激光器原理及其应用讲解
激光器的工作原理及应用

激光器的工作原理及应用激光器是一种能够产生高度聚焦、单色、相干的光束的装置,具有广泛的应用领域,包括医疗、通信、制造业等。
本文将详细介绍激光器的工作原理以及一些常见的应用。
一、激光器的工作原理激光器的工作原理基于激光放大的过程,主要包括以下几个步骤:1. 激发能级:激光器内部包含一个激发介质,如气体、晶体或半导体。
通过外部能源的输入,激发介质的原子或分子从低能级跃迁到高能级。
2. 反转粒子分布:在激发介质中,原子或分子会在高能级停留一段时间,形成反转粒子分布。
这种反转分布使得有更多的粒子处于高能级,而少数粒子处于低能级。
3. 光子的产生:当一个处于高能级的粒子返回到低能级时,会释放出一个光子。
这个光子与其他处于低能级的粒子碰撞,使得它们也返回低能级并释放出光子。
这个过程会引起光子的级联放大,从而产生一个强大的光束。
4. 光反馈:在激光器内部,有一个光学反馈装置,如反射镜。
这个装置能够将部分光子反射回激光介质,使得光子在介质中来回传播,增强级联放大的效果。
5. 输出光束:最终,通过一个输出窗口,激光器将强大的光束输出到外部环境中。
这个输出光束具有高度聚焦、单色、相干的特点。
二、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,如激光手术、激光治疗和激光诊断。
激光手术可以用于眼科手术、皮肤整形和癌症治疗等。
激光治疗可以用于减轻疼痛、促进伤口愈合和改善血液循环等。
激光诊断可以用于病理学研究、药物分析和疾病检测等。
2. 通信领域:激光器在光纤通信中起着重要作用。
激光器产生的单色、相干光束可以被光纤传输,实现高速、远距离的数据传输。
激光器还可以用于光纤传感,如温度、压力和应变的测量。
3. 制造业:激光器在制造业中有广泛的应用,如激光切割、激光焊接和激光打标。
激光切割可以用于金属、塑料和纺织品等材料的切割。
激光焊接可以用于汽车制造、电子设备制造和航空航天等行业。
激光打标可以用于产品标识、二维码和条形码的刻印。
激光器的工作原理及应用

激光器的工作原理及应用激光器是一种能够产生高度聚焦、具有高纯度、高单色性的光束的装置。
它的工作原理是通过将一些能量源输入到激光介质中,从而激发介质中的原子或分子跃迁到一个激发态,然后在受激辐射的影响下,将能量原子或分子从激发态跃迁到一个更低的能级,从而产生出高度聚焦、单色性良好的激光光束。
激光器可以应用于多个领域,下面将介绍一些典型的应用。
首先是激光器在医疗领域的应用。
激光可以用于低侵入性手术,如激光抛光、激光热凝固等,这些手术使用激光器可以减少创伤和出血,使手术更加安全和有效。
此外,激光还可以用于治疗皮肤病、眼科手术和癌症治疗等,因为激光可以精确地照射到目标组织,达到切除或破坏病变组织的目的。
其次是激光器在通信领域的应用。
激光可以用于光纤通信系统中的激光器发射端和接收端。
在激光器发射端,激光器产生的激光光束可以通过光纤传输数据,传输效率高、带宽大,可以满足高速数据传输的需求。
在激光器接收端,激光可以被光探测器接收并转换成电信号,进一步处理和传递。
激光器在光纤通信系统中发挥着非常重要的作用,是现代通信技术的关键。
另外,激光器还在制造业中有广泛的应用。
激光可以被用来切割、焊接、打孔、打标等。
比如,激光切割可以通过将高能量密度的激光束直接照射在材料上,使材料熔化、汽化,从而实现切割。
此外,激光打标可以将图案或文字刻在各种材料上,广泛应用于包装、饰品、汽车零配件等制造行业。
此外,激光器还应用于测距、测速、光谱分析等领域。
激光测距原理是通过发送激光脉冲并测量其返回时间来计算出物体与激光器的距离,被广泛应用于测绘、地质勘探、机械制造等领域。
激光测速原理是通过测量激光光束的多普勒频移来计算速度,被广泛应用于交通违章监控、车辆测速等。
激光光谱分析可以通过测量物质吸收、发射或散射激光光束的方式,获得物质的化学成分、构造和性质。
总的来说,激光器作为一种具有特殊光学特性的光源,被广泛应用于医疗、通信、制造业和科学研究等领域。
激光器的工作原理及应用

激光器的工作原理及应用引言概述:激光器是一种利用激光原理产生并放大一束高度聚焦的光束的装置。
它的工作原理基于电子的激发和辐射过程。
激光器在众多领域中有着广泛的应用,包括医疗、通信、制造等。
本文将详细介绍激光器的工作原理及其在不同领域的应用。
一、激光器的工作原理1.1 激光的产生激光的产生是通过受激辐射的过程实现的。
当外界能量作用于激活物质(如激光介质)时,激活物质中的电子被激发到高能级,形成一个激发态。
当这些激发态的电子回到基态时,会释放出能量,产生光子。
这些光子经过放大和反射,最终形成一束高度聚焦的激光。
1.2 激光的放大激光的放大是通过激光介质中的光子与受激辐射的过程实现的。
在激光介质中,光子与激发态的电子发生相互作用,导致更多的电子从低能级跃迁到高能级。
这样,激发态的电子数量增加,从而产生更多的光子。
这个过程通过在激光介质中反复反射光子来实现,从而放大激光的强度。
1.3 激光的聚焦激光的聚焦是通过激光器中的光学元件实现的。
光学元件,如凸透镜或反射镜,可以改变激光光束的传播方向和聚焦程度。
通过调整这些光学元件的位置和形状,可以将激光束聚焦到非常小的尺寸,从而实现高度聚焦的激光束。
二、激光器在医疗领域的应用2.1 激光手术激光器在医疗领域中被广泛应用于各种手术操作,如激光眼科手术、激光皮肤修复等。
激光手术具有创伤小、恢复快的优势,可以精确地切割组织或疾病部位,减少手术风险。
2.2 激光治疗激光器还可以用于治疗一些疾病,如激光治疗癌症、激光治疗静脉曲张等。
激光的高能量可以破坏癌细胞或静脉曲张血管,从而达到治疗的效果。
2.3 激光诊断激光器还可以用于医学诊断,如激光扫描显微镜、激光断层扫描等。
激光的高分辨率和高灵敏度可以帮助医生观察和诊断微小的组织结构或病变。
三、激光器在通信领域的应用3.1 光纤通信激光器在光纤通信中扮演着重要的角色。
激光器产生的高度聚焦的激光束可以通过光纤传输信息,实现高速、远距离的通信。
激光器的工作原理及应用

激光器的工作原理及应用激光器是一种能够产生高度聚焦、单色、相干光的设备。
它的工作原理基于光的受激辐射过程,通过将激发态粒子转移到基态粒子,从而产生激光光束。
激光器的应用非常广泛,涵盖了科学研究、医疗、通信、材料加工等多个领域。
一、激光器的工作原理激光器的工作原理主要包括激发、增益和反射三个过程。
1. 激发:激光器的激发过程是通过能量输入来提高原子或分子的能级,使其处于激发态。
常见的激发方式有光激发、电子束激发和化学反应激发等。
2. 增益:在激发态的原子或分子中,有一部分会自发地返回基态,释放出光子。
这些光子经过增益介质时,会与其他激发态粒子发生受激辐射过程,导致光子数目的指数增加,形成光子增益。
3. 反射:激光器中的增益介质被放置在两个平行的反射镜之间,其中一个镜子具有较高的反射率,另一个镜子具有较低的反射率。
通过不断的反射,激光光束在增益介质中来回传播,形成光的正反馈放大效应。
二、激光器的应用1. 科学研究:激光器在科学研究中发挥着重要作用。
例如,激光器可用于光谱学研究,通过调节激光器的波长和功率,可以分析物质的组成和结构。
此外,激光器还可以用于激光干涉仪、激光测距仪、激光雷达等仪器的研发。
2. 医疗领域:激光器在医疗领域有广泛应用。
例如,激光手术可以用于眼科手术,如激光近视手术和激光白内障手术。
此外,激光器还可以用于皮肤美容、牙科治疗、肿瘤治疗等。
3. 通信技术:激光器在光通信技术中起到关键作用。
激光器可以产生高速、高效的光信号,用于传输和接收信息。
激光器的应用使得光纤通信具有较高的带宽和传输速度,广泛应用于电话、互联网和电视等通信领域。
4. 材料加工:激光器在材料加工领域有着广泛的应用。
激光切割、激光焊接、激光打标等技术可以实现高精度、高效率的材料加工。
激光器可用于金属、塑料、陶瓷等材料的加工,广泛应用于汽车制造、电子制造、航空航天等行业。
5. 光存储技术:激光器在光存储技术中起到重要作用。
激光器的工作原理及应用

激光器的工作原理及应用激光器是一种能够产生高强度、高单色性、高方向性的光束的装置。
它的工作原理基于光的受激辐射过程,通过光的放大和反射来产生激光。
激光器在科学研究、医疗、通信、材料加工等领域有着广泛的应用。
一、激光器的工作原理激光器的工作原理主要包括以下几个步骤:1. 激发:激光器中通常使用激发源,如电流、光、化学反应等,来激发激光介质中的原子或分子。
激发源的能量会导致部分原子或分子跃迁到高能级。
2. 反射:激光介质中的原子或分子在高能级上停留的时间很短,会迅速跃迁到低能级。
在这个过程中,原子或分子会发射出一个光子,光子的能量与原子或分子跃迁的能级差有关。
3. 放大:发射出的光子在激光介质中被反射、折射和吸收,其中一部分光子被吸收并使激光介质中的更多原子或分子跃迁到高能级。
这样,光子的数目会逐渐增加,形成光子的放大效应。
4. 反馈:在激光器中,有一个光学腔用于反射光子。
光子在腔内来回反射,与激光介质中的原子或分子相互作用,从而增强光子的放大效应。
5. 输出:当光子的数目达到一定的阈值时,就会发生光的放大和放射,从而形成激光束。
激光束通过一个输出镜逃逸出激光器,成为可用的激光光束。
二、激光器的应用1. 科学研究:激光器在科学研究中有着广泛的应用。
例如,激光器可以用于光谱分析、原子物理实验、量子光学研究等。
激光器的高单色性和高方向性使得科学家能够更精确地测量和研究光的性质。
2. 医疗:激光器在医疗领域有着重要的应用。
例如,激光手术可以用于眼科手术、皮肤整形、癌症治疗等。
激光手术具有创伤小、恢复快、准确性高等优点。
3. 通信:激光器在光通信中起到了关键的作用。
激光器可以产生高纯度的光信号,通过光纤传输信号,实现高速、远距离的通信。
激光器的应用使得光纤通信得到了极大的发展。
4. 材料加工:激光器在材料加工中有着广泛的应用。
例如,激光切割可以用于金属、塑料、玻璃等材料的切割。
激光焊接可以用于金属的焊接和精密零件的组装。
激光器的工作原理及应用

激光器的工作原理及应用引言概述:激光器是一种能够产生高强度、高单色性和高直线度的光束的装置。
它的工作原理基于光的受激辐射,通过激活激光介质中的原子或者份子使其产生光子,然后通过光学共振腔放大和反射,最终形成一束高度聚焦的激光光束。
激光器的应用广泛,包括科学研究、医疗、通信、材料加工等领域。
一、激光器的工作原理1.1 激活激光介质激光介质可以是固体、液体或者气体。
通过光或者电的激活,激活激光介质中的原子或者份子,使其处于激发态。
1.2 受激辐射激活激光介质中的原子或者份子会发生受激辐射现象,即一个光子与一个激发态的原子或者份子相互作用,激发态的原子或者份子会释放出与激发光子相同的频率、相同相位和相同方向的光子。
1.3 光学共振腔放大和反射激光光子在光学共振腔中来回反射,经过放大和反射,形成高度聚焦的激光光束。
二、激光器的应用领域2.1 科学研究激光器在科学研究中有着广泛的应用,例如激光光谱学、激光干涉仪等。
激光器的高单色性和高直线度使其在科学实验中能够提供精确的测量和分析工具。
2.2 医疗激光器在医疗领域的应用包括激光手术、激光治疗和激光诊断等。
激光手术能够实现创伤更小、恢复更快的手术方式;激光治疗可以用于皮肤病、白内障等疾病的治疗;激光诊断则能够提供高分辨率的图象,匡助医生进行准确的诊断。
2.3 通信激光器在通信领域中被广泛应用于光纤通信系统。
激光器能够产生高强度的光束,并且可以通过光纤进行传输,从而实现高速、长距离的数据传输。
三、激光器的材料加工应用3.1 激光切割激光器通过高能量的激光束对材料进行切割。
激光切割可以实现高精度、高速度的切割过程,广泛应用于金属、塑料、纸张等材料的加工。
3.2 激光焊接激光器通过高能量的激光束将材料的表面熔化并连接在一起。
激光焊接具有高精度、低热影响区和无需接触等优点,被广泛应用于汽车、航空航天等领域。
3.3 激光打标激光器通过对材料表面进行脱色、脱漆或者氧化等处理,实现对材料进行标记。
激光器的工作原理及应用

激光器的工作原理及应用激光器是一种能够产生高强度、高单色性、高直线度、高相干性的激光光束的装置。
它在科学研究、医疗、通信、材料加工等领域具有广泛的应用。
本文将详细介绍激光器的工作原理和一些常见的应用。
一、激光器的工作原理激光器的工作原理基于受激辐射的过程。
它通过激发原子、分子或固体晶体中的电子,使其跃迁到高能级,然后在受到外界刺激(如光子或电子束)时,这些激发态的电子会从高能级跃迁回到低能级,释放出光子。
这些光子会与其他激发态的电子相互作用,引发更多的原子或分子跃迁,从而形成光的放大效应。
最终,这些光子在光学谐振腔中来回反射,形成激光束的放大和反射。
激光器的核心部件包括激发源、增益介质和光学谐振腔。
激发源可以是光束、电子束或其他能量源,用于提供能量激发激光器的工作介质。
增益介质是激光器中的活性物质,它能够吸收能量并将其转化为激光辐射。
光学谐振腔由两个反射镜组成,其中一个是半透明镜,它允许一部分光子透过,而另一个是完全反射镜,它反射所有的光子。
这样,光子在谐振腔中多次反射,形成激光束的放大和反射。
二、激光器的应用1. 科学研究领域激光器在科学研究领域有着广泛的应用。
例如,在物理学中,激光器被用于进行精确测量、光谱分析和粒子加速等实验。
在化学领域,激光器可以用于激发分子的振动和旋转,研究化学反应的动力学过程。
此外,激光器还在天文学、生物学、医学等领域发挥着重要的作用。
2. 医疗领域激光器在医疗领域有着广泛的应用。
例如,激光手术是一种微创手术技术,可以用于眼科手术、皮肤整形、癌症治疗等。
激光手术具有创伤小、恢复快、准确度高等优点。
此外,激光器还可以用于激光治疗、激光照射和激光光谱分析等医疗技术。
3. 通信领域激光器在通信领域有着重要的应用。
激光器可以产生高纯度、高单色性的光信号,用于光纤通信和激光雷达等领域。
激光器的高相干性和高直线度使得光信号的传输距离更远、传输速率更高。
4. 材料加工领域激光器在材料加工领域有着广泛的应用。
激光器的工作原理及应用

激光器的工作原理及应用激光器是一种产生和放大激光光束的装置,它利用受激辐射原理将能量转化为高度聚焦的光束。
激光器的工作原理涉及能级跃迁、受激辐射和光放大等过程。
激光器广泛应用于科学研究、医疗、通信、材料加工、测量和军事等领域。
一、激光器的工作原理激光器的工作原理基于能级跃迁和受激辐射过程。
它包括以下基本组件:激发源、增益介质、光反射镜和输出耦合镜。
1. 激发源:激发源提供能量来激发增益介质中的原子或分子,使其处于激发态。
常用的激发源包括电子束、光束、放电、化学反应等。
2. 增益介质:增益介质是激光器中的活性物质,它能够吸收能量并在受激辐射过程中放出激光光子。
常见的增益介质有气体(如二氧化碳、氦氖)、固体(如Nd:YAG晶体)和半导体(如激光二极管)。
3. 光反射镜:光反射镜是激光器中的一面镜子,它具有高反射率,可以将激光光束反射回增益介质中,形成光反馈,促进受激辐射过程。
4. 输出耦合镜:输出耦合镜是激光器中的另一面镜子,它具有一定的透过率,使一部分光束能够透过,形成激光输出。
激光器的工作过程如下:1. 激发源向增益介质提供能量,使其原子或分子处于激发态。
2. 受激辐射过程:当一个激发态的原子或分子遇到一个具有相同能级的自由态原子或分子时,它会通过受激辐射的过程将能量传递给自由态的原子或分子。
这个过程会导致自由态原子或分子跃迁到一个较高的能级,并放出一个与受激辐射前的光子具有相同频率、相同相位和相同方向的光子。
3. 光放大过程:通过光反射镜的反射,激光光束在增益介质中来回反射,不断受到受激辐射的影响,导致光子数目逐渐增加,形成光放大。
4. 激光输出:一部分光束通过输出耦合镜透过,形成激光输出。
二、激光器的应用激光器具有高度聚焦、单色性好、方向性强、能量密度高等特点,因此在许多领域都有广泛的应用。
1. 科学研究:激光器在科学研究中起到了重要的作用。
例如,激光器被用于精确测量、光谱分析、光学显微镜、光学实验等领域。
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激光器原理及其应用应用化学0402班宋彬 0120414450201摘要由于激光器具备的种种突出特点,因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。
关键词激光器激光工作物质激励(泵浦系统光学共振腔分类及应用正文:激光器laser 能发射激光的装置。
1954年制成了第一台微波量子放大器,获得了高度相干的微波束。
1958年A.L. 肖洛和C.H. 汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围,并指出了产生激光的方法。
1960年T.H. 梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。
1961年A. 贾文等人制成了氦氖激光器。
1962年R.N. 霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。
以后,激光器的种类就越来越多。
按工作介质分,激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。
近来还发展了自由电子激光器,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,装置的必不可少的组成部分包括激励(或抽运)、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔(见光学谐振腔)3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。
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定向性和相干性。
1激光工作物质是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系,有时也称为激光增益媒质,它们可以是固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等媒质。
对激光工作物质的主要要求,是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转,并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去;为此,要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。
2激励(泵浦系统是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。
根据工作物质和激光器运转条件的不同,可以采取不同的激励方式和激励装置,常见的有以下四种。
①光学激励(光泵。
是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的,整个激励装置,通常是由气体放电光源(如氙灯、氪灯)和聚光器组成。
②气体放电激励。
是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的,整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。
③化学激励。
是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的,通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。
④核能激励。
是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。
3光学共振腔通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。
作用为:①提供光学反馈能力,使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。
②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制,以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。
共振腔作用①,是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状(反射面曲率半径)和相对组合方式所决定;而作用②,则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光,具有不同的选择性损耗特性所决定的。
分类激光器的种类是很多的。
下面,将分别从激光工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围等几个方面进行分类介绍。
4按工作物质分类根据工作物质物态的不同可把所有的激光器分为以下几大类:①固体(晶体和玻璃)激光器,这类激光器所采用的工作物质,是通过把能够产生受激辐射作用的金属离子掺入晶体或玻璃基质中构成发光中心而制成的;②气体激光器,它们所采用的工作物质是气体,并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同,而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等;③液体激光器,这类激光器所采用的工作物质主要包括两类,一类是有机荧光染料溶液,另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液, 其中金属离子(如Nd )起工作粒子作用,而无机化合物液体(如SeOCl )则起基质的作用;④半导体激光器,这类激光器是以一定的半导体材料作工作物质而产生受激发射作用,其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入,在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间,通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转,从而产生光的受激发射作用;⑤自由电子激光器,这是一种特殊类型的新型激光器,工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束,只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射,原则上其相干辐射谱可从X 射线波段过渡到微波区域,因此具有很诱人的前景。
5按激励方式分类①光泵式激光器。
指以光泵方式激励的激光器,包括几乎是全部的固体激光器和液体激光器,以及少数气体激光器和半导体激光器。
②电激励式激光器。
大部分气体激光器均是采用气体放电(直流放电、交流放电、脉冲放电、电子束注入)方式进行激励,而一般常见的半导体激光器多是采用结电流注入方式进行激励,某些半导体激光器亦可采用高能电子束注入方式激励。
③化学激光器。
这是专门指利用化学反应释放的能量对工作物质进行激励的激光器,反希望产生的化学反应可分别采用光照引发、放电引发、化学引发。
④核泵浦激光器。
指专门利用小型核裂变反应所释放出的能量来激励工作物质的一类特种激光器,如核泵浦氦氩激光器等。
6按运转方式分类由于激光器所采用的工作物质、激励方式以及应用目的的不同,其运转方式和工作状态亦相应有所不同,从而可区分为以下几种主要的类型。
①连续激光器,其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出,可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行,以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器,均属此类。
由于连续运转过程中往往不可避免地产生器件的过热效应,因此多数需采取适当的冷却措施。
②单次脉冲激光器,对这类激光器而言,工作物质的激励和相应的激光发射,从时间上来说均是一个单次脉冲过程,一般的固体激光器、液体激光器以及某些特殊的气体激光器,均采用此方式运转,此时器件的热效应可以忽略,故可以不采取特殊的冷却措施。
③重复脉冲激光器,这类器件的特点是其输出为一系列的重复激光脉冲,为此,器件可相应以重复脉冲的方式激励,或以连续方式进行激励但以一定方式调制激光振荡过程, 以获得重复脉冲激光输出, 通常亦要求对器件采取有效的冷却措施。
④调激光器, 这是专门指采用一定的开关技术以获得较高输出功率的脉冲激光器,其工作原理是在工作物质的粒子数反转状态形成后并不使其产生激光振荡 (开关处于关闭状态,待粒子数积累到足够高的程度后,突然瞬时打开开关,从而可在较短的时间内(例如10~10秒)形成十分强的激光振荡和高功率脉冲激光输出(见技术'" class=link>激光调技术)。
⑤锁模激光器,这是一类采用锁模技术的特殊类型激光器,其工作特点是由共振腔内不同纵向模式之间有确定的相位关系,因此可获得一系列在时间上来看是等间隔的激光超短脉冲(脉宽10~10秒)序列,若进一步采用特殊的快速光开关技术,还可以从上述脉冲序列中选择出单一的超短激光脉冲(见激光锁模技术)。
⑥单模和稳频激光器,单模激光器是指在采用一定的限模技术后处于单横模或单纵模状态运转的激光器,稳频激光器是指采用一定的自动控制措施使激光器输出波长或频率稳定在一定精度范围内的特殊激光器件,在某些情况下,还可以制成既是单模运转又具有频率自动稳定控制能力的特种激光器件(见激光稳频技术)。
⑦可调谐激光器,在一般情况下,激光器的输出波长是固定不变的,但采用特殊的调谐技术后,使得某些激光器的输出激光波长,可在一定的范围内连续可控地发生变化,这一类激光器称为可调谐激光器(见激光调谐技术)。
7按输出波段范围分类根据输出激光波长范围之不同,可将各类激光器区分为以下几种。
①远红外激光器,输出波长范围处于25~1000微米之间, 某些分子气体激光器以及自由电子激光器的激光输出即落入这一区域。
②中红外激光器,指输出激光波长处于中红外区(2.5~25微米的激光器件, 代表者为CO 分子气体激光器(10.6微米、 CO分子气体激光器(5~6微米)。
③近红外激光器, 指输出激光波长处于近红外区(0.75~2.5微米)的激光器件,代表者为掺钕固体激光器(1.06微米)、CaAs 半导体二极管激光器(约 0.8微米和某些气体激光器等。
④可见激光器,指输出激光波长处于可见光谱区(4000~7000埃或0.4~0.7微米)的一类激光器件,代表者为红宝石激光器(6943埃)、氦氖激光器(6328埃)、氩离子激光器(4880埃、5145埃)、氪离子激光器(4762埃、5208埃、5682埃、6471埃)以及一些可调谐染料激光器等。
⑤近紫外激光器,其输出激光波长范围处于近紫外光谱区(2000~4000埃),代表者为氮分子激光器(3371埃氟化氙(XeF准分子激光器(3511埃、3531埃)、氟化氪(KrF准分子激光器(2490埃以及某些可调谐染料激光器等⑥真空紫外激光器, 其输出激光波长范围处于真空紫外光谱区(50~2000埃)代表者为(H )分子激光器 (1644~1098埃、氙(Xe准分子激光器(1730埃)等。
⑦X 射线激光器, 指输出波长处于X 射线谱区(0.01~50埃)的激光器系统,目前软X 射线已研制成功,但仍处于探索阶段 8激光器的进展及其应用激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。
它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程,从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线(以至X 射线和γ射线)的能力。
激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。
由于激光器具备的种种突出特点,因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。
比如,人们利用激光集中而极高的能量,可以对各种材料进行加工,能够做到在一个针头上钻200个孔;激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段,已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果;在通信领域,一条用激光柱传送信号的光导电缆,可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量;激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外,多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。