固體激光器是用固體激光材料作為工作物質的激光器，具有體積小、使用方便、輸出功率大的特點，在軍事、加工、醫(yī)療和科學研究領域有廣泛的用途。但由于固體激光器工作介質的制備較復雜，所以價格較貴。

固體激光器的工作原理

一個原子吸收能量之后，從低能態(tài)到高能態(tài)的過程稱為激發(fā)過程。反之，處于激發(fā)狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，總是自發(fā)地回到低能態(tài)，同時有光子發(fā)出。這一過程叫“自發(fā)輻射”。如果原子吸收外界光能而躍遷到高能級，而受外界光感應產生輻射又回到低能態(tài)，這一過程叫“受激發(fā)射”。但是，只有采用一種辦法使物質中大量粒子同時處于激發(fā)態(tài)，并通過外界光感應，使所有處于激發(fā)態(tài)的粒子幾乎同步完成受激輻射回到低能態(tài)，這時物質才能發(fā)出一柬強大的光束來，稱為“激光”。

在固體激光器中，能產生激光的晶體或玻璃被稱為激光工作物質。激光工作物質由基質和激活離子兩部分組成，基質材料為激活離子提供了一個合適的存在與工作環(huán)境，而由激活離子完成激光產生過程。常用的激活離子主要是過渡金屬離子，如鉻、鉆、鎳等離子以及稀土金屬離子，如釹離子等。

固體激光器主要由閃光燈、激光工作物質(如紅寶石激光晶體)和反射腔鏡片組成，反射鏡表面鍍有介質膜，一片為全反射鏡，另一片為部分反射鏡。摻鉻紅寶石是一種最早發(fā)現(xiàn)和使用的激光工作物質?，F(xiàn)在已研制成功了數(shù)十種可供應用的激光晶體。當采用不同的激活離子、不同的基質材料和不同波長的光激勵，會發(fā)射出各種不同波長的激光。

早期的固體激光器都是用閃光燈或其他激光器，來完成激光工作物質內原子的受激輻射過程的，這基本上是由一種形式的光能轉化為激光能量的過程。如何把電能直接轉化為激光的能量，一直是人們夢寐以求的事情。

固體激光器的基本結構

固體激光器是工作物質通過能量吸收后達到激發(fā)態(tài)，為了能夠使得粒子束反轉以及保持這種狀態(tài)提供體檢，進而使得光放大然后輸出。

1、固體激光器的工作物質

工作物質是固體激光器能夠產生作用不可缺少的關鍵構成成員，它包括激活粒子和基質兩種構成成分。激光中的很多重要的性能參數(shù)都是由激活粒子能級構造作用而成，基質主要是對物質的性能產生影響。

2、固體激光器的泵浦系統(tǒng)

固體激光器泵浦系統(tǒng)工作的時候需要的前提工作條件有兩個必要條件：一是泵浦的發(fā)光效率一定要滿足系統(tǒng)的運行;二是對于受激輻射光的屬性一定要和工作物質的光譜屬性相一致。

固體激光器經(jīng)常使用的泵浦源有：太陽能、惰性氣體等和激光二極管等?，F(xiàn)在惰性氣體是最經(jīng)常使用的泵浦源，而在小型的功率器件中太陽能這類的泵浦源經(jīng)常用到，在這方面的技術正在朝著LD泵浦的方向邁進，它的優(yōu)良特點比較明顯：具有很強的光轉換率、功率大、穩(wěn)定性好、安全可靠、使用時間長以及體積小等，現(xiàn)在它已經(jīng)是固體激光發(fā)展中最有發(fā)展前景的泵浦源。LD激光器可以分為端面、側面、邊面以及混合泵等分類形式。

3、固體激光器的聚光系統(tǒng)

固體激光器該部分主要有以下兩個功能：首先是把工作物質和泵浦系統(tǒng)結合起來;第二個功能則是對于工作物質的光密度排列方式起著決定作用，進而可以對光束的各種參數(shù)性能指標進行干擾。聚光腔內由工作物質以及泵浦源組成，所以泵浦的性能好壞影響程度主要受到聚光腔的影響。

4、固體激光器的光學諧振腔

反射鏡是固體激光器非常重要的構成成員，反射鏡的主要作用是通過保持激光的連續(xù)振蕩形式來完成激光發(fā)生，而且對于光束的振動方向以及頻率予以約束，從而達到激光的高性能指標參數(shù)。

5、固體激光器的冷卻與濾光系統(tǒng)

這一部分是激光器中最不可或缺的輔導設備。由于固體激光器在發(fā)生作用時容易造成非常劇烈的熱效應，故一般必須使用冷卻的方法。為了使得激光器和其他構件的安全，一般都是通過對工作物質、泵浦系統(tǒng)以及聚光腔的降溫冷卻來實現(xiàn)對其的保護作用。

固體激光器現(xiàn)在的冷卻有液體、氣體和傳導三種方法，但是液體冷卻法是現(xiàn)在最喜歡使用的一種。在高單色性能的光獲取過程中，濾光系統(tǒng)起了重要的作用，它的作用原理是能夠把泵浦光中的大部分或者有影響的光能夠成功的去除，從而能夠獲得高單色性能的光。

2019-01-26 16:51:25 1763次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_2224.html 熱門標簽：
激光器的發(fā)明是20世紀科學技術的一項重大成就。它使人們終于有能力駕駛尺度極小、數(shù)量極大、運動極混亂的分子和原子的發(fā)光過程，從而獲得產生、放大相干的紅外線、可見光線和紫外線的能力。

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激光器是一種能發(fā)射激光的裝置，激光器發(fā)出的光質量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應用。目前已經(jīng)運用于工業(yè)、農業(yè)、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫(yī)療、軍事等各方面。

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激光器顧名思議就是激光設備最核心的重要配置，激光器在選擇時需要根據(jù)不同的使用設備進行參考的選配，才能為激光器與設備之間形成互補互助的使用產生良好的激光使用功能。

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