半导体激光器和氦氖激光器的比较

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典型激光器的比较

工作物质：He Ne混合气体;体积比8：2;少量N2 ❖ 气体原子激光器 ❖ 输出谱线：632 8nm;1 15um;3 39um;以632 8nm为最常见 ❖ 功率在mW级;最大1W ❖ 光束质量好;发散角可小于1mrad ❖ 单色性好;带宽可小于20Hz ❖ 稳定性高
48
工作过程
1 放电：He电离产生电子 2 He与电子碰撞
光纤耦合尾纤型pigtail package半导体激光器件
ProLite型光纤耦合单发射激光器
2 常见激光器工作特性
1 固体激光器
A 固体激光器基本结构及特性
1. 激光工作物质 2. 泵浦源 3. 聚光腔 4. 谐振腔 5. 冷却系统
固体激光器的能量转换
0.5
0.4
0.2
0.76 0.9
0.8
42
CO2激光器
❖ > 1 atm 一定压力的CO2; N2; He混合的气体分子激光器 ❖ 波长 911um;最常见10 6um ❖ 效率高;功率范围大几瓦~几万瓦 ❖ 光束质量好 ❖ 运行方式多样;结构多样
CO2激光器中;加入其中的氦有利于激光下能级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
• 激光调制方式
– 脉冲
– 自由运转
• 单脉冲
– 调Q
• 重复频率
– 锁模
• 准连续
1 固体激光器
分为晶体和玻璃两类;在基质材料中掺入激活离子而制成
目前已实现激光振荡的不同基质——掺杂体系的工作物质有200多种;但是;性能好;使用广泛的主要有下面三种
1钕玻璃激光器
在玻璃中掺入稀土元素钕做工作物质

激光设备分类

激光设备分类激光设备是一类利用激光技术进行工作的设备，广泛应用于科研、医疗、工业、通信等领域。

根据不同的激光器类型和应用需求，激光设备可以分为多个不同的分类。

本文将介绍几种常见的激光设备分类。

一、气体激光器气体激光器是利用气体分子之间的能级跃迁来产生激光的设备。

根据不同的激光介质，气体激光器可以分为氦氖激光器、二氧化碳激光器、氖气激光器等。

其中，氦氖激光器是最早被发现和研究的气体激光器，主要用于科研、医疗和教学等领域；二氧化碳激光器在工业加工和医疗美容等领域有着广泛的应用。

二、固体激光器固体激光器是以固体晶体或玻璃为激活介质的激光器。

根据不同的激活介质和能级结构，固体激光器可以分为Nd:YAG激光器、Nd:YVO4激光器、钛宝石激光器等。

这些固体激光器在工业加工、材料加工、激光打标等领域有着广泛的应用。

三、半导体激光器半导体激光器是利用半导体材料的PN结构产生激光的设备。

由于其具有小体积、高效率、低成本的特点，半导体激光器在通信、显示、医疗、雷达等领域得到了广泛的应用。

常见的半导体激光器包括激光二极管、垂直腔面发射激光器、量子级联激光器等。

四、光纤激光器光纤激光器是利用光纤作为激光输出通道的激光器。

由于光纤具有柔性、耐高温、小尺寸等特点，光纤激光器在通信、激光加工、医疗等领域具有广泛的应用前景。

光纤激光器主要包括光纤光源、光纤放大器和光纤激光器三个部分。

五、飞秒激光器飞秒激光器是一种具有极短脉冲宽度的激光器，脉冲宽度一般在飞秒（10^-15秒）量级。

由于其极短的脉冲宽度，飞秒激光器在材料加工、医疗、科研等领域有着广泛的应用。

飞秒激光器主要包括飞秒脉冲激光器和飞秒振荡器两种类型。

六、二极管激光器二极管激光器是一种利用半导体二极管工作的激光器，具有小体积、低功耗、长寿命等优点。

二极管激光器在光存储、激光打印、光通信等领域有着广泛的应用。

根据不同的工作方式和结构，二极管激光器可以分为连续工作二极管激光器和脉冲工作二极管激光器。

各种激光器的比较

各种激光器的比较预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制各种激光器比较一、气体激光器（1）：原子激光器典型特例，He—Ne激光器，他发出的激光波长为0.6328um，输出功率几毫瓦到100毫瓦之间，能量转换功率低，约为0.01%。

激光器器方向性，单色性好，谱线宽度窄。

该激光器常用来外科医疗，激光美容，建筑测量，准直指示，激光陀螺等。

（2）：离子激光器典型特例，Ar+离子激光器，波长大约为0.488um的蓝光，输出功率约为150W。

能量转换功率为1%。

长用此激光器用做彩色电视，信息储存，全息照相等方面。

（3）：分子激光器典型特例，CO2激光器，波长约为10.6um的红外线。

输出功率与管长成正比，1M的管长可获得100W的输出功率。

能量转换效率较高，大约为30%。

单色性好。

能量输出强，常用来美容，工业和军事上。

（4）：准分子激光器是稀有气体与卤素气体的混合，发出的波长是紫外波。

输出功率小，大约为百微焦。

能量转换功率约为1%。

总述：气体激光器，连续输出功率大，方向性好，其器件造价低廉，结构简单。

二、液体激光器典型特例，若丹明6G染料，他的波长在紫外到红外之间，最大特点是连续可调。

能量转换功率较高，这种激光器特点是制备容易，可循环操作，便宜。

三、固体激光器典型特例，红宝石激光器。

它的波长在可见光到近红外波段，输出功率高，约为20kw。

能量转换率低，仅为0.1%。

单色性差。

但结构紧凑，牢固耐用，易于光纤耦合。

这种激光器广泛用于测距，材料加工，军事等方面。

四、半导体激光器典型特例，砷化镓，硫化镉等。

他的输出波长在近红外波段。

920nm到1.65um之间。

输出功率小，能量转换功率高，但是单色性差。

这种激光器最大特点是体积小，重量轻，结构简单，寿命长。

因此，广泛使用于光纤通信，光信息储存，光信息处理等方面。

半导体激光器与氦氖激光器的比较

半导体激光器与氦氖激光器的比较
本文简述了氦氖激光器与半导体激光的优缺点，希望对不同的应用者在选择激光器时产生一点帮助。

）的激光输出功率会随其壳体的温度变化而有较大变化。

下图为一个典型
在一定工艺的保证下，高质量
的氦氖激光器具有良好的输出功率
稳定性和极低的激光噪声水平，并
且激光参数受环境温度影响非常
小。

以Melles Griot公司25-LHP
对于指示或对准等应用，即对激光功率稳定性及激光噪声要求不高的应用，不带温控的半导体激光器模块因其低廉的价格而被大量使用。

或对激光功率稳定性及激光噪声要求较高的应用，一般均采用带温控的半导体激光器。

另外，温控对于延长半导体激光器的寿命有很大的帮助。

的发出的激光束的发散角非常大，且两个方向的发散角不同（如下图1），所以绝大多数半导体激光模块都要对半导体激光管发出的激光进行光束整形。

半导体激光器模块的最终光束整形的效果要视各家公司的光学设计能力有很大的不同。

只经过简单整形的半导体激光器模块，由于两个方向发散角的差别，激光光斑一般会成椭圆形，且在
拥有实力强大的光学设计队伍，其56RCS系列半导体激光器光斑远场圆度均大
1 2 3
半导体激光器可以进行高速的数字及模拟调制。

以Melles Griot公司 56RCS系列半导体激
调制）可达350MHz，上升沿下降延时间均小于1个纳秒，过冲小。

而且半导体激光的输出功率可以通过对输入电流的控制或模拟调
半导体激光器对比于氦氖激光器的主要优势在于：
1、价格便宜，
2、体积小；
3、可以做高速调制，
4、功率可以很方便的进行各种调制，
控。

氦氖激光器和半导体激光器的光束质量分析

深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（三）实验名称：氦氖激光器和半导体激光器的光束质量分析学院：物理科学与技术学院组号: 17 指导教师：赵改清报告人：学号：实验地点: 科技楼B108 实验时间：2015.6.2实验报告提交时间：2015.6.23激光器光束质量分析仪计算机和分析软件用途二、数据记录与处理1、光束质量分析：氦氖激光器：由图2和图3可以看出，氦氖激光器的光束横截面形状接近圆形，光强在中心处最大，并且只有一个峰值，从中心到边缘逐渐减小。

光束有比较好的对称性。

由图4可得，测得 M 2因子为 M x 2= 0.9579，M 2 = 0.8396，束腰宽度ω = 0.404mm ，ω = 0.376mm 。

从测量的数据来看， M 2因子小于1，这已经图2 光斑平面图图4 束腰宽度曲线的拟合和 M 2因子图3 激光强度3D 图图5 两个互相垂直方向光强的高斯拟合不能与基模高斯光束作对比了，初步认为是激光不太稳定造成的，但还可以和半导体激光器的结果做对比。

另外，查阅资料可知，在ωλ足够小时， M 2因子是可以小于1的。

可以看出，x 、y 两个方向的 M 2因子和束腰宽度都相差不大，即光束的横截面对称性比较好。

半导体激光器：图6 光斑平面图图7 激光强度3D 图图8 束腰宽度曲线的拟合和 M 2因子图9 两个互相垂直方向光强的高斯拟合由图6和图7可以看出，半导体激光器的横截面形状接近椭圆，有多个光强最大峰值，但最大峰值不及氦氖激光器，边缘的光强最小。

由图8可得，测得 M 2因子为 M x 2 = 1.6362，M y 2= 1.1147，束腰宽度ωx = 2.662mm ，ωy = 1.706mm 。

与氦氖激光器的数据对比可知，半导体激光器输出激光的光强比氦氖激光器的小， M 2因子和束腰宽度都明显比氦氖激光器大，且x 、y 两方向的参数相差较大。

因此，可初步认为，氦氖激光器的激光光束质量比半导体激光器的好。

四大激光器

四种激光器有哪些典型应用？一半导体激光器：半导体激光器是以半导体材料作为激光工作物质的激光器1.半导体激光器在高压反馈电路中的应用2.在电子焊接领域的应用3. 量子阱半导体大功率激光器在精密机械零件的激光加工方面有重要应用4. 在印刷业和医学领域，高功率半导体激光器也有应用. .另外，如长波长激光器（1976年，人们用Ga[nAsP/InP实现了长波长激光器）用于光通信，短波长激光器用于光盘读出.自从NaKamuxa实现了GaInN/GaN蓝光激光器，可见光半导体激光器在光盘系统中得到了广泛应用，如CD播放器，DVD系统和高密度光存储器可见光面发射激光器在光盘、打印机、显示器中都有着很重要的应用，特别是红光、绿光和蓝光面发射激光器的应用更广泛.蓝绿光半导体激光器用于水下通信、激光打印、高密度信息读写、深水探测及应用于大屏幕彩色显示和高清晰度彩色电视机中.总之，可见光半导体激光器在用作彩色显示器光源、光存贮的读出和写人，激光打印、激光印刷、高密度光盘存储系统、条码读出器以及固体激光器的泵浦源等方面有着广泛的用途.量子级联激光的新型激光器应用于环境检测和医检领域.另外，由于半导体激光器可以通过改变磁场或调节电流实现波长调谐，且已经可以获得线宽很窄的激光输出，因此利用半导体激光器可以进行高分辨光谱研究.可调谐激光器是深入研究物质结构而迅速发展的激光光谱学的重要工具大功率中红外（3.5lm)LD在红外对抗、红外照明、激光雷达、大气窗口、自由空间通信、大气监视和化学光谱学等方面有广泛的应用.5. 绿光到紫外光的垂直腔面发射器在光电子学中得到了广泛的应用，如超高密度、光存储.近场光学方案被认为是实现高密度光存储的重要手段.垂直腔面发射激光器还可用在全色平板显示、大面积发射、照明、光信号、光装饰、紫外光刻、半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。

半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生产，并且由于体积小、重量轻、寿命长，因此，品种发展快，应用范围广，目前已超过300种，半导体激光器的最主要应用领域是Gb局域网，850nm波长的半导体激光器适用于）1Gh/。

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。

一文带你了解气体、固体、半导体激光器

一文带你了解气体、固体、半导体激光器导读：激光器分类方法很多。

按工作物质可分为气体、液体、固体和半导体激光器。

气体激光器气体激光器的工作物质是气体，其中有各种惰性气体原子、金属蒸气、各种双原子和多原子气体，以及气体离子等。

气体激光器通常是利用激光管中的气体放电过程来进行激励的。

光学共振腔一般由一个平面镜和一个球面镜构成，球面的半径要比腔长大一些，如下图所示。

平凹腔氮氖激光器是应用最广泛的气体激光器，其结构形式如下图所示。

它分内腔式和外腔式。

氦氖激光器结构示意图在放电管内充有一定气压和一定氦氖混合比的气体。

共振腔长l要满足式中，N—一任意整数。

氦氖激光器有许多振荡谱线，主要振荡波长是6 328 A（最强，呈橘红色），1 1523 A和33 913 A（红外光）。

它的发光机理是：在激光管内充入按比例的几个毫米水柱压力的氮氖混合气，形成低压放电管，在阳极与阴极之间加几kV高压，使之产生辉光放电，产生大量的动能很高的自由电子去碰击氮原子，氦原子被激发到2S能级和2*3S 能级。

氦的2*3和2*3S能级是亚稳态，它的粒子数积累增加。

由于氦的2S能级与氖的3S能级、氦的2*3能级与氖的2S能级接近，氦原子与氖原子碰撞后，氦原子回基态，而氖原子被激发到2S和3S能级（亚稳态），并且很快地积累增加。

氖的2P和3P是激发态，粒子数比较少，但在2S与2P之间，3S与3P和2P之间建立了粒子数反转分布。

在入射光子的作用下，氖原子在2S、3S与2P、3P之间产生受激辐射。

然后以自发辐射的形式，从2P和3P能级回到1S能级，再通过与管壁碰撞形式释放能量（即产生管壁效应），回到基态，如下图所示。

图发光机理示意图从以上分析可以看出，氦（He）原子只起了能量传递作用，产生受激辐射的是氖（Ne）原子。

它的能量小，转换效率低，输出功率一般为mW级。

二氧化碳（C02）激光器是典型的分子气体激光器，如下图所示。

它的工作物质是CO2气体，常加入氮、氨及一些其他辅助气体。

激光的种类种类及应用

激光的种类种类及应用激光（Laser）原指具有高效率，窄束，高单色性（即色散小），高相干性（即随机性小）的光。

自1964年发明激光以来，激光技术在多个领域得到广泛应用。

根据不同激光产生机制、波长范围和功率等特性的不同，激光可以分为多种种类。

1. 气体激光器（Gas Laser）气体激光器是最早被开发和应用的激光器之一。

根据不同的气体填充和激发方式，气体激光器可以分为氦氖激光器（He-Ne），二氧化碳激光器（CO2），氙离子激光器（Xe-ion）等。

氦氖激光器广泛应用于测量、光学实验、医学等领域；二氧化碳激光器在加工和切割材料、医学手术、雷达等领域得到广泛应用；氙离子激光器适合生物医学、光化学、实验等领域。

2. 固体激光器（Solid-State Laser）固体激光器是利用一些固态材料来产生激射光的装置。

常见的固体激光器包括钕：锗酸玻璃激光器（Nd:glass）、二极管激光器（Diode laser）、钕：YAG激光器（Nd:YAG）、掺铒光纤激光器（Er-doped fiber laser）等。

固体激光器在材料加工、激光雷达、医学手术、通信等领域得到广泛应用。

3. 半导体激光器（Semiconductor Laser）半导体激光器是利用半导体材料来产生激射光的装置。

半导体激光器又称为激光二极管（Laser Diode），它具有尺寸小、寿命长、高效率等特点。

半导体激光器广泛应用于通信、照明、显示、激光打印等领域。

4. 纤维激光器（Fiber Laser）纤维激光器是利用光纤结构的光介质来产生激射光的激光器。

纤维激光器具有体积小、易于集成、输出功率稳定等特点。

纤维激光器在制造业、材料加工、通信、医疗等领域得到广泛应用。

5. 液体激光器（Liquid Laser）液体激光器是利用液体介质来产生激射光的装置。

由于液体特性的不稳定性，液体激光器并不常见，但在一些特殊领域如核聚变、舰船激光武器等方面得到应用。

半导体激光器于氦氖激光对比

关于半导体激光器与氦氖激光的对比
波长越短测量精度越高。

氦氖激光波长632.8纳米，显然优于半导体激光635纳米和650纳米。

氦氖激光线宽窄稳定性高在诸多激光器中是首屈一指的，这已经是光学界的共识。

半导体激光器的线宽在各种激光器中是最宽的，可以达到几十至几百cm-1，也就是说半导体激光器的单色性是最差的。

从激光原理看，激光发光与跃迁能级差有关，发光的波长与能级差的关系可以描述为ΔΕ=hν=hс/λ式中h 为普朗克常数，ν为波数，c为光速，λ为波长，ΔΕ=E2-E1 是上下能级之差。

氦氖激光受激发射是在原子的能级之间跃迁是一个定值，因此波长λ也是一定的。

但是，半导体激光是电子在能带之间跃迁，能带本身有一个宽度，设电子低能态的能量为E1—E1+ΔE1之间，电子高能态E2—E2+ΔE2之间，跃迁能量ΔΕ最大值为E2-E1+ΔE2跃迁能量最小值 E2-E1-ΔE1。

在此能量范围之内，发出的光波长当然也是不确定的。

因此，半导体激光发出的波长是在一个范围之内的多种波长的光的集合。

半导体激光除了波长长，线宽宽，单色性差以外还有温度稳定性差的突出缺点，所以很少用于计量与测试。

它的优
点是工作电压低、体积小、转换效率高。

因此可以广泛用于对单色性要求不高的工业与民用场合。

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。

激光分类与波长

激光分类与波长激光是一种具有高度聚焦能力和单色性的光源，广泛应用于医疗、通信、材料加工等领域。

根据激光器所发射的光波长的不同，可以将激光分为多种类型。

本文将介绍几种常见的激光分类以及它们对应的波长范围。

1. 气体激光器气体激光器是一种利用气体放电产生激光的装置。

根据不同的气体种类，气体激光器可以分为氦氖激光器、二氧化碳激光器、氩离子激光器等。

其中，氦氖激光器的波长范围大约在632.8纳米，主要用于医疗、教学和展示等领域；二氧化碳激光器的波长范围在10.6微米，适用于材料切割、焊接等工业应用；氩离子激光器的波长范围在488至514纳米，主要用于激光打印和医学研究等领域。

2. 固体激光器固体激光器是一种使用固体材料作为激发介质的激光器。

常见的固体激光器有钕玻璃激光器、掺钕钇铝石榴石激光器等。

钕玻璃激光器的波长范围在1053纳米，常用于军事、科研和医学领域；掺钕钇铝石榴石激光器的波长范围在1064纳米，主要应用于材料加工、激光雷达等领域。

3. 半导体激光器半导体激光器是一种利用半导体材料产生激光的器件。

它具有体积小、功耗低、寿命长等优点，被广泛应用于光通信、激光打印、激光医疗等领域。

半导体激光器的波长范围与具体的材料有关，常见的波长有650纳米、780纳米、850纳米、980纳米等。

4. 光纤激光器光纤激光器是一种将激光通过光纤传输的激光器。

它具有灵活性高、传输距离远等优点，被广泛应用于光通信、材料加工等领域。

光纤激光器的波长范围也与具体的激光器有关，常见的波长有1064纳米、1550纳米等。

除了以上几种常见的激光器类型，还有许多其他类型的激光器，如色心激光器、自由电子激光器等。

它们的波长范围也各不相同，适用于不同的应用领域。

总结起来，激光器根据波长的不同可以分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和光纤激光器等多种类型。

每种类型的激光器都有其独特的波长范围和应用领域。

了解不同类型的激光器以及它们的波长特性，有助于我们更好地选择和应用激光技术。

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。

激光器的分类介绍

激光器的分类介绍激光器是一种能够产生具有高度一致性和同步性的激光光束的器件。

根据激光器的工作原理、激光器的波长、激光器的应用领域等不同方面的分类，下面将对激光器进行详细的介绍。

一、根据激光器的工作原理进行分类1.固体激光器：固体激光器是利用外部能量源（例如闪光灯、激光二极管）激励激光介质（例如Nd:YAG、Nd:YVO4）产生激光的一种激光器。

固体激光器具有高效率、高能量、高品质光束等特点，在军事、医学、科研等领域有广泛的应用。

2.气体激光器：气体激光器是利用放电激励稀薄气体分子产生粒子数密度高、能级分布宽的激光介质，然后通过光学共振腔将产生的激光进行放大和聚束。

常见的气体激光器有氦氖激光器、CO2激光器等，广泛应用于科研、测量、医学和工业等领域。

3.半导体激光器：半导体激光器是利用半导体材料在电流或者注入光子的作用下产生受激辐射所形成的激光。

其特点是体积小、效率高、功率低、寿命短等，被广泛应用于光通信、激光打印、激光显示等领域。

4.液体激光器：液体激光器采用液体介质作为激光介质进行激光产生。

液体激光器相比固体激光器和气体激光器具有较高的能量、频率较宽、调谐范围较大等特点，在科研和工业领域有着广泛的应用。

二、根据激光器的波长进行分类1.可见光激光器：可见光激光器产生的激光波长在400~700纳米之间，能够被人眼所感知。

可见光激光器广泛应用于激光显示、激光打印、激光医学等领域。

2.红外激光器：红外激光器产生的激光波长在700纳米到1毫米之间，是不可见光。

红外激光器在通信、材料加工、医学、军事等领域有广泛的应用。

3.紫外激光器：紫外激光器产生的激光波长在10纳米到400纳米之间，也是不可见光。

紫外激光器在微加工、光致发光、光解离等领域有重要的应用。

三、根据激光器的应用领域进行分类1.医学激光器：医学激光器广泛应用于激光治疗、激光手术等医学领域，例如激光照射可以刺激细胞增殖、促进伤口愈合，还可以用于激光石化术、激光治疗静脉曲张等。

常用激光器及其分类

常用激光器及其分类本文由高能激光设备制造有限公司（）提供激光器发展至今，其品种目前已超过200多种，特点各异，其用途也各不相同。

激光器可按以下方法进行分类.1)按工作介质来分有:固体激光器、液体激光器、气体激光器、半导体激光器。

此外，还有化学激光器靠化学反应而形成受激状态)和自由电子激光器等。

（1）固体激光器固体激光器的工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺人少量激活离子，除了用红宝石和玻璃外，常用的还有在忆铝石榴石(Y AG)品体中掺人三价铰离子(Nd)的激光器，它发射1060nm的近红外激光.固体激光器连续功率一般可达1 kw以上，脉冲峰值功率可达10000000Kw一般固体激光器具有器件小、坚固、使用方便、输出功率大的特点。

近年来发展十分迅猛的光纤赫却，其工作物质是一段光纤.光纤中掺不同的元素.能够产生波段范围很宽的激光。

(2)液体激光器常用的是染料激光器，采用有机染料作为工作介质。

大多数情况是把有机染料济于溶剂(乙醇、丙酮、水等)中使用，也有以蒸汽状态工作的。

利用不同染料可获得不同波长的激光（在可见光范困)。

染料激光器一般使用激光作泵浦源.常用的有氢离子激光器。

液体激光器的工作原理比较复杂，它的优点是输出波长连续可调且搜盖面宽。

（3）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、锅等粒子)，经过加热使其变为蒸汽，利用这类蒸汽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。

气体工作物质是所使用的工作物质中数日最多、激励方式最多样化、激光发射波长分布区域最广的一类激光器。

·气体激光器所采用的工作物质，可以是原子气体、分子气体和电离化离子气体，为此，把它们相应地称为原子气体激光器、分子气体激光器和离子气体激光器。

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。

医学中常用的激光器

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。

半导体激光氦氖激光的对比

氦氖激光
氦氖激光是1961年成功运转的第一台气体激光器。

是以四能级方式工作的，产生激光的是氖原子，氦原子只是把它吸收的能量共振转移给氖原子，起很好的媒介作用。

当氦氖原子气体在放电管中时，通过电子碰撞的激发，氦原子由基态跃迁到亚稳态能级，处于这一能级的原子与氖原子碰撞时，将能量传递给氖原子，使其向不同的能态跃迁，从而产生632.8nm、1152nm、3391nm等不同波长的激光。

氦氖激光器由激光放电管、谐震腔和激励电源三部份组成，在医疗上氦氖激光主要用于照射，有刺激、消炎、镇痛和扩张血管作用。

如内科可用于穴位照射、体表局部照射；皮肤科用于治疗皮肤、粘膜溃疡等。

半导体激光治疗仪也叫光量子激光治疗仪，是因为激光是可见光且都带有一定的能量，由此产生的粒子流就称为光量子激光。

半导体激光治疗仪是氦氖激光治疗仪理想的换代品，它具有体积小，成本低，使用寿命长，疗效显著等优点。

半导体激光治疗仪采用650nm波长的光波，该光波被世界医学界称为人体黄金波段的“生命之光”。

通过照射鼻腔,有刺激、消炎、镇痛和扩张血管作用。

如内科可用于穴位照射、体表局部照射；皮肤科用于治疗皮肤、粘膜溃疡等。

向血液注入低能量的光量子,使众多疾病恢复.。