激光器的分类介绍
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)。
激光器等级分类标准
激光器等级分类标准
激光器的等级分类标准是根据激光器的功率、波长、辐射范围、辐射时间等参数来确定的。
国际标准化组织（ISO）和美国激光安全标准委员会（ANSI）制定了一套广泛应用的激光器等级分类标准，被称为“激光产品安全标准”。
根据这套标准，激光器等级分为以下几个级别：
1. 第一类激光器（Class 1）：无眼安全风险的低功率激光器，即使在长时间直接观察下也不会对人眼造成伤害。
2. 第二类激光器（Class 2）：低功率可见光激光器，对人眼有一定伤害风险，但由于人眼对瞬时光刺激有自我防御机制，所以在正常使用下不太可能造成损害。
这种激光器的输出功率限制在1毫瓦以下。
3. 第三类激光器（Class 3）：中等功率激光器，分为3A和3B 两个子类。
- 3A类激光器：输出功率不超过5毫瓦，对人眼有一定伤害风险，但在正常使用下不会造成严重损伤。
- 3B类激光器：输出功率在5毫瓦到500毫瓦之间，对人眼造成潜在危险，直视或近距离照射可能会引起眼睛损伤。
因此，对于3B类激光器的使用，需要采取一些特殊的安全措施来保护人眼。
4. 第四类激光器（Class 4）：高功率激光器，输出功率超过500毫瓦。
这类激光器对眼睛和皮肤都具有严重的伤害风险，甚至可以引起火灾和烧伤。
在使用和操作上，对于第四类激光器需要非常严
格的安全措施和专业技术支持。
需要注意的是，以上等级标准是一种国际通用标准，不同国家和地区可能还会有一些额外的标准和要求。
在使用激光器时，应该遵守相应的安全规范和操作指南，确保激光器的安全使用。
光纤激光器分类
光纤激光器分类 1、按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为： （1）晶体光纤激光器 工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和 nd3+： YAG 单晶光纤激光器等。 （2）非线性光学型光纤激光器 主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。 （3）稀土类掺杂光纤激光器 光纤的基质材料是玻璃，向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，而 制成光纤激光器。
（4）塑料光纤激光器 向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。 3、按谐振腔结构分类为 F-P 腔、环形腔、环路反射器光纤谐振腔以 及“8”字形腔、DBR 光纤激光器、DFB 光纤激光器等。 4、按光纤结构分类为单包层光纤激光器、双包层光纤激光器、光子 晶体光纤激光器、特种光纤激光器。 5、按输出激光特性分类为连续光纤激光器和脉冲光纤激光器，其中 脉冲光纤激光器根据其脉冲形成原理又可分为调 Q 光纤激光器（脉冲宽度为 ns 量级）和锁模光纤激光器（脉冲宽度为 ps 或 fs 量级）。 6、根据激光输出波长数目可分为单波长光纤激光器输出波长的可调谐特性分为可调谐单波长激光器，可调 谐多波长激光器。 8、按激光输出波长的波段分类为 S-波段（1460~1530nm）、C-波段 （1530~1565nm）、L-波段（1565~1610nm）。 9、按照是否锁模，可以分为：连续光激光器和锁模激光器。通常的 多波长激光器属于连续光激光器。 10、按照锁模器件而言，可以分为被动锁模激光器和主动锁模激光 器。 其中被动锁模激光器又有：等效/假饱和吸收体：非线性旋转锁模激 光器（8 字型，NOLM 和 NPR）真饱和吸收体：SESAM 或者纳米材料（碳 纳米管，石墨烯，拓扑绝缘体等）。
激光等级分类标准
激光等级分类标准激光器是一种利用受激辐射原理产生的高强度、高一致性光束的装置。
根据国际标准，激光器被分为几个等级，不同等级的激光器具有不同的危险性和使用范围。
本文将介绍激光等级分类标准，帮助大家更好地了解激光器的安全使用和管理。
一、激光等级分类。
1. 类别I，这是最安全的激光器等级，不会对人眼造成任何伤害。
即使在长时间直接观察下也不会造成损伤。
这种激光器通常是低能量、低功率的，比如指示激光笔等。
2. 类别II，这类激光器也是低功率的，但如果直接照射到眼睛上，可能会造成眼睛不适和短暂的视觉干扰。
但是，这种激光器一般不会造成永久性损伤。
3. 类别IIIa，这类激光器的功率较高，可能会对眼睛造成短暂的损伤，但只有在长时间暴露下才会产生永久性的伤害。
这类激光器通常用于教学和商业展示。
4. 类别IIIb，这种激光器具有较高的功率，即使短时间内也可能对眼睛造成永久性损伤。
因此，在使用时需要特别小心，避免直接照射到人眼。
5. 类别IV，这是最危险的激光器等级，具有极高的功率，即使短时间内也可能导致严重的眼睛损伤甚至失明。
此外，类别IV激光器还可能对皮肤造成灼伤，甚至引发火灾。
二、激光器的安全使用。
1. 对于类别I和II的激光器，一般来说不会对人眼造成伤害，但也要避免直接照射到眼睛上，以免引起不适。
2. 对于类别IIIa和IIIb的激光器，使用时要注意避免直接照射到眼睛，并且尽量减少暴露时间，以免造成眼睛损伤。
3. 对于类别IV的激光器，使用时必须佩戴特制的激光护目镜，严禁直接照射到人眼，以免造成严重的眼睛损伤。
4. 在使用激光器时，要注意避免将光束照射到反射表面上，以免产生危险的散射光。
5. 激光器的使用和管理必须遵守国家和地方的相关法律法规，严格控制激光器的购买和使用。
三、激光器的管理和维护。
1. 激光器的管理人员必须接受专业的培训，了解激光器的危险性和安全操作规程。
2. 定期对激光器进行检查和维护，确保其工作状态良好，避免因激光器本身故障导致的安全事故。
激光等级分类标准
激光等级分类标准介绍激光是一种高度集中的光束，具有高能量、高亮度和高单色性等特点。
为了更好地管理和使用激光器，国际上制定了激光等级分类标准。
这些标准对不同激光器的功率、波长、辐射能量等进行了分类，以便人们在操作和接触激光器时能够采取相应的安全措施。
本文将对激光等级分类标准进行详细的探讨。
一级标题1二级标题1.1激光等级分类标准共分为四个等级：Class 1、Class 2、Class 3和Class 4。
1.Class 1：这个等级的激光器是最安全的，对人眼没有危害。
不论直接接触还是间接接触，都不需要采取特殊的防护措施。
例如，使用在 CD 机中的激光器就属于 Class 1。
2.Class 2：这个等级的激光器对眼睛有一定的危害，但是只在较短时间的观察下才会造成伤害。
因此，在设计上通常能够防止人眼过度直接接触。
典型的 Class 2 激光器是使用在激光指示器中的，经常可以看到它们用来做幻灯片演示。
3.Class 3：这个等级的激光器对眼睛有一定的危害，但只有在人眼主动直接注视激光束时才可能造成伤害。
并且，实际使用中对眼睛的损伤可能会受到保护机制的限制。
因此，Class 3 激光器的使用是合法的。
然而，应该尽量避免使用 Class 3R 激光器，因为这种类型的激光器对眼睛造成的损害更大。
4.Class 4：这个等级的激光器对眼睛和皮肤造成严重威胁。
无论直接接触还是间接接触，都需要采取严格的防护措施。
Class 4 激光器的功率很高，辐射能量也很强，可以迅速引起物体着火，因此在操作这类激光器时需要特别小心。
二级标题1.2激光等级分类标准的制定是为了保护人眼和皮肤免受激光器辐射的伤害。
不同等级的激光器需要采取不同的防护措施。
以下是一些常见的防护措施：1.使用绝对遮挡：使用物理屏障（如安全眼镜或屏蔽墙）来完全遮挡激光束，防止其直接接触人眼和皮肤。
2.减少激光辐射：控制激光器的功率和波长，以及减少辐射时间和频率，从而降低对人体的伤害风险。
激光器的分级标准及激光安全管理
激光分类标准与激光安全管理激光器按波长分各种类型，由于不同波长的激光对人体组织器官伤害不同。
因此，在每种类型的激光器中，根据其功率输出和对人体的伤害，可以分为以下四个级别。
第一级激光器：即无害免控激光器。
这一级激光器发射的激光，使用过程中不会对人体造成危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。
对这类激光器不需任何控制。
第二级激光器：即低功率激光器。
输出激光功率虽低，偶尔用眼睛看看，以避免眼睛受伤，但不可长时间直视激光束。
否则，眼底细胞受光子作用而损害视网膜。
但这类激光对人体皮肤无热损伤。
第三级激光器：即中功率激光器。
该激光器的输出功率，例如聚焦时，直视光束会造成眼损伤，但将光改变成非聚焦，漫反射的激光一般无危险，这类激光对皮肤尚无热损伤。
第四级激光器：即大功率激光器，这种激光不仅其直射光束和镜面反射光束对眼睛和皮肤有害，而且损伤相当严重，并且其漫反射光也可能给人眼造成损伤。
根据上述激光器的分级来看，对人眼睛及皮肤损害最大的是第四级激光器。
前述了激光对人体的危害，尤其是对眼睛的损伤，其损伤程度可以使眼睛视力降低，甚至完全失明。
但这种损伤并非所有量级激光能引起，而是有一最低限度——即致伤阈值，只有当激光能量密度或功率密度超过该阈值时，才会对眼睛造成伤害。
激光器的级别分类给我们提供了一个安全的参考值。
激光安全管理措施使用不同级别激光器的管理措施1．使用第一级激光器进行管理由于第一级激光器是无害免控激光器，因此不需任何控制措施。
激光器不必使用警告标记，然而，有必要避免长时间不必要地直接观察第一能级激光束。
2．使用二级激光器的安全措施第二级激光器为低水平激光器，如偶尔照射到人眼还不至于引起伤害，可连续观察激光束时能损伤眼睛。
因此，不能长时间地直视激光束，此是对第二级激光器的最重要控制措施。
此外，警告标志也应张贴在放置第二级激光器的房间门上，以及激光器外壳及其操作面板上。
激光器的分类介绍
激光器的分类介绍激光器是一种产生聚集一束光的装置，其主要特点是具有极高的单色性、方向性和相干性。
激光器广泛应用于医学、通信、制造、科学研究等领域。
根据原理和应用的不同，激光器可以分为多种类型。
下面将对常见的激光器分类进行介绍。
1.固体激光器固体激光器是利用其中一种固态材料产生激光的装置，通常包括晶体激光器和玻璃激光器。
其中，晶体激光器利用激活态离子在晶体内部的能级跃迁发射激光，常见的晶体有Nd:YAG晶体、Nd:YVO4晶体等；而玻璃激光器则是利用包含稀土离子（如Nd、Er）的玻璃产生激光。
固体激光器具有高效率、长寿命、较高的功率输出等优点，广泛应用于医学激光手术、材料加工等领域。
2.气体激光器气体激光器是利用气体的分子、原子激发态跃迁产生激光的装置，常见的气体激光器有氦氖激光器、氩离子激光器等。
氦氖激光器（He-Ne激光器）是最早发展起来的激光器之一，主要用于教学演示、测量和光学仪器中；而氩离子激光器则具有较高的功率输出和较宽的光谱范围，适用于多种应用领域，如材料加工、光刻、医学等。
3.半导体激光器半导体激光器是利用半导体材料，通过注入电子与空穴的复合辐射出激光的装置。
半导体激光器具有体积小、功率效率高、寿命短、驱动电流低等优点，广泛用于信息通信、光存储、激光打印等领域。
另外，半导体激光器还可以通过堆积多个激光二极管，形成多模或多波长激光，提高输出功率和多功能应用。
4.准分子激光器准分子激光器是利用被激发态分子在材料内部的能级跃迁产生激光的装置。
其中，较常见的准分子激光器是二氧化碳激光器（CO2激光器），通常工作在中红外光谱区域，广泛应用于工业加工（切割、焊接）、医学手术、测量等领域。
此外，还有氟化氢激光器（HF激光器）、分子氮激光器等。
5.光纤激光器光纤激光器是利用光纤内的激光表面反射和倍增效应产生激光的装置。
光纤激光器的输出光束质量好，功率密度高，可以实现对光束的精细调控和方向性扩展。
光纤激光器具有高可靠性、耐用性强等特点，广泛应用于通信、材料加工、医学等领域。
不同激光器对不同材料的作用
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2、CO2激光器对金属材料的加工
激光无法透过金属材料，部分能量会被吸收和反射掉。金属吸收二 氧化碳激光的能力较弱，激光波长越小，吸收率越高，能量传递效率也 越高。尽管金属对二氧化碳激光的吸收较少，但只要能量密度很大，二 氧化碳激光仍可有效用于金属的焊接和切割。 比如计算机机壳的钣金切割，以及各种机器控制箱和机壳的钣金切 割是最主要的加工对象。尤其是一些产品产量不多，形状复杂，产品生 命周期不长，开模划不来的钣金切割最多，如：电动玩具机壳、自动贩 卖机机壳、配电盘等。 大于1600瓦的高功率CO2激光，主要被应用在金属焊接和表面处理上， 在工业先进国家已逐渐被国防、汽车和航天工业里一些特殊领域所采用。 但早期高功率激光的价位比较高，加上这一方面的技术养成训练有限， 所以除了国防上、一些大学和研究单位有这一方面的应用外，民用工业 较少引进此类高功率CO2激光。
(2)不同脉宽
从实验结果可见 ，脉宽对雕刻效率以及质量的影响都很小，脉宽主 要在高功率密度加工需要考虑对材料的散热时起作用。
(3)不同脉冲频率
试验证明，脉冲频率为3kHz时，材料能在较少时间内被雕刻穿透。 对照雕刻点图片分析的情况可发现,随着脉冲频率增加,雕刻点之间的距离 变小，但与此同时雕刻点变浅。因此单纯考虑雕刻质量时,脉冲频率增加 有利雕刻出精细的线条。
简介：
CO2激光器，可称“隐身人”，因为它发出的激光波长为10.6 μm， “身”处红外区，肉眼不能觉察，它的工作方式有连续、脉冲两种。连 续方式产生的激光功率可达20 千瓦以上。脉冲方式产生波长10.6 μm的 激光也是最强大的一种激光。最普通的CO2激光器是一支长1 米左右的 放电管。它产生的激光是看不见的，在砖上足以把砖头烧到发出耀眼的 白光。二氧化碳激光于1964年首次运用其波长为10.6μm。
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激光器的分类介绍实际应用的激光器种类很多如以组成激光器的工作物质来说可分为气体激光器、液体激光器、固定激光器、半导体激光器、化学激光器等。
在同一类型的激光器中又包括有许多不同材料的激光器。
如固体激光器中有红宝石激光器、钇铝石榴石NdYAG激光器。
气体型的激光器主要有He-Ne氦氖、CO2及氩离子激光器等。
由于工作物质不同产生不同波长的光波不同因而应用范围也不相同。
最常用而范围广的有CO2laser及NdYAG激光。
有的激光器可连续工作如He-Ne laser 有的以脉冲形式发光工作。
如红宝石激光。
而另一些激光器既可连续工作又可以脉冲工作的有CO2laser及NdYAG laser。
一、固体激光器实现激光的核心主要是激光器中可以实现粒子数反转的激光工作物质即含有亚稳态能级的工作物质。
如工作物质为晶体状的或者玻璃的激光器分别称为晶体激光器和玻璃激光器通常把这两类激光器统称为固体激光器。
在激光器中以固体激光器发展最早这种激光器体积小输出功率大应用方便。
由于工作物质很复杂造价高。
当今用于固体激光器的物质主要有三种掺钕铝石榴石NdYAG工作物质输出的波长为1.06μm呈白蓝色光钕玻璃工作物质输出波长1.06μm呈紫蓝色光红宝石工作物质输出波长为694.3nm为红色光。
主要用光泵的作用产生光放大发出激光即光激励工作物质。
固定激光器的结构由三个主要部分组成工作物质光学谐振腔、激励源。
聚光腔是使光源发出的光都会聚于工作物质上。
工作物质吸收足够大的光能激发大量的粒子促成粒子数反转。
当增益大于谐振腔内的损耗时产生腔内振荡并由部分反射镜一端输出一束激光。
工作物质有2条主要作用一是产生光二是作为介质传播光束。
因此不管哪一种激光器对其发光性质及光学性质都有一定要求。
二、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镉等粒子经过加热使其变为蒸气利用这类蒸气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。
气体激光器大多应用电激励发光即用直流交流及高频电源进行气体放电两端放电管的电压增压时可加速电子带有一定能量在工作物质中运动的电子与粒子气体的原子或分子碰撞时将自身的能量转移给对方使分子或原子被激发到某一高能级上而形成粒子数反转产生激光。
气体激光器与固体激光器相比较两者中以气体激光器的结构相对简单得多造价较低操作简便但是输出功率常较小。
因气体激光器中的工作物质不同。
因此分中性惰性原子、离子气体、分子气体三种激光器。
中性原子气体激光器这类激光器中主要充有以惰性气体氦、氖、氩、氪等的物质。
具有典型应用的就是He-Ne氦氖激光器。
首台He-Ne激光器诞生于1960年它可以在可见光区及红外区中产生多种波长和激光谱线主要产生的有632.8nm红光、和1.15μm及3.39μm红外光。
632.8nmHe-Ne激光器最大连续输出功率可达到1W寿命也达到10Kh以上。
借助调节放大电流大小使功率稳定性达到30秒内的误差为0.005十分钟内的误差为0.015的功率稳定度发散角仅为0.5毫弧度。
He-Ne激光器除了具有一般的气体激光器所固有的方向性好单色性好相干性强诸优点外还具有结构简单、寿命长、价廉、频率稳定等特点。
He-Ne激光在精确指示激光测量医疗卫生方面有很广泛的用途。
He-Ne激光器结构大体可分为三部分既放电管、谐振腔和激发的电源。
现在临床上最常应用的为内腔式He-Ne激光器的激光放电管内的气体在涌有一定高的电压及电流在电场作用下气体放电放电管中的电子就会由负极以高速向正极运动。
在运动中与工作物质内的氦原子进行碰撞电子的能量传给原子促使原子的能量提高基态原子跃迁到高能级的激发态。
这时如有基态氖原子与两能级上的氦原子相碰氦原子的能量传递给氖原子并从基态跃迁到激发的能级状态而氦原子回到了基态上。
因为放电管上所加的电压电流连续不断供给原子不断地发生碰撞。
这就产生了激光必须具备的基本条件。
在发生受激辐射时分别发出波长3.39μm632.8nm1.53μm三种激光而这三种激光中除632.8nm为可见光中的红外光外另二种是红外区的辐射光。
因反射镜的反射率不同只输出一种较长的光波632.8nm的激光。
He-Ne激光的放电管最外层是用硬质玻璃制成。
放电的内管直径约23mm管长几厘米到十几厘米放电管越长功率越大相应的放电电压就高。
管内主要按51101的比例充入氦氖混合气体达到总气压约2.663.99Pa。
管的一端装有铝圆筒作阴极其圆管状结构主要是为了减少放电测射另一端装有钨针作阳极放电管两端装有反射镜即一头为全反射镜出光一端为半反射镜。
这就构成了激光放电管。
在He-Ne激光器中采用的谐振腔有球面腔或平凹腔。
一般腔镜内侧镀有高反射率的介质。
在其中一端反射率为100另一端反射率由激光器的增益而定。
放电毛细管长度约1520cmHe-Ne激光器的半反射镜的半反射镜的反射率98.599.5。
谐振腔的轴线和放电毛细管 He-Ne激光器的外界激励能源与固体激光器不相同不能使用光泵激励而采用电激励的方法。
把工作物质封入放电管中供以直流、交流及射频等方式激励气体放电。
通过放电过程把能量传给工作物质促使气体中的离子、原子被激发。
医疗中使用的激励方法主要是以直流电激发出光。
大体结构主要有高压变压器、整流与滤波回路、限流与稳流回路组成。
三、分子气体激光器分子气体激光器与原子气体激光器不一样分子气体由碳和氧组成最常用其原则上是能够实现高效率与高功率输出。
分子气体激光器通过分子能级间的跃迁产生激发振荡的一和种激光器分子能级跃迁形式与原子能级跃迁相同。
只不过是工作物质为分子与原子的差别。
分子气体激光器中主要使用的为CO2激光器。
CO2激光器效率高不造成工作介质损害发射出10.6μm波长的不可见激光是一种比较理想的激光器。
按气体的工作形式可分封闭式及循环式按激励方式分电激励化学激励热激励光激励与核激励等。
在医疗中使用的CO2激光器几乎百分之百是电激励。
CO2激光器与其它分子激光器一样CO2激光器工作原理其受激发射过程也较复杂。
分子有三种不同的运动即分子里电子的运动其运动决定了分子的电子能态二是分子里的原子振动即分子里原子围绕其平衡位置不停地作周期性振动——并决定于分子的振动能态三是分子转动即分子为一整体在空间连续地旋转分子的这种运动决定了分子的转动能态。
分子运动极其复杂因而能级也很复杂。
CO2分子为线性对称分子两个氧原子分别在碳原子的两侧所表示的是原子的平衡位置。
分子里的各原子始终运动着要绕其平衡位置不停地振动。
根据分子振动理论CO2有三种不同的振动方式①二个氧原子沿分子轴向相反方向振动即两个氧在振动中同时达到振动的最大值和平衡值而此时分子中的碳原子静止不动因而其振动被叫做对称振动。
②两个氧原子在垂直于分子轴的方向振动且振动方向相同而碳原子则向相反的方向垂直于分子轴振动。
由于三个原子的振动是同步的又称为变形振动。
③三个原子沿对称轴振动其中碳原子的振动方向与两个氧原子相反又叫反对称振动能。
在这三种不同的振动方式中确定了有不同组别的能级。
CO2激光器中主要的工作物质由CO2氮气氦气三种气体组成。
其中CO2是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。
加入其中的氦可以加速010能级热弛预过程因此有利于激光能级100及020的抽空。
氮气加入主要在CO2激光器中起能量传递作用为CO2激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。
CO2激光器的放电管中通常输入几十mA或几百mA 的直流电流。
放电时放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。
这时受到激发的氮分子便和CO2分子发生碰撞N2分子把自己的能量传递给CO2分子CO2分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。
CO2激光器结构组成为①激光管是激光机中最关键的部件。
常用硬质玻璃制成一般采用层套筒式结构。
最里面一层是放电管第2层为水冷套管最外一层为储气管。
CO2激光器放电管直径比He-Ne激光管粗。
放电管的粗细一般来说对输出功率没有影响主要考虑到光斑大小所引起的衍射效应应根据管长而定。
管长的粗一点管短的细一点。
放电管长度与输出功率成正比。
在一定的长度范围内每米放电管长度输出的功率随总长度而增加。
加水冷套的目的是冷却工作气体使输出功率稳定。
放电管在两端都与储气管连接即储气管的一端有一小孔与放电管相通另一端经过螺旋形回气管与放电管相通这样就可使气体在放电管中与储气管中循环流动放电管中的气体随时交换。
四、YAG 激光器是以钇铝石榴石晶体为基质的一种固体激光器。
钇铝石榴石的化学式是Y3 Al5 O15 简称为YAG。
在YAG基质中掺入激活离子Nd3 约1就成为Nd:YAG。
实际制备时是将一定比例的Al2 O3、Y2 O3 和NdO3在单晶炉中熔化结晶而成。
Nd:YAG属于立方晶系是各向同性晶体。
由于Nd:YAG属四能级系统量子效率高受激辐射面积大所以它的阈值比红宝石和钕玻璃低得多。
又由于Nd:YAG晶体具有优良的热学性能因此非常适合制成连续和重频器件。
它是目前在室温下能够连续工作的唯一固体工作物质在中小功率脉冲器件中。
目前应用Nd:YAG的量远远超过其他工作物质。
和其他固体激光器一样 YAG 激光器基本组成部分是激光工作物质、泵浦源和谐振腔。
不过由于晶体中所掺杂的激活离子种类不同泵浦源及泵浦方式不同所采用的谐振腔的结构不同以及采用的其他功能性结构器件不同YAG激光器又可分为多种例如按输出波形可分为连续波YAG激光器、重频YAG激光器和脉冲激光器等按工作波长分为1.06μmYAG 激光器、倍频YAG激光器、拉曼频移YAG 激光器λ1.54μm和可调谐YAG 激光器如色心激光器等按掺杂不同可分为Nd:YAG激光器、掺Ho、Tm、Er等的YAG激光器以晶体的形状不同分为棒形和板条形YAG 激光器根据输出功率能量不同可分为高功率和中小功率YAG激光器等。
形形色色的YAG 激光器成为固体激光器中最重要的一个分支。
五、半导体激光器半导体激光器是以半导体材料作为工作介质的。
目前较成熟的是砷化镓激光器发射840nm的激光。
另有掺铝的砷化镓、硫化铬硫化锌等激光器。
激励方式有光泵浦、电激励等。
这种激光器体积小、质量轻、寿命长、结构简单而坚固特别适于在飞机、车辆、宇宙飞船上用。
在70年代末期由于光纤通讯和光盘技术的发展大大推动了半导体激光器的发展。
半导体激光器是以直接带隙半导体材料构成的PN 结或PIN 结为工作物质的一种小型化激光器.半导体激光工作物质有几十种目前已制成激光器的半导体材料有砷化稼GaAs 、砷化锢InAs、氮化镓GaN、锑化锢 InSb、硫化锅 cds 、蹄化福CdTe 、硒化铅PbSe、啼化铅PhTe 、铝稼砷A1xGa-As、锢磷砷In-PxAS 等.。