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63
2.8nm（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。

常用电子束（能量大于200千电子伏特）或横向快速脉冲放电来实现激励。

当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时，受激态的能量以激光辐射的形式放出。

准分子激光物质具有低能态的排斥性，可以把它有效地抽空，故无低态吸收与能量亏损，粒子数反转很容易，增益大，转换效率高，重复率高，辐射波长短，主要在紫外和真空紫外（少数延伸至可见光）区域振荡，调谐范围较宽。

它在分离同位素，紫外光化学，激光光谱学，快速摄影，高分辨率全息术，激光武器，物质结构研究，光通信，遥感，集成光学，非线性光学，农业，医学，生物学以及泵浦可调谐染料激光器等方面已获得比较广泛的应用，而且可望发展成为用于核聚变的激光器件。

二、固体激光器
1.YAG激光器：可分为：Nd-YAG晶体、Ce-Nd-YAG晶体、Yb-YAG晶体、Ho-YAG晶体、Er-YAG晶体。

Nd-YAG激光器：固体激光器，1064nm，Nd-YAG目前综合性能最为优异的激光晶体，连续激光器的最大输出功率1000W，广泛用于军事、工业和医疗等行业。

若采用连续的方式运转，采用一级振荡可以获得400W的多模输出，若要输出在百瓦级的激光器，采用单灯单棒，200W以上的采用双灯单棒结构。

Nd-YAG激光器不仅适合连续，而且在高重频下运转性能也很优越。

重频可达100~200次/s，最高平均功率可400w。

采用多级串联来实现高功率输出，目前平均功率最高可达到上600~800瓦，重频可达80~200次/s，单脉冲能量可达80J。

Ce-Nd-YAG激光器：在Nd-AG晶体的基础上添加Ce离子形成Ce-Nd-YAG。

利用Ce离子能对紫外光谱区光子能量产生很好的吸收，并且将能量以无辐射跃迁的方式传递给Nd离子，从而增加了光谱的利用率，因此效率高、阈值低、重复频率特性好。

Yb-YAG激光器：Yb3＋掺入YAG基质中形成的一种产生1.03um近红外激光的激光晶体，其与Nd-YAG属于同一种基质，但由于掺杂不同而导致生长工艺有所不同。

掺Yb-YAG由于量子效率高，晶体光谱简单，无激发态吸收和上转换，且无荧光浓度猝灭，掺杂浓度高，有较长的荧光寿命，吸收带带宽比Nd-YAG宽得多，能与二极管的泵浦波长有效耦合。

在相同的输入功率下，Yb-YAG泵浦生热仅为Nd-YAG的1/4。

而且YAG基质的物化特性综合性能最为优良，所以Yb-YAG已成为最引人注目的固体激光介质之一，LD泵浦的高功率Yb-YAG固体激光器成为新的研究热点，并将其视为发展高效、高功率固体激光器的一个主要方向。

光器对冷却和干燥度有严格的要求，水冷控制在10摄氏度以下。

干燥装置要确保没有水蒸气的影响。

处于对人眼安全波段的范围内，由于水吸收大，穿透深度非常浅，大大降低了对人体特别是对眼睛的意外伤害的可能性。

Er-YAG激光器：输出2.9um的波长，能被水吸收，主要应用在医学中。

该晶体主要吸收可见光和紫外光，所以光腔反射镜的材料多使用又高反射的铝和银。

目前Er-YAG激光器的最大输出功率可达3瓦，最大脉冲输出可达到5J。

是迄今输出功率最大的效率最高的长波长固体激光器。

人体对2940nm的吸收是10640nm的十倍，所以激光外科和血管外科有很大的应用潜力。

2.红宝石激光器：红宝石只能在低温条件下实现连续输出，而且阈值很高，所以至今还没有造出在室温下工作的输出连续的红宝石激光器。

适合做单次或低重频的脉冲激光器。

单脉冲能量可达1~20J，重频5~10，单脉冲能量可达1J左右。

3.铷玻璃激光器：铷玻璃也在室温下难以运转。

适合做单次或低重频的脉冲激光器。

重频限制在5次/s，单次脉冲能量可达10~80J。

三、半导体二极管激光器：半导体二极管激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件。

其工作原理是,通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间，或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。

发光波长随禁带宽度而改变。

半导体激光器的激励方式主要有三种：即电注入式，光泵式和高能电子束激励式。

电注入式半导体激光器一般是由GaAS(砷化镓),InAS(砷化铟),Insb(锑化铟)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。

光泵式半导体激光器，一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质，以其他激光器发出的激光作光泵激励。

高能电子束激励式半导体激光器，一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。

目前最最常用的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器，常见为635红光；氮化铟镓(InGaN) 二极管激光器，常见为532绿光和405蓝光。

二极管激光器发射的激光可以用高斯光束来进行描述，其特点是一个长条形的发射体，且在水平和垂直方向的发射角不同。

通常在水平只有几度，而垂直可达40度。

在大多光耦合技术中，水平角忽略不计，将垂直的角作为而激光激光器的发散角。

主要应用于电子信息。

光纤通信、光传感、光盘、激光打印、条形扫码、集成光学领域。

400~780nm应用用于条形扫描、检测、光存储、激光打印等。

790~1020nm的应用于条形扫码、激光打印、光存储等领域。

近年来大功率半导体激光器已经有长足的进步，连续输出功率可达1~20w。

1300 与1550 分别在硅光纤零色散和最低损耗窗口，相应的半导体主要用于长距离大容量干线光通信。

介于1300 与1550之间的1480近年来输出功率可达50~100mw。

四、染料激光器突出的优点是输出波长可调谐，它不仅可以获得从0.3~1.3um光谱内的可调谐的窄带高功率激光，而且还可以通过混频技术获得从紫外到中红外的可调谐相干光，因此目前主要用于光谱学研究。

五、光纤激光器：光纤激光器应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。

玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势；玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配，这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故；玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低，所以上转换效率较高，激光阈值低；输出激光波长多：这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多；可调谐性：由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。

由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。

光纤导出，使得激光器能轻易胜任各种三维任意空间加工应用，使机械系统的设计变得非常简单。

胜任恶劣的工作环境，对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。

不需热电制冷和水冷，只需简单的风冷。

高的电光效率：综合电光效率高达20%以上，大幅度节约工作时的耗电，节约运行成本。

高功率,目前商用化的光纤激光器可达六千瓦。

六、自由电子激光器输出的激光波长与电子的能量有关：故改变电子束的加速电压就可以改变激光波长，这叫做电压调谐，其调谐范围很宽，原则上可以在任意波长上运转。

在现有的电子枪和加速器的实验条件下，可以获得从毫米波到光频波段范围内的连续调谐的相干辐射。

自由电子激光器的输出功率与电子束的能量、电流密度以及磁感应强度有关，它可望成为一种高平均功率、高效率（理论极限达40％）、高分辨率的具有稳定功率和频率输出的激光器件，采用它能够避免某些工艺上的麻烦（如激光工作物质稀缺、有毒或腐蚀金属、玻璃），另外，它基本上不存在使用寿命问题。

自由电子激光器在短波长、大功率、高效率和波长可调节这四大主攻方向上，为激光学科的研究开辟了一条新途径，它可望用于对凝聚态物理学、材料特征、激光武器、激光反导弹、雷达、激光聚变、等离子体诊断、表面特性、非线性以及瞬态现象的研究，在通讯、激光推进器、光谱学、激光分子化学、光化学、同位素分离、遥感等领域，它应用的前景也很可观。

美国机载激光武器系统机载激光武器系统所使用的就是高能化学碘氧自由电子激光器（COIL）。

各种波长（颜色）手持激光的特点简介
经常有激光爱好者问某种波长的激光和另一种比怎么样
这里把手持的各种波长激光特点都介绍一下
按照短波到长波排列
（相同功率比较）（最大功率比较）
波长颜色类型最大功率安全超频光斑亮度光束亮度近距灼烧远距灼烧价格（综合考虑功率等因素）
405 紫色半导体300mw 500mw 低低中极强较便宜
445 深蓝色半导体1600mw 2500mw 较低中极强弱便宜
473 天蓝色晶体100mw / 中较高/ / 很贵
532 亮绿色晶体1000mw / 极高极高中较强贵
589 金色晶体100mw / 高高/ / 天价
593.5 黄色晶体30mw / 高高/ / 逆天价
638（635）橙色半导体500mw 800mw 较高高中弱中
650（660）红色半导体1000mw / 中中较强较弱中
780 暗红色半导体2000mw / 极低不可见强弱较贵
808 极暗红色半导体2000mw / 极低不可见强弱较便宜
980 无半导体2000mw / 不可见不可见强弱较贵
1064 无晶体2000mw / 不可见不可见强强贵
个人的推荐
喜欢光束亮骚但是不烧东西的400mw左右的532nm 这个功率已经很亮1000mw不会有比这个亮非常多的感觉喜欢烧东西又偶尔亮骚的1.6W的445nm 近距离烧很给力光束也不错的
喜欢远距离烧东西的500mw（超频）405nm 10米轻松点火柴绝对很好用
由于没有激光功率计，只能用万用表量电流，想请教下445 1200MW的电流一般是多少，445 1500MW的电流又是多少呢`？
1200mW的电流1.52，迷你1500mW的2.11，单锂18650 1500mW的1.90~！但是亮度单锂18650 1500mW的最亮，1200mW和迷你1500mW的亮度一样~！迷你1500mW的电流2.11，按道理应该是最亮的嘛` 搞不懂了`！
香港的激光安全准则
序言
激光广泛地应用于医疗、工业、教育、娱乐及美容等方面，为我们及日常生活带来不少方便。

市面上的激光产品多不胜数，例如电码阅读器、激光棒、光驱产品。

在光驱及一些通讯设备中，激光辐射能量是封闭在系统内，对用户并无危险。

但在某些应用于医疗或工业用的激光装置中，激光发射的能量是向外的，如不适当使用对眼睛和皮肤有潜在危害。

激光是一种波长范围从极短的紫外线直至远红外的相关电磁辐射能量，属于非电离电磁辐射的一种。

激光(俗称「激光」)(Laser)一词，是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写。

意思是指借着受激光辐射而产生或放大的光波。

激光是属于强烈、高凝聚性、单方向及单色的光波，包括肉眼可见及不可见的光束。

激光现今普遍应用于家居、商业、工业、学术、科研及医疗方面，例如表演事业、切割、焊接工序、美容、外科手术及光导纤维通讯系统等设备中。

激光装置的基本结构
所有激光装置均由三个基本单元构成：
1. 活性工作介质(固体、液体或气体)，主要决定激光的波长。

2. 能源(例如电流、增压光源或化学反应)。

3. 谐振穴及输出偶联装置(一般是两面镜子)。

大多数非实验室用的激光装置均有光束释放系统，如光导纤维或弯折式反射镜，把激光束引至工作站并聚焦，待进行焊接于物质材料上。

在激光装置中，由增压光源泵将同一种原子或份子趋向激发状态，这时光子(光能的「颗粒」)可刺激处于激发态的原子或份子射出同样能量(波长)的第二光子，并和第一光子以同相位(相干的)和同方向运行。

这就是光的2倍放大。

这一过程以联锁反应方式反复进行并在谐振穴的反射镜之间重复反射。

其中一面反射镜部份透明的，因而部份光能得以从谐振穴中释出成为激光束。

虽然实际构造是将两面平行反射镜弯曲以形成较稳定的谐振穴，但基本原理是一样的。

由于激光装置在使用时(有时称为「激光态」)能产生非常准直的光辐射速(例如紫外线、可见光或红外辐射能量)，故其危害的作用距离相当远，这与在一般工作场所遇到的各类危害因素极不相同。

正因如此，操作人员和劳动保护专家对激光的防护格外注意。

不过，只要做足防护措施，便能够安全使用激光装置。

激光的潜在危害
激光器的射束既能损害眼睛，也能使皮肤受损，高等级的激光器可使皮肤灼伤。

如果眼睛暴露于目前普遍使用的激光器射束中，则极易受伤。

可见或近红外波段激光器射束容易透过视觉介质。

它同时被晶状体聚焦而使光能量高度集中于视网膜，经色素上皮组织吸收而转换成热能造成视网膜灼伤，灼伤留下的斑疤可导致视力受损。

如果受损部份位于视网膜中心的斑点上，视力将严重受损。

激光器(如红外波段的二氧化碳激光器)的辐射易被体表的细胞组织吸收，导致角膜损伤，使角膜受损，进而使角膜结斑或可引致失明。

应用激光装置也可能引致一些附带的危险，例如：
化学性危害
激光设备的运作当中涉及许多不同种类的化学物质，某些化学激光器甚至含有毒性物质。

处理及弃置过程必需极为小心，并依照生产商所建议的程序处理。

触电危害
高压设备存在触电危害。

一般高压设备都设在密封的系统内，因此日常操作并不会触电危害，但在维修及保养期间却较易会触电。

负责设备维修及保养的人员必须注意安全。

火警／爆炸危害
一些高功率的激光除可导致皮肤及眼睛受损外，还会构成火灾／甚至爆炸的危险。

特别是四周存有易燃气体时，
吸入有害气体
在高功率的激光产品(如激光铸模机器及激光烧焊器)的运作过程中，会产生有毒气体及蒸气，对周围环境及工人的健康造成不良影响。

另外，一些激光产品可能含有有毒气体：例如一氧化碳。

所以，必须保持工作环境的通风良好。

激光危险分级
世界各国都有使用激光的安全标准，而且内容相若(ANSI; IEC)。

这些标准都使用一套共同的危险分级系统，即根据激光的输出能量和引起损伤的能力把他们分为四类，再根据不同等级(分类)制订相应的安全防护措施。

在香港，一般而言有关激光安全的标准均可参考国际电工委员会(IEC)的标准(IEC 60825)、美国国家标准(ANSIZ136)或其他相关的激光安全标准。

根据ICE60825.1:2001国际电工技术委员会的标准，激光产品可分为下列类别：
激光安全标准
许多国家都有符合国际电工委员会(IEC)的国际标准的激光安全标准。

IEC标准825-1(1993)是为制造商而制订的，同时亦为使用者提供了防护指引。

所有激光产品必须计算出上述激光安全性分类等级，凡属于2-4级的产品上必须有警示标志。

有关使用激光设备的规例
虽然激光的使用十分广泛，但现时香港并没有专门管制使用激光设备的规例。

因此，使用激光的安全主要是依
安全措施
激光安全性分级为制订相应的防护措施提供了极大方便，原则上等级越高，防护要求则越严格。

实际上，若能够把激光装置都设计为封闭式，即光源与激光光路全部屏蔽，这样就不会存在任何危险，即属1级安全等级。

但若不能设计为全封闭式，则必须向操作者提供安全培训和采用危险控制措施。

对于2级安全标准的激光，除了严禁直接对着人体眼睛照射外，没有其他防护要求。

超过2级的必须有安全防护措施。

3级或4级的激光装置即使无法设计成全封闭的，也应进行光路屏蔽，如采用管道、隔板、遮光罩等，尽量减低激光对操作者眼睛的伤害。

3级或4级的激光装置若不能全部设计为封闭式，应在工作场所指定的激光危险区，限制进入该区的人数。

进入激光束危险区内者须配戴激光护目镜。

在大部份研究实验室内较多采用平行激光。

故危险区包括整个实验控制区，在使用聚焦激光束装置的场合的的范围较少，不必包括整个房间。

在巿面上出售的大部份激光装置都必须有控制锁，以防止在无防护条件的环境中误用或滥用该装置。

毋须使用激光装置时应予以封闭，使非操作者无法开启。

在启动和校准激光装置时容易使眼睛受损，故需要采取特别的防护装置。

激光护目镜是根据职业接触限制的规定设计的，其防护性能以光学密度(或称ODs，即遮光系数的对数值)表示。

它反映某特定激光的波长与接触时间的函数关系。

在欧洲已经有关于眼睛(激光)防护的条例，而美国的国家标准在ANSI Z 136.1和ANSI Z 136.3条款中亦有更详细的规定。

培训
在研究实验室及工厂中发生的激光事故经调查后发现有一个共同的缺点：操作员缺乏完善的安全技术培训。

激光安全培训应针对仪器的种类及其设计用途进行，对象是激光装置的操作员。

激光测定
一般没有必要在工作场所监测激光辐射的危险水平。

这与对其他危害因素的规定大不相同。

由于激光束的指向性很强，并不能随意改变光路，而激光辐射检测仪价格昂贵，结构复杂，一般的安全规定都不须作现场监测，反而是强调控制激光装置的危险等级，故应由仪器供货商负责测定其装置是否符合标准。

结论
尽管激光应用的历史较短，但大部份使用者在使用时均采取安全防护措施。

使用激光时的关键要求是，采用封。