常用激光器及其分类

常用激光器及其分类

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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。在原子气体激光器中，产牛激光作用的是没有电离的气体原子，所用的气体主要是几种惰性气体(如氦、氖、氦、氢、氛等)，有时也可采用某些金属原子(如铜，锌、福、艳、汞等)蒸汽，或其他元素原子气体等。原子气体激光器的典型代表是He-Nt激光器。

(4)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，目前较成熟的是砷化钵激光器，发射840 nm的激光，另有掺铝的砷化稼、硫化铬、硫化锌等激光器。半导体激光器的激励方式主要有3种，即电注人式、光泵式和高能电子束激励式。

电注人式半导体激光器一般是由GaAs(砷化稼)、InAs(砷化锢)、InSb(锑化锢)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。光泵式半导体激光器，一般用N 型或P型半导体单晶(如GaAs, 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,2bO等)做工作物质，通过由外部注人高能电子束进行激励.

在半导体激光器件中，目前性能较好、应用较广的是具有双异质结构的电注人式GaAs 二极管激光器。半导体激光器体积小、质量轻、寿命一长、结构简单而坚固，特别适于在飞机、车辆、宇宙飞船上使用.ZO世纪70年代末期，由于光纤通信和光盘技术的发展大大推动了半导体激光器的发展。

2)按波长来分，覆盖的波长范围包括远红外、红外、可见光、紫外直到远紫外，最近还研制出x射线激光器和正在开发的Y射线激光器.

3)按激励方式不同，有光激励(光源或紫外光激励)、气体放电激励、化学反应激励、核

反应激励等。

4)按输出方式不同，有连续、单脉冲，连续脉冲和超短脉冲激光器，其中脉冲激光的峰值功率可以非常大。

5)按激活介质的粒子结构不同，有原子、离子、分子和自由电子激光器。氦氖激光器产生的激光是由氖原子发射的，红宝石激光器产生的激光则是由铬离子发射的，另外还有二氧化碳分子发射的激光器。

6)按功率输出的大小来看，连续输出的功率小至朴W级，最大可达NW级;脉冲输出的能量可从闪至10万以上J;脉冲宽度由ms级,ns级到PS级乃至肠级。

由于工作物质的不同，产生的激光波长也不同。上述各式各样激光器的出现主要是为了满足不同的应用目的。目前我国应用最广、使用率最高的激光器有H e-Ne激光器、C仪激光器和Nd : Y AG激光器。He-Ne激光功率小，主要用于准直、全息照相、光信息处理、组织改变照射等。C02及Nd-Y AG激光由于功率大，常称大功率激光器，主要用于材料加工如焊接、切割等。