-5) Nd3＋:YAG 的能级结构
二、固体激光器的泵浦系统
1. 固体激光工作物质是绝缘晶体，一般都采用光泵浦激励。目前的泵浦光源多 为工作于弧光放电状态的惰性气体放电灯。 2. 泵浦光源应当满足两个基本条件：一是有很高的发光效率；二是辐射光的光 谱特性应与激光工作物质的吸收光谱相匹配
激光器知识讲解
激光器基本知识激光的意思是光受激发射，激光器的意思就易理解了吧！类似于放大镜聚焦火柴，不过激光能量大，可连续和脉冲，分类激光器的种类就越来越多。
按工作物质的性质分类，大体可以分为气体激光器、固体激光器、液体激光器；按工作方式区分，又可分为连续型和脉冲型等。
其中每一类激光器又包含了许多不同类型的激光器。
按激光器的能量输出又可以分为大功率激光器和小功率激光器。
大功率激光器的输出功率可达到兆瓦量级，而小功率激光器的输出功率仅有几个毫瓦。
如前所述的He-Ne激光器属于小功率、连续型、原子气体激光器。
红宝石激光器属于大功率脉冲型固体材料激光器。
自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。
按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。
大功率激光器通常都是脉冲式输出。
各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的0.7毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。
除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大过损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励（或抽运）源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。
激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。
激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。
工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。
激光器中常见的组成部分还有谐振腔，但谐振腔（见光学谐振腔）并非必不可少的组成部分，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。
而且，它可以很好地缩短工作物质的长度，还能通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式（即选模），所以一般激光器都具有谐振腔。
激光器工作原理激光器广泛用于各种产品和技术，其种类之多令人惊叹。
从CD播放机、牙钻、高速金属切割机到测量系统，似乎所有东西都有激光器的影子，它们都需要用到激光器。
固体紫外激光器用途
固体紫外激光器用途一、科学研究固体紫外激光器在科学研究领域中起到了重要的作用。
例如，在物理学研究中，它可以用于材料表面的微细结构分析、表面等离子体共振的研究等。
在化学领域，它可以用于分子振动光谱的研究和分析。
此外，在生物学研究中，固体紫外激光器还可以用于细胞信号传导和蛋白质结构研究。
二、光谱分析固体紫外激光器还可以用于光谱分析。
由于它的紫外光波长范围广，因此可以用于分析和检测很多物质的光谱特性。
例如，固体紫外激光器可以用于气体或液体中特定物质的检测和分析，如空气中的臭氧检测、水中的有机物检测等。
此外，它还可以用于材料的光谱成像，如石油勘探中的岩心光谱分析、环境监测中的土壤污染分析等。
三、医疗应用固体紫外激光器在医疗领域也有广泛的应用。
例如，在眼科手术中，它可以用于近视、远视等眼科疾病的激光矫正术。
此外，在皮肤美容领域，固体紫外激光器可以用于去除纹身、祛斑等治疗。
同时，它还可以用于癌症治疗，如光动力疗法、光动力抗菌疗法等。
四、材料加工固体紫外激光器在材料加工中也有广泛的应用。
由于它具有高能量和较高的聚焦度，因此可以用于微细加工。
例如，在电子制造业中，它可以用于半导体加工、电子元件焊接等。
在精密加工领域，固体紫外激光器可以进行激光切割、激光打标等操作。
此外，它还可以用于材料的钻孔、开槽等操作。
总之，固体紫外激光器由于其紫外光的特性，在科学研究、光谱分析、医疗应用和材料加工等领域中都具有重要的用途。
随着激光技术的不断进步和应用的推广，相信固体紫外激光器将会在更多领域中得到应用和发展。
激光器的种类讲解课件
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详细描述
随着科技的不断进步，新型激光材料与器件不断涌现，如硅基激光器、量子点激光器等。这些新型激光器具有更 高的性能和更广泛的应用前景，将为激光技术的发展带来新的突破。
激光器的稳定性与可靠性
总结词
激光器的稳定性与可靠性是指激光器 在长时间运行过程中保持稳定和可靠 的性能。
详细描述
随着激光技术的不断发展，对激光器 的稳定性与可靠性的要求也越来越高 。提高激光器的稳定性与可靠性是当 前研究的重点之一，也是未来激光技 术发展的关键之一。
按工作方式分类
连续激光器
连续输出激光，功率稳定，适用于连 续加工和测量。
脉冲激光器
按需输出激光，峰值功率高，适用于 脉冲加工和测量。
按波长分类
可调谐激光器
输出波长可调谐的激光，适用于光谱分析和测量。
单波长激光器
输出单一波长的激光，功率高、光束质量好，适用于高精度测量和加工。
03
各类激光器的应用领域
固体激光器在工业领域的应用
激光切割
固体激光器的高能量密度和良好 的光束质量使其成为激光切割的 理想选择，广泛应用于金属、玻
璃等材料的切割。
激光打标
固体激光器在非金属材料表面打标 方面表现出色，如塑料、陶瓷等， 广泛应用于产品标识和防伪。
激光焊接
固体激光器能够实现精密焊接，适 用于各种金属材料，提高焊接质量 和效率。
气体激光器在科研领域的应用
Hale Waihona Puke 010203激光光谱学
气体激光器可产生特定波 长的光，用于研究物质的 结构和性质，在光谱学领 域具有重要应用。
激光雷达
气体激光器可用于激光雷 达系统，进行远程探测、 定位和测量。
紫外绿光激光器
紫外、绿光激光器张成兵、曾海东2013 7.30~8.1一、激光器原理1、紫外激光器下图为紫外激光器的结构图红外脉冲激光是由半导体激光器（LD）产生中心波长为808nm的激光，经过扩束、准直、聚焦成高质量光斑入射到Nd:Y AG晶体上吸收泵浦功率，利用Cr4+：YAG饱和吸收晶体为被动调Q元件产生1064nm的激光。
激光经透镜1聚焦在其焦点处f1的两端面镀有1064nm和532nm双增透膜的KTP晶体上，倍频出的532nm倍频光和1064nm基频光经f2后聚焦在三硼酸锂（LBO）晶体上和频，LBO晶体入射面镀有1064nm和532nm的增透膜，另一面镀有355nm的增透膜。
输出光经石英棱镜把基频光、倍频光、紫光分开。
2、绿光激光器下图为绿光激光器的结构图半导体激光器（LD）产生中心波长为808nm的激光，经光纤耦合输出到聚焦透镜后聚焦到Nd:YVO4激光晶体上，晶体尽可能的靠近镀有808nm增透和1064nm高反双色模的M1镜，将KTP倍频晶体放在基波束腰位置可提高1064nm基频光转换为532nm绿光的转换效率，M2是R=100mm的平凹镜，内侧镀有1064nm高反和532nm高透的双色膜，M3是滤色片，从M3出来的既是绿光。
（说明：以上所述原理为网上资料查询，本人在海目星学习所获得的信息基本和它是一致的，激光也是通过倍频产生，只不过激光器内部结构会有所不同）二、激光参数说明：其它参数无法直接获得，在此就没有列出来。
紫外激光器电流与功率的关系，绿光的与之类似但是功率值要稍高（8~10W）三、加工材料绿光激光器适合加工的材质：PCB板、五金、陶瓷、眼镜钟表、电子器件、仪表、控制面板、铭牌展板、塑料等紫外激光器适合加工的材质：善长打UV膜的材料、塑料打标、FPC柔性电路切割、玻璃打标、白色按键打标、宝石打孔、金属或非金属镀层去除、盲孔加工等四、打样实例样品：热缩管、橡胶、PCB板、UV胶壳、金属名片（蓝、金、红紫）1)热缩管激光参数：24A、20k、800mm、10μs、0.05mm 45度双向填充，f=160mm；下图(1)、(2)分别是放大60倍和210倍的效果图图（1）图（2）2)橡胶激光参数：24A、20k、800mm、10μs、0.05mm 45度双向填充，f=160mm；下图(3)、(4)分别是放大60倍和210倍的效果图图（3）图（4）3)PCB板激光参数：26.5A、30k、1000mm、13μs、0.05mm 90度单向填充，f=160mm；下图(5)、(6)分别是放大60倍和210倍的效果图图（5）图（6）4)UV胶壳激光参数：26A、30k、1000mm、20μs、0.05mm 90度单向填充，f=160mm；下图(7)、(8)分别是放大60倍和210倍的效果图图（7）图（8）5)金属名片激光参数：24.5A、30k、1000mm、1μs、0.03mm 90度单向填充，f=160mm；下图(9)、(10)分别是放大60倍和210倍的效果图图（9）图（10）五、操作流程、电源参数、常见故障、防护措施①操作流程1、打开总电源及其它电源开关2、界面上的开关顺序POWER ON START MENU整个激光器打开需要等待2~3分钟，因为需要初始化确认激光器的元件温控是否正常，否则将会显示激光器出错。
红外及紫外激光器整体结构及功能介绍
红外及紫外激光器整体结构及功能介绍红外及紫外激光器整体结构及功能介绍激光技术作为一种先进的光电技术，广泛应用于医疗、通信、制造和军事等领域。
其中，红外及紫外激光器作为重要的激光器种类，在各个领域都有着重要的应用。
今天，我们就来深入了解一下红外及紫外激光器的整体结构及功能。
了解一种设备或技术的整体结构是进行深入研究和应用的基础。
红外激光器和紫外激光器在结构上有一些共同点，也有一些差异之处。
我们将从整体结构的方面着手，深入了解红外及紫外激光器。
一、整体结构1. 主谐振腔在红外及紫外激光器的整体结构中，主谐振腔是至关重要的一部分。
主谐振腔由激光介质、激光器泵浦源、谐振腔镜等组成，是激光器的核心部分。
红外激光器和紫外激光器的主谐振腔结构有所不同，我们可以逐一进行比较分析。
2. 光学系统光学系统是红外及紫外激光器中不可或缺的部分，它对激光产生和输出起着至关重要的作用。
光学系统包括产生激光、放大激光和输出激光等步骤，不同的激光器对光学系统的要求各有不同。
3. 控制系统在红外及紫外激光器的整体结构中，控制系统起着调节和稳定激光器性能的重要作用。
控制系统可以包括温度控制、频率稳定、脉冲控制等功能，是激光器稳定运行的保障。
二、功能介绍1. 红外激光器的功能- 红外激光器在通信、医疗、材料加工和测量等领域有着广泛的应用。
它具有窄谱线宽、高聚焦能力和强穿透力等特点，能够在红外光谱范围内实现高功率、高亮度的激光输出，广泛应用于激光雷达、红外成像、医学诊断等方面。
2. 紫外激光器的功能- 紫外激光器在光刻、荧光光谱分析、材料加工和科研实验等领域有着重要的应用。
它具有较短的波长、较高的能量密度和较小的散射程度，可以实现对微小器件的加工和表面的精细处理，广泛应用于光刻制造、荧光光谱分析、材料化学反应等方面。
三、个人观点和理解红外及紫外激光器作为先进的激光器技术，在现代科学技术领域有着广泛的应用前景。
它们不仅在基础研究中发挥作用，也在医疗、通信和制造等行业中有着不可或缺的地位。
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紫外激光的波长短，能量聚集集中，分辨率高，特别是具有“冷加工”的特性，能直接破坏连接物质的化学键，而不产生对外围的加热，因此成为加工脆弱物质的理想工具，并能对多种材料进行打孔、切割、烧蚀，在微加工领域中具有广泛的应用。
紫外激光器主要有三种。
第一种是固态、调Q Nd:YAG激光器，其中特殊的晶体被用来把红外1064 nm 波长的光转变成紫外353 nm波长的光。
光束形状是高斯型，所以光斑是圆形的，能量从中心到边缘逐渐下降。
由于短波长和光束质量限制，光束可以聚焦的大小在10 μm量级。
大体上，像全固化激光器一样，紫外激光器对温度变化是很敏感的。
在冷启动后，需要长达30分钟来达到足够的稳定性。
因此，这些激光器通常有特殊的待机条件，这样所有关键的元件保持在工作温度。
高重复频率和小的聚焦光斑使得激光器很适合进行小尺寸的加工。
第二种紫外激光器是气体激光器，准分子激光器。
该激光器的波长依赖于所使用的气体混合物类型（如表格所示）。
产生的光束不是圆的而是矩形的，光束截面上强度大体上是一致的，在边缘上忽然下降。
可以使用掩膜技术来产生不同的几何形状的光斑。
加工的细节可以小到几个微米，而聚焦的光学期间和工件之间的距离可以大到50到100 mm。
也可使用全息术来产生具体的光束能量图样。
第三种紫外激光器是金属蒸汽激光器。
虽然几种其它金属蒸汽也可以用，但是主要使用铜蒸汽。
铜蒸汽激光器产生波长为511 nm和578 nm的辐射。
此外，还利用混频和倍频来产生波长为255 nm，271 nm，289 nm的紫外辐射。
光束分布是高斯分布，这使得该激光器很适用于和其他固态紫外激光器的一样的适用范围。
和其他类型的激光器一样，紫外激光器适合于一个特定的应用领域。
它们很适合用在小尺寸、高质量的场合。
该技术也开辟了尚无可用技术的新应用领域。
可以肯定的是，将来我们会看到大量我们今天想都没有想过的新应用。
与可见可红外激光相比，该技术相对较低的处理率将促使激光器制造商开发具有更高平均功率的激光器。
这将降低该技术的成本。