医学中常用的激光器
半导体激光治疗仪工作原理
半导体激光治疗仪工作原理半导体激光治疗仪是一种利用激光光源进行医疗治疗的设备，常用于皮肤美容、生物医学和物理治疗等领域。
其工作原理涉及到激光的生物效应和治疗机制。
以下是半导体激光治疗仪的一般工作原理：1.激光发射：半导体激光治疗仪使用半导体激光器（如激光二极管）作为光源。
当电流通过半导体激光器时，会激发半导体内的电子，导致光子的产生，从而产生激光。
2.激光特性选择：激光器产生的激光具有单色性、相干性和方向性。
这使得激光能够以高度聚焦的方式传递到治疗区域，同时减少对周围组织的影响。
3.生物效应：激光在生物组织中的作用可以通过光生物学效应来解释。
这包括光热效应（光能被组织吸收并转化为热能）、生物刺激效应（对生物体细胞和组织有促进作用）、生物抑制效应（对生物体细胞和组织有抑制作用）等。
4.治疗目标选择：半导体激光治疗仪的治疗目标通常是生物体组织中的某些分子或细胞。
不同的波长和能量的激光可以选择性地影响不同的生物分子，实现不同的治疗效果。
5.治疗过程：在治疗过程中，患者暴露于激光束中，激光通过皮肤表面，照射到目标组织。
激光的能量被目标组织吸收，从而引起一系列生物效应，如促进细胞代谢、减轻炎症、促进愈合等。
6.控制参数：半导体激光治疗仪通常具有可调节的参数，如激光功率、脉冲频率、脉宽等，以便医疗专业人员根据患者的具体情况进行个性化的治疗。
总体而言，半导体激光治疗仪通过激光的生物效应，以非侵入性的方式对生物组织进行治疗。
然而，在实际应用中，具体的治疗机制和效果会受到多种因素的影响，包括激光参数的选择、治疗区域的性质等。
因此，在使用半导体激光治疗仪时，需要经过专业人员的评估和指导。
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)。
绿光激光器
绿光激光器激光是一种由一束光线组成的光束，它有很高的单色性和高的相干性。
这些特点使得激光广泛应用于各种科学、医学和工业领域。
绿光激光器是一种激光器，其输出光波长为绿色。
激光器的基本原理激光器是一种光学器件，它主要包含三个部分：激活介质、激发能源和反射镜。
激发能源通常是一个光或电源，它供给激活介质能量，使其电离。
激活介质在受到激发能源的作用下，能够释放出光辐射，而这种光辐射被反射镜反射回激活介质中，再次使它产生更多的辐射，从而形成一束强度和相位非常稳定的激光光束。
绿光激光器的特点绿光激光器的输出波长为532nm，这种波长在可见光谱的绿色区域，因此它的光线对人眼的刺激是很强的。
绿光激光器具有单色性好、相干性强、光束质量高等特点，因此非常适用于各种精密加工和检测领域。
此外，绿光激光器还可以用于医学治疗，如治疗青光眼、近视等眼病。
绿光激光器的应用绿光激光器在生物医学、工业领域和科学实验等方面有着广泛的应用。
其中，生物医学应用是绿光激光器的主要应用之一。
它可以用于激发荧光染料、激发光敏剂、治疗肾结石、去除皮肤胎记等方面。
在工业领域中，绿光激光器主要应用于纺织、鞋材、皮革、塑料等材料的切割、焊接、打标等。
在科学实验领域中，绿光激光器还可以用于低温物理、化学、生物等研究中。
绿光激光器的优缺点绿光激光器相较于其他激光器有其优缺点，其主要优点包括：具有高的光束质量、单色性好、相干性强、光和物质的相互作用强、能量密度高；主要缺点包括：成本相对较高、维护成本较高、危险系数高、稳定性差。
总体来说，绿光激光器具有非常广泛的应用前景和潜力。
随着科技的发展以及制造技术的不断完善，绿光激光器将会越来越多地应用于各个领域。
准分子激光原理及应用
准分子激光原理及应用准分子激光（Excimer Laser）是一种利用准分子态原子或分子之间的能量跃迁来产生激光辐射的器件，其工作原理基于准分子激发态的产生和退激发过程。
准分子激光器的核心是一个放电腔室，其中含有一种或多种稀有气体、反应性气体和惰性气体的混合物，如氩气和氯气，或者氙气和氟气。
这些气体通过高压电离放电，产生等离子体态。
随后，气体混合物中的能级跃迁导致处于激励能级的原子或分子与激发态的原子或分子相互作用，形成准分子激发态。
在准分子激发态的作用下，反应性气体分子经历了电化学反应，形成活化的原子或分子，并且激发态的原子或分子获得了高度激发的态。
当能级激发达到足够高的时候，原子或分子之间的能量差足够大，会产生能量释放。
在准分子激光器放电过程中，放电电子与反应性气体分子发生反应后释放出的能量被激发气体吸收，使激发态的气体分子进一步激发.准分子激光器激发态分子的寿命非常短暂，只有几纳秒的时间。
在这个时间内，激发态分子会发生电荷转移或电化学反应，产生高能量的光子，即激光。
通过与激光增大器中的谐振腔相互作用，光就会被放大，形成一束强度高、相干性好、波长短的激光束。
准分子激光器的应用非常广泛。
其中一个主要应用领域是眼科手术，特别是屈光手术。
通过对角膜进行精确雕刻，准分子激光器可以有效地矫正人眼的屈光度和折光度，从而改善人们的视力。
除了眼科手术，准分子激光器还用于皮肤病治疗，如色素斑和痤疮的去除，因为其高能量光束可以选择性地杀死皮肤中的特定细胞或微生物。
此外，准分子激光器还在半导体行业中被广泛用于晶片制造。
在集成电路的制作过程中，激光器可以用来切割边缘、气泡、坑洞和材料表面的缺陷。
由于准分子激光器可以精确控制激光束的位置和能量，因此可以实现微米级别的切割和蚀刻，从而提高晶片的制造精度和可靠性。
除了以上应用，准分子激光器还在光刻、显微成像、光谱分析、医学研究等领域有着重要作用。
准分子激光器可以产生高能量、短脉冲的激光束，具有较高的可调谐性和窄束宽的特点，因此在这些领域具有独特的优势。
氦氖激光器特点
氦氖激光器特点氦氖激光器是一种使用氦气和氖气混合而成的激光器。
它具有许多特点，使其在科研、医疗、工业等领域得到广泛应用。
首先，氦氖激光器具有较大的功率输出。
其输出功率通常在几毫瓦到几十瓦之间，可以满足绝大多数应用的需求。
这使得氦氖激光器成为一种高效、稳定的光源，能够提供足够的能量来激发物质的特定能级，进行各种实验和应用。
其次，氦氖激光器具有较窄的光谱线宽。
光谱线宽越窄，代表激光器输出的光束越单色、纯净。
氦氖激光器的光谱线宽通常在几千分之一纳米到几十分之一纳米之间，较为窄，适合用于精密测量和光学干涉等应用。
第三，氦氖激光器具有较长的波长。
其波长通常在0.63微米到1.15微米之间，属于可见光和近红外光的范畴。
这种波长的激光在生物医学、材料加工等领域有着广泛的应用。
例如，氦氖激光器可以用于眼科手术中的眼底视网膜切割，还可以用于材料切割、打孔等工业应用。
此外，氦氖激光器具有较长的使用寿命。
合理使用和维护氦氖激光器可以保证其使用寿命在几千小时以上。
这对于需要长时间稳定运行的实验研究和工业生产非常重要。
然而，氦氖激光器也存在一些不足之处。
例如，氦氖激光器的体积较大，需要较大的安装空间。
此外，氦氖激光器的效率较低，能量转换率较小，存在能量损耗问题。
因此，在使用氦氖激光器时需要注意合理选择功率和波长，避免浪费和无效使用。
同时，定期进行维护和保养，提高激光器的使用寿命和稳定性。
在实验室和工业领域使用氦氖激光器时，还需要注意激光辐射的危害，采取相应的保护措施，确保操作人员和环境的安全。
总之，氦氖激光器具有功率输出大、光谱线宽窄、波长长等特点，适用于多种科研、医疗和工业应用。
合理使用和维护氦氖激光器能够最大限度地发挥其优势，提高实验和应用效果。
同时，安全使用氦氖激光器，防范激光辐射的危害，是使用者在操作过程中需要重视的问题。
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。
激光的种类和激光器的用途
激光的种类和激光器的用途激光是一种由激活的原子、分子或离子产生的高度聚焦的光束。
根据激光的产生机制、波长、功率等不同特点，激光可以分为多种不同类型。
以下是常见的一些激光器种类及其应用。
1.气体激光器：气体激光器利用气体体积放电、电离、碰撞激发等原理产生激光。
其中，最常见的激光器是二氧化碳激光器（CO2激光器），它的波长为10.6微米。
CO2激光器广泛应用于切割和焊接金属材料、医学手术、纹身移除、装饰等领域。
2.固体激光器：固体激光器使用固体材料（如晶体或玻璃）作为激发介质，通过显微光泵或一个或多个便激光器激励来产生激光。
当固体材料受到外部能量激发时，光子被激发到高能级，并在经典的自发辐射下退回到较低的能级，产生激光。
常见的固体激光器有Nd:YAG激光器和Er:YAG激光器等。
Nd:YAG激光器工作在1064纳米，常用于望远镜、瞄准器、激光光纤通信等领域。
3.半导体激光器：半导体激光器是利用半导体材料和pn结构的特性产生激光。
半导体激光器通常体积小且寿命长，因此广泛用于信息存储、激光指示器、激光打印机、激光读取器、医疗设备等领域。
此外，半导体激光器还广泛应用于激光雷达、光通信和工业材料加工等领域。
4.光纤激光器：光纤激光器是一种利用光纤作为反馈介质产生激光的激光器。
相较于传统的固体激光器，光纤激光器具有更高的效率、更小的尺寸和更长的使用寿命。
光纤激光器广泛应用于医学手术、材料加工、激光测距、光纤通信等领域。
5.自由电子激光器：自由电子激光器是一种利用加速带电粒子（电子或电子束）产生激光的激光器。
自由电子激光器的波长范围广，功率高，可用于材料加工、电子束刻蚀、粒子加速器、原子核物理研究等领域。
除了上述激光器类型外，还有衍射光束激光器、液体激光器等特殊类型的激光器。
总结起来，激光器有着广泛的应用领域。
例如，激光器在医学领域中，可用于激光手术、激光治疗、激光诊断等；在通信领域中，激光器可用于光纤通信、激光雷达等；在材料加工领域中，激光器可用于切割、打孔、焊接、雕刻等；在科研领域中，激光器可用于光谱分析、粒子加速等。
各功率激光的特点
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。
氦在医学中的应用
氦在医学中的应用氦的化学元素符号为He,在元素周期表中序数为2，也是相对原子质量最小的稀有气体，所以化学性质非常稳定。
在常温下，它是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。
通过一学期的学习我了解到，氦气是所有气体中最难液化的，是唯一不能在标准大气压下固化的物质，只有在低温低压的情况下才能使其液化，液氦具有超流和超导的特殊性质，所以目前在超导磁悬浮方面有重要的应用。
课后通过查阅资料，我发现氦在医学中有相当广泛的应用，遂就应用较广泛的总结归纳。
首先是氦氖激光器，作为第一种研制成功的气体激光器，氖氦激光器有非常好的方向性和相干性，且结构简单，寿命长，小巧价廉，频率稳定，因此在各个领域有非常广泛的应用，是目前最常用的激光器。
氦氖激光器的工作物质是氦气和氖气，其中氦气为辅助气体，氖气为主要工作气体。
产生激光的是氖原子，不同能级的电子受激辐射跃迁将产生不同长度的激光，主要有632.8nm，1.15um和3.39um三个波长。
七十年代以来，大量临床资料证明，使用低功率（毫瓦级）氦氖激光器照射炎症部位、秃发区、溃疡面、伤口等，具有消炎止痛、镇静止痒、头发再生、促进肉芽和上皮生长、加速伤口和溃疡愈合等作用。
氦氖激光是一种单色红光，具亮度高，方向性好，能量高度集中。
一般认为低功率氦氖激光对人体没有破坏作用，故临床上广泛使用。
值得一提的是，氦氖激光对变应性或原因不明的炎症如结节性耳软骨炎、慢性唇炎、肋软骨炎、固定性药疹，有良好的效果。
此外，随着美容事业的发展，氦氖激光微创、无痛、定向性好等特点也使其成为了“美容仪”。
总之，氦氖激光临床应用，由于它有独特的疗效，在防治疾病中增添了一种新的方法，值得进一步的研究。
氩氦刀，另一种常用的临床医学工具，学名Cryo-HITTM低温冷冻手术系统,是由以色列伽利略公司生产的产品。
最新一代的Cryo-HITTM低温冷冻手术系统有冷冻主机、超细冷刀和气体供应系统组成。
目前在全国诸多医院都拥有该最新款机型的氩氦刀冷冻治疗中心。
NdYAG激光器的特性及其在医学领域的应用
Nd:YAG激光器的特性及其在医学领域的应用newmaker激光是60年代初出现的一种新型光源，激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性，引起普遍重视，并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用。
激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物，激光在70 年代开始广泛用于临床;90 年代，随着新型激光器的研制成功，激光与医疗、生物组织科学紧密结合，研究范围日益扩大。
Nd:YAG 激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式(连续、脉冲) 等特点，在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的，不同波长的Nd:YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用，可以获得良好的疗效。
医用Nd:YAG 激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛，特别是治疗皮肤色素性疾病，有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点，本文主要介绍Nd:YAG 激光器的特性以及在治疗皮肤疾病方面的应用，使读者了解各种激光器的性能及不同种类激光治疗仪的治疗效果。
一、Nd:YAG 激光器的特性能产生激光的系统，称为激光器。
一台简单的激光器通常由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。
自1960 年第一台激光器诞生以来，已有上百种激光器问世。
形形色色的激光器彼此之间差异极大，根据产生激光的工作物质，有气体、液体、固体和半导体激光器等。
固体激光器是以固态基质中掺入少量激活元素为工作物质的激光器，工作物质的物理化学性能主要取决于基质材料，而其光谱特性主要由发光粒子的能级结构决定。
但发光粒子受基质材料的影响，其光谱特性将有所变化，有的甚至变化很大。
用作基质的主要有刚玉、石榴石晶体及各种玻璃等。
发光粒子称为激活离子，最常用的激活离子为钕、铬等稀土元素离子。
例如世界上第一台激光器所用工作物质为红宝石，就是掺入极少量铬离子的刚玉。
以掺有一定量钕离子(Nd3 + ) 的钇铝石榴石( YAG)晶体为工作物质的激光器，称为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG) 激光器。
飞秒激光器原理
飞秒激光器原理飞秒激光器是一种利用飞秒激光技术的激光器，其原理是利用飞秒脉冲激光器产生的超短脉冲来进行材料加工、医学治疗、科学研究等领域。
飞秒激光器的原理是基于飞秒激光技术，其核心是飞秒脉冲激光器。
飞秒脉冲激光器是一种能够产生飞秒脉冲的激光器，其原理是利用飞秒激光技术来产生超短脉冲。
飞秒脉冲激光器的工作原理是通过将激光器产生的连续波激光转换为飞秒脉冲激光，其核心是利用超快光学技术和非线性光学效应来实现。
飞秒激光器的工作原理是利用飞秒脉冲激光器产生的超短脉冲来进行材料加工、医学治疗、科学研究等领域。
飞秒激光器的原理是基于飞秒脉冲激光器，通过控制飞秒脉冲的参数来实现对材料的精细加工和调控。
飞秒激光器的原理是利用飞秒脉冲激光器产生的超短脉冲来进行材料加工、医学治疗、科学研究等领域。
飞秒激光器通过控制飞秒脉冲的能量、频率、聚焦等参数来实现对材料的高精度加工和微纳加工，其原理是基于飞秒脉冲激光器的超快光学特性和非线性光学效应。
飞秒激光器的原理是基于飞秒脉冲激光器，其核心是利用飞秒激光技术产生的超短脉冲来实现材料加工、医学治疗、科学研究等应用。
飞秒激光器通过控制飞秒脉冲的参数来实现对材料的高精度加工和微纳加工，其原理是利用飞秒激光技术的超快光学特性和非线性光学效应。
飞秒激光器的原理是基于飞秒脉冲激光器，其核心是利用飞秒激光技术产生的超短脉冲来实现材料加工、医学治疗、科学研究等应用。
飞秒激光器通过控制飞秒脉冲的能量、频率、聚焦等参数来实现对材料的高精度加工和微纳加工，其原理是利用飞秒激光技术的超快光学特性和非线性光学效应。
总的来说，飞秒激光器的原理是基于飞秒脉冲激光器，通过控制飞秒脉冲的参数来实现对材料的高精度加工和微纳加工。
飞秒激光器在材料加工、医学治疗、科学研究等领域具有广泛的应用前景，其原理和技术特性为相关领域的发展提供了重要支持和推动。
激光器的种类讲解
激光器的种类讲解激光器是一种能够产生高纯度、高亮度和一致的光束的装置。
他们在科研、医学、工业和通信等领域中具有广泛的应用。
根据激光器的工作原理和参数，可以将激光器分为多种类型，如气体激光器、固体激光器、半导体激光器和光纤激光器等。
本文将对各种类型的激光器进行深入的讲解。
1.气体激光器：气体激光器是最早被发明出来的激光器类型之一、它们通过用电流激励气体分子来产生所需波长的激光。
常见的气体激光器有氦氖激光器(He-Ne)、二氧化碳激光器(CO2)、氩离子激光器(Ar)等。
气体激光器具有较大的输出功率和较高的波长稳定性，适用于医学、切割和焊接等领域。
2.固体激光器：固体激光器是使用固体材料作为激光介质的激光器。
常见的固体材料有Nd:YAG、Nd:YVO4和Ti:sapphire等。
固体激光器可以通过激光二极管或弧光灯等能量源进行激发。
它们具有高效、高稳定性和长寿命的特点，适用于雷达系统、激光加工和科学研究等领域。
3.半导体激光器：半导体激光器是通过电流注入拥有p-n结构的半导体材料，使其产生激光。
半导体材料可以是单一的半导体材料，如GaAs、InP，也可以是多层薄膜结构，如VCSEL(垂直腔面发射激光器)。
半导体激光器具有小型化、低功率和高效率的特点，广泛应用于通信、光存储和光电显示等领域。
4.光纤激光器：光纤激光器是利用光纤作为激光介质的激光器。
光纤激光器通常包括光纤光源和光纤放大器两个部分。
光纤光源是利用受激辐射从光纤核心产生激光，通常使用稀土离子注入的光纤作为激发材料。
光纤放大器则通过将输入的激光信号放大，从而得到高亮度的激光输出。
光纤激光器具有小型化、高品质和集成化的特点，广泛应用于通信、激光打标和光纤光源等领域。
除了以上所述的主要激光器类型，还有许多其他的激光器类型，例如自由电子激光器、化学激光器和超短脉冲激光器等。
不同类型的激光器在应用领域和性能参数上有着差异。
因此，在选择激光器时，需要根据具体需求来确定最合适的类型和参数。
激光器的种类及应用
激光器的种类及应用激光器是一种能够产生高强度、单色、相干光的装置，被广泛应用于科研、医学、工业、军事等领域。
根据激光器的工作原理和应用领域的不同，可以分为以下几种类型：1.气体激光器气体激光器利用气体电离放电激发基态原子或分子，从而产生激光。
常见的气体激光器包括CO2激光器、氦氖激光器、氩离子激光器等。
气体激光器具有较大的功率输出和较高的效率，被广泛应用于材料加工、医学、通信等领域。
2.固体激光器固体激光器利用固体材料中的色心离子或稀土离子来实现激光的产生。
常见的固体激光器有Nd:YAG激光器、Nd:YVO4激光器等。
固体激光器具有较高的光学效率和较长的寿命，在材料加工、医学、研究等领域有广泛应用。
3.半导体激光器半导体激光器利用半导体材料中的电子与空穴的复合辐射产生激光。
常见的半导体激光器有激光二极管和垂直腔面发射激光器（VCSEL）。
半导体激光器具有小体积、高效率、低功率消耗等优点，被广泛应用于光通信、激光打印、激光雷达等领域。
4.光纤激光器光纤激光器是利用光纤介质中的掺杂离子来产生激光。
常见的光纤激光器有光纤光栅激光器、光纤拉曼激光器等。
光纤激光器具有输出光束质量好、稳定性高、易于集成等优点，被广泛应用于通信、激光加工等领域。
5.势能激发激光器势能激发激光器利用电能、化学能等形式的势能转化为激光的能量。
其中，化学激光器通过化学反应释放能量来产生激光，常见的有二氧化碳化学激光器；核聚变激光器通过核聚变反应释放能量来产生激光。
6.自由电子激光器自由电子激光器利用电子在磁场中的轨道运动来产生激光。
自由电子激光器具有宽波谱、高亮度和超短脉冲等优点，被广泛应用于材料表面处理、生物医学和物理研究等领域。
激光器在各个领域具有广泛的应用：1.医疗领域激光器在医学诊断和治疗中发挥着重要作用。
例如，激光刀在手术中用于切割和凝固组织；激光眼科手术用于矫正视力；激光美容仪器用于皮肤治疗和脱毛等。
2.材料加工激光器在材料切割、焊接、打孔、刻蚀等方面发挥着重要作用。
半导体激光器的分类
半导体激光器的分类半导体激光器是一种利用半导体材料产生激光的装置。
它具有体积小、功率高、效率高、寿命长等优点，广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。
根据其工作原理和结构特点的不同，可以将半导体激光器分为以下几类：1. 二极管激光器（LD）二极管激光器是最常见的半导体激光器类型之一。
它是通过注入电流到二极管中，使其产生激光辐射。
二极管激光器具有体积小、功率密度高、效率高等优点，广泛应用于光纤通信、激光打印、激光雷达等领域。
根据工作原理的不同，二极管激光器又可以分为以下几类：•直接泵浦激光器（Direct Pumped Laser Diode，DPLD）：通过电流直接激发半导体材料产生激光。
这种激光器通常具有较高的功率和较宽的工作频率范围。
•共振腔激光器（Resonator Laser Diode，RLD）：在二极管激光器的两端加上反射镜，构成一个光学共振腔。
通过选择合适的反射镜，可以实现激光的单模或多模输出。
2. 半导体光放大器（SOA）半导体光放大器是一种利用半导体材料增强光信号强度的装置。
它与二极管激光器结构相似，但工作在低注入电流下，不产生激射器。
半导体光放大器具有宽带宽、低噪声、快速响应等优点，广泛应用于光纤通信、光网络等领域。
3. 垂直腔面发射激光器（VCSEL）垂直腔面发射激光器是一种在半导体材料中形成垂直共振腔结构的激光器。
它是通过在半导体材料上增加光学反射镜而实现的。
VCSEL具有发射光束近乎垂直、低阈值电流、高速调制等特点，广泛应用于光纤通信、光存储、光雷达等领域。
4. 外腔激光二极管（ECL）外腔激光二极管是一种将带有光纤输出的半导体激光器。
它利用光纤与半导体激光器之间的耦合结构，将激光输出到光纤中。
ECL具有高度集成、输出功率稳定、光谱纯净等优点，广泛应用于光纤通信、传感器等领域。
5. 量子阱激光器（QL）量子阱激光器是一种利用半导体量子阱结构产生激射器的激光器。
它采用了由狭窄能隙材料构成的量子阱，可以有效地抑制激发态的非辐射复合，从而提高激光器的效率。
各种激光器的介绍
各种激光器的介绍激光器是一种将能量源转化为高强度、高单色性、高定向性的激光光束的装置。
激光器被广泛应用于医疗、通信、材料加工、测量检测等各个领域。
下面将介绍几种常见的激光器。
1.氦氖激光器（He-Ne激光器）氦氖激光器是一种气体激光器，它利用氦和氖的混合气体在波长为632.8纳米的红光范围内产生激光。
氦氖激光器具有单一稳定频率、高空间定向性和较小的光腔长度，适用于光学实验、干涉测量等领域。
2.二极管激光器（LD激光器）二极管激光器是一种半导体激光器，它是由多层不同材料的半导体材料组成的结构。
二极管激光器广泛应用于通信领域，如光纤通信、光存储等。
它具有体积小、效率高的特点。
3.CO2激光器CO2激光器是一种分子激光器，其工作介质是CO2分子。
CO2激光器具有中红外波段的辐射，波长在9.6-10.6微米之间。
CO2激光器在材料加工、医疗等领域有广泛应用，如切割、焊接、组织切割等。
4.Nd:YAG激光器Nd:YAG激光器是一种固体激光器，其工作介质是掺有镓和铽离子的YAG晶体。
它具有较长的荧光寿命和较高的能量转换效率，常用于材料加工、医疗、科学研究等领域。
5.氮化镓激光器（GaN激光器）氮化镓激光器是一种宽禁带半导体激光器，它利用氮化镓材料发射紫外激光。
GaN激光器具有较高的工作温度、较长的寿命和较高的光电子转换效率，可用于蓝光显示、白光LED照明等领域。
6.染料激光器染料激光器是一种利用染料溶液作为工作介质的激光器。
它具有波长调谐范围广、转换效率高的特点。
染料激光器在科学研究、生物医学等领域有广泛应用。
7.纳秒脉冲激光器纳秒脉冲激光器是一种能够在纳秒时间尺度内产生激光脉冲的激光器。
它广泛应用于材料加工、精密测量、医疗等领域，如激光打标、激光切割、激光测距等。
总之，激光器具有波长可调、能量可控、光束质量高等优点，能满足不同应用领域的需求。
随着材料科学、光学技术的不断发展，激光器的种类也在不断增多，并得到了广泛的研究和应用。
激光器的种类及应用
激光器的种类及应用激光器是一种产生高强度、高聚束、单色、相干光的装置。
它们被广泛应用于各个领域，包括医学、通信、材料加工、军事、测量和科学研究等。
下面将介绍几种常见激光器的种类及其应用。
1.气体激光器：气体激光器是最早被发展出来的激光器之一、最常见的气体激光器包括二氧化碳激光器和氩离子激光器。
二氧化碳激光器主要用于材料切割、焊接和打孔等工业应用，还被广泛应用于医学手术和皮肤美容治疗。
氩离子激光器在医学和科学研究中也有广泛应用，例如眼科手术、实验物理和化学研究。
2.固体激光器：固体激光器是一种使用固体材料作为激活介质的激光器。
最常见的固体激光器包括Nd:YAG激光器和铷钾硼酸盐（Nd:YVO4）激光器。
固体激光器有较高的光束质量和较长的寿命，被广泛应用于材料加工、医学、科学研究和军事领域。
它们可以用于切割、钻孔、焊接、标记和激光测距等应用。
3.半导体激光器：半导体激光器是使用半导体材料作为激发源的激光器。
它们具有体积小、功耗低和价格低廉的特点，因此在通信、激光打印、光存储和生物医学等领域得到了广泛应用。
激光二极管是最常见的半导体激光器之一，它们被广泛用于激光打印机、激光扫描仪和激光指示器等设备中。
4.光纤激光器：光纤激光器是利用光纤作为光传输介质的激光器。
它们具有高效率、高功率输出和相对较小的尺寸。
光纤激光器被广泛应用于通信、材料加工和医学等领域。
例如，光纤激光器可以用于光纤通信系统中的信号放大和发送，也可以用于材料切割、焊接和打标等高精度加工过程。
5.半导体激光二极管：半导体激光二极管是一种小型、低功耗的激光器。
它们主要用于光通信、激光打印、激光显示和传感器等领域。
激光二极管被广泛用于光纤通信系统中的光放大器和激光器，也被应用于激光打印机、光盘读写器和激光雷达等设备。
总而言之，激光器的种类繁多，每种类型都有其特定的应用领域。
激光技术的不断进步和创新将会带来更多新的应用和发展机会。
固体紫外激光器原理
固体紫外激光器原理引言：固体紫外激光器是一种基于固体材料的紫外激光器，具有较短的波长和高能量密度，被广泛应用于生物医学、材料加工、光谱分析等领域。
本文将介绍固体紫外激光器的工作原理及其相关技术。
一、固体紫外激光器的基本原理固体紫外激光器采用固体材料作为激光介质，其工作原理基于激光的受激辐射效应。
当固体介质受到外界能量激发时，处于基态的固体分子将吸收能量，其中的电子被激发到激发态。
然后，这些激发态的电子通过非辐射跃迁或受激辐射跃迁回到基态，释放出辐射能量。
这种辐射能量就是激光光子。
二、固体紫外激光器的结构和组成固体紫外激光器一般由激光介质、泵浦源、谐振腔和输出耦合器等部分组成。
1. 激光介质固体紫外激光器的激光介质通常采用具有较高激发态寿命和宽放大带宽的固体材料，如Nd:YAG、Nd:YVO4等。
这些固体材料具有优异的光学性能和较高的热导率，能够实现高效能量转换和热量散射。
2. 泵浦源固体紫外激光器的泵浦源一般采用强泵浦光源，如激光二极管、氙灯等。
这些泵浦光源能够提供足够的能量，将固体介质激发到激发态。
3. 谐振腔谐振腔是固体紫外激光器中的一个重要组成部分，用于增强激光的放大和反射。
谐振腔通常由两个反射镜构成，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。
4. 输出耦合器输出耦合器用于从谐振腔中耦合出激光输出。
输出耦合器通常由一个半透明镜组成，能够将一部分光线透过，而反射一部分光线。
三、固体紫外激光器的工作过程固体紫外激光器的工作过程通常包括泵浦、激光放大和激光输出三个阶段。
1. 泵浦泵浦阶段是通过外界能量激发固体介质的过程。
泵浦光源产生的泵浦光通过输入端进入激光介质，将固体介质中的电子激发到激发态。
2. 激光放大激光放大阶段是指激发态的电子通过受激辐射跃迁或非辐射跃迁回到基态的过程。
在这个过程中，激发态的电子释放出辐射能量，并引起固体介质中的其他电子跃迁，形成激光放大。
3. 激光输出激光输出阶段是指经过谐振腔增强和输出耦合器耦合后，激光从激光器中输出的过程。
激光器在医学上的应用
半导体激光器具有体积小、重量轻、成本低、寿命长、波长可选择、输出功率稳定、电源驱动系统简单等优点，特别适用于医疗设备，其临床应用几乎覆盖了所有其他类型的激光器的应用范围1眼科半导体激光器主要用于光凝和治疗眼底疾病。
低功率810nm近红外半导体激光器，由于该波长的激光穿透力强，屈光间质对其吸收最少，而且光斑直径可调节的范围较大,是眼科中最常用的热源,可用于治疗各种难治性青光眼、硅油注入术后难治性高眼压,以及视网膜的光凝和固定等。
美国IRIS、生产的810半导体激光系统，G探头。
可治疗青光眼2激光美容2.1激光脱毛在医学美容领域，激光的主要应用之一就是激光脱毛。
810nm半导体激光能够很好被毛囊内黑色素吸收，产生热效应，破坏毛囊，是激光脱毛的金标准。
目前，国际上的激光脱毛仪主要有美国Lumenis公司的Lightsheer脱毛仪、德国Asclepion—meditec激光技术公司的MeDioStarX 系列、以色列Alma公司的SoDranO XI系列脱毛仪等。
2.2除皱半导体激光在美容领域的另一个重要应用是皮肤重建手术，用于除皱、嫩肤。
Candela 公司研发的半导休激光治疗仪一Smooth Bea m，激光波长为1450nm，脉宽为210ms ，能量密度8J／cm2至25J／cm2，激光被真皮胶原组织中的水分吸收，产生热效应，刺激胶原蛋白的再生和重塑，使皮肤变得光滑细嫩，恢复弹性。
此外，Syneron Medical公司提出一种新的非消融性激光嫩肤技术——EIDS技术，把半导体激光(905nm±10nm) 与RF射频源相结合，半导体激光选择性作用于真皮胶原组织，产生热效应使其阻抗降低，促进射频能量进一步加热胶原组织，产生新的胶原质，抚平皱纹。
粉刺是最常见的一种皮肤疾病，在青少年人群中的发病率达80％以C a n d e l a 公司研发Smooth Beam激光治疗仪利用1450 nm半导体激光的选择性光热作用改善表皮下皮脂腺结构，配备动力冷却装置保护表皮，对脸、背部粉刺和癌疮愈合疤痕的治疗十分有效。
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医学中常用的激光器自第一台激光器问世后，人们对激光器件及技术进行了大量的研制工作，取得了相当可观的成果。
目前能实现激光运转的工作物质达数百种以上，大体上分为气体、固体、半导体、染料等几大类。
人们在探索激光产生机理的同时，扩展了激光的频谱范围，几千条谱线遍布于真空紫外到远红外的广阔光谱区域。
激光方向性好、强度大，可以使被照物体在1/1000s内产生几千度的高温，瞬间发生汽化。
由于激光的物理特性决定了其具有明显的生物学效应，。
各种不同的激光具有不同的特性和组织效应，正确认识激光的这些特点，是选择和合理利用激光的基础。
一．气体激光器气体激光器，按工作物质的性质，大致可分成下列三种：(1)原子激光器：利用原子跃迁产生激光振荡，以氦氖激光器为代表。
氩、氪、氙等惰性气体，铜、镉、汞等金属蒸气，氯、溴、碘等卤素，它们的原子均能产生激光。
原子激光器的输出谱线在可见和红外波段，典型输出功率为10毫瓦数量级。
(2)分子激光器：利用分子振动或转动状态的变化产生辐射制成的，输出的激光是分子的振转光谱。
分子激光器以二氧化碳(CO2)激光器为代表，其他还有氢分子(H2)，氮分子(N2)和一氧化碳(CO)分子等激光器。
分子激光器的输出光谱大多在近红外和远红外波段，输出功率从数十瓦到数万瓦。
(3)离子激光器：这类激光器的激活介质是离子，由被激发的离子产生激光放大作用，如氩离子(激活介质为Ar＋)激光器。
氦镉激光器(激活介质为Cd＋)等。
离子激光器的输出光谱大多在可见光和紫外波段，输出功率从几毫瓦到几十瓦。
气体激光器是覆盖波谱范围最广的一类器件，能产生连续输出。
其方向性、单色性也比其他类型器件好，加之制造方便、成本低、可靠性高，因此成为目前应用最广的一类器体。
1、氦氖激光器氦氖激光器能输出波长为632.8nm的可见光，具有连续输出的特性。
它的光束质量很好(发散角小，单色性好，单色亮度大)。
激光器结构简单，成本低，但输出功率较小。
氦氖激光器在工业、科研、国防上应用很广，医疗上主要用于照射，有刺激、消炎、镇痛、扩张血管和针灸等作用，广泛用于内科、皮肤科、口腔科及细胞的显微研究。
氦氖激光器有三种结构形式：内腔式、外腔式和半内腔式。
它们均由放电管、谐振腔、激励电源等三部分组成。
以内腔式为例，放电毛细管是产生气体放电和激光的区域，它的内径很小，约在1到几毫米。
电极A为阳极，由钨杆或钼(或镍)筒制成。
阴极K为金属圆筒，由铝、钼、钽等制成，它们均有足够的电子发射能力和抗溅射能力。
组成谐振腔的两块反射镜紧贴于放电管两端，并镀以多层介质膜。
其中一个为全反射镜，另一个则为部分反射镜，整个谐振腔在出厂前已调整完毕，因此使用简单、方便。
放电管的管径比放电毛细管粗几十倍，用以保持氦氖气压比及加固谐振腔。
为了避免放电管变形而引起激光输出下降，内腔管的长度不宜过大，一般不超过一米。
外腔式激光器可以更换不同的反射镜，使输出功率最大，光束发散角最小。
也可在反射镜和放电管之间插入光学元件，以研究激光器的输出特性，调制它的频率或幅度，并可制成单频大功率激光器。
2、二氧化碳激光器二氧化碳激光器的能量转换效率达20～25%(氦氖激光器的能量转换效率仅为千分之几)。
它的输出波长为10.6微米，属于远红外区，连续输出功率可达万瓦级，常用电激励，结构比较简单紧凑，使用方便，是目前最常用的激光器之一，在医学上，CO2激光器作为手术刀使用日益引起人们的重视。
CO2激光器也用于皮肤科、外科、神经外科、整形外科、妇科和五官科的手术，在癌症的治疗上也有一定成效。
最常见的封离型内腔式二氧化碳激光器的管壳是由硬质玻璃或石英材料制成的。
常见为三层玻璃套管结构，其最内层是放电管，中间层是水冷套，外层是储气管。
在内外层之间有气体循环通路，这是为了保证混合气体的均匀分布而设计的。
其光学谐振腔通常用平凹球面腔。
球面镜可用石英或其他光学玻璃做基片，然后，在表面上镀层金属膜。
平面镜是输出窗片，要求它对10.6μm的激光有很好的透过率，且表面不易损伤，机械性能好等。
一般中小功率的激光器常常采用锗单晶做输出片，大功率的用砷化镓做输出片。
电极材料常用镍，也可用钽、钼等。
根据构成光学谐振腔的两块反射镜紧贴放电管，或离开放电管，或一块紧贴一块离开放电管的情况，二氧化碳激光器又有内腔式、外腔式和半内腔式之分。
3、氮分子激光器氮分子激光器的激光输出波长主要在紫外区，有几十条谱线，其中以337.1nm最强。
激励方式为脉冲放电，输出几个纳秒(10－9s)的光脉冲。
输出的峰值功率相当高，达兆瓦级，甚至达到几十兆瓦。
重复率为每秒几十到几百次。
这种激光器构造简单，制造容易，可作染料激光器的抽运源，临床上可应用于外科、皮肤科、五管科和妇科等方面。
利用紫外激光的荧光效应，还可早期诊断某些肿瘤。
4、氩离子激光器Ar＋激光器是一种惰性气体离子激光器。
它的激光波长主要是488nm和514.5nm的蓝色光和绿色光。
连续输出功率一般为数瓦至数十瓦，最高可达一百多瓦，是目前在可见光范围内连续输出功率最高的一种激光器。
Ar＋激光器一般由放电管、电极、回气管、谐振腔和轴向磁场等部分组成。
放电管的核心部分是放电毛细管。
制作毛细管的材料要求能耐高温，散热性好，气密性好，吸气率低，机械强度高等，常用的材料有石英、氧化铍陶瓷和石墨等。
目前的Ar＋激光器多数都是分段石墨管结构，即放电管由石墨片叠加而成，片间用小石英环隔开，彼皮绝缘。
整个装置放在有冷水套的石英管内。
管的两端分别为发射电子的阴极和收集电子的石墨阳极。
放电毛细管的作用是增强放电电流密度，以利提高发射强度。
轴向磁场是为了提高Ar＋激光器的输出功率和寿命而设计的。
它有聚集带电离子的作用，可以增强电子密度和离子密度，减少离子对放电毛细管的轰击。
谐振腔由两块镀有多层介质膜的反射镜组成。
反射镜要相互平行，且与毛细管的轴线垂直。
水冷却系统是为了保证激光器的正常工作而设计的。
因为在放电过程中，电流很大(数十安培)，激光器的温度升高快，必须加以冷却才行。
镇气瓶与放电管相通。
因为激光器工作一段时间之后，管内的气压就会明显下降，从而导致激光输出功率下降。
而镇气瓶可以通过控制开关自动向放电管内充气，使之保持最佳气压，达到维持激光输出功率基本不变的目的。
5、氦镉离子激光器氦镉离子激光器是一种金属蒸汽离子激光器，由镉(Cd)离子产生激光，氦为辅助气体。
这种激光器输出的激光波长主要是441.6nm(蓝光)和325nm(紫外光)，连续输出功率较高，为几十毫瓦。
在临床上可用于诊断和照射治疗，例如检查五官科方面的癌肿，照射穴位以治疗高血压和慢性肝炎等。
氦镉激光器的石英毛细管内充以几乇气压的氦气，两端封以布儒斯特窗片。
阳极为钨杆，阴极为钼或铝筒。
靠近阳极处有一镉池，内盛高纯镉(99.99%)。
把镉加热到200～250℃左右，镉就升华为蒸气。
电极间加以电压使毛细管中的放电电流为几十毫安，若两端配以反射镜组成谐振腔，即有激光输出。
放电毛细管的内径为2～3毫米。
为了防止镉蒸气沾污阳极端的窗片(对内腔管而言为介质膜反射镜)，镉池和窗片间设置电泳封锁区。
镉离子(Cd＋)在电场作用下不断向阴极运动(这个过程称电泳效应)，同时设置冷凝室，使通过毛细管的镉蒸气在此室冷凝。
氦镉激光器的输出功率与镉蒸气压、氦的气压及放电电流有关。
二．固体激光器固体激光器体积小，输出功率大，使用方便，但工作物质(激活介质)较贵，结构及制造均较复杂。
常用的固体激光器为红宝石、钕玻璃和掺钕钇铝石榴石等。
工作物质的性能好坏直接影响器件的输出特性，它有如下要求：(1)良好的激光性能：包括宽的吸收带和大的吸收系数；高的荧光量子效率；高能级寿命短，亚稳态寿命长；荧光谱线宽度小(锁模激光器例外)；内部损耗小等等，上述各因素利于粒子数反转，输出较大功率的激光。
(2)良好的物理化学性能：包括机械强度高，熔点高，热导率高，热膨胀系数小，能制成较大尺寸，掺杂浓度高，光照稳定性、化学稳定性好等等，这些因素可使器件重复频率高，寿命长。
(3)良好的光学质量：光学质量差的工作物质，散射、吸收和退偏(一种因双折射而引起的损耗)也大，会使器件阈值升高，效率下降。
因此材料必须均匀。
此外，工作物质的形状及加工也有一定要求，固体激光器的工作物质常制成棒形(截面为圆形或矩形，称为激光棒)，其长度和直径比为10∶1左右。
对连续工作的器件，为提高散热效果可取12∶1到15∶1。
棒两端面的平面平行度应小于10″，光洁度优于PⅢ。
为了减少侧壁效应，提高泵浦效率，激光棒的侧面应磨毛。
下面具体叙述各种固体激光器的结构和特性。
1、红宝石激光器红宝石是一种晶体，主要成份是Al2O3，掺入的激活离子是三价铬离子Cr3＋ ，离子密度约为1.6×1019/cm3，Cr3＋的重量掺杂比约为0.035～0.05%。
整个红宝石晶体呈淡红色，表示式为Al2O3：Cr３＋。
当入射光为700nm时，o光的折射率为1.769，e光的折射率为1.761。
红宝石的机械性能很好，质硬，熔点高，热变形小，热导率高，化学性能稳定，具有较高的抗激光破坏能力，是较好的晶体材料之一。
它属于三能级结构，激光输出波长为694.3nm。
红宝石棒和脉冲氙灯同置于聚光腔内。
全反射镜和部分反射镜组成光学谐振腔(光学谐振腔也可由激光棒的二端面构成)。
电源的脉冲高电压使氙灯闪光，对红宝石进行光激励，以产生激光。
聚光器的作用是使光源发出的光尽量多地汇聚于工作物质，并使照明尽量均匀，以形成较好的光耦合。
前者用以提高整个系统的效率，后者则决定输出激光束的质量(光强度分布均匀性和发散角大小)。
红宝石激光器的激励光源为脉冲氙灯，其充气气压较高(大于几百乇)。
在较短的时间内(几微秒到几毫秒)通过大电流放电(几千安培/厘米2)使管内放电气体等离子体瞬时达到高温(104K)，从而发出高亮度的以连续光谱为主的白光辐射，其色温为5000～15000K。
脉冲氙灯作单次闪光后间歇时间较长，通常不需采取冷却措施。
它在高于100次/秒的重复闪光频率下也能工作，但必须采取专门的风冷或水冷措施。
脉冲氙灯的电能和光能转换效率较高，可达50～60%以上。
红宝石的独特优点是它的激光为红光，这种激光人眼可见，对绝大多数光敏材料和器件来说，也易于进行探测和测量。
红宝石激光器是最早应用于医疗上的激光器：在眼科中用于视网膜的焊接，治疗青光眼，进行虹膜的切除等，在皮肤科中用于照射治疗，在生物学方面，用于细胞的研究等等。
红宝石属于三能级结构。
为了实现粒子数反转，至少需要把半数以上的工作粒子激励到激光跃迁的高能级，因此产生激光所要求的阈值激励功率较高。
此外，当晶体升温时(大于50℃)，荧光量子效率显著下降，谱线宽度增大，使激光输出水平下降，甚至停振，故一般应采取冷却措施。