激光器是一種能發(fā)射激光的裝置。激光器用光、電及其他辦法對物質(zhì)進行激勵，使得其中一部分粒子激發(fā)到能量較高的狀態(tài)，當這種狀態(tài)的粒子數(shù)大于能量較低狀態(tài)的粒子數(shù)時，由于受激輻射，物質(zhì)就能對某一波長的光輻射產(chǎn)生放大作用，也就是這種波長的光輻射通過物質(zhì)時，會發(fā)射強度放大并與入射光波位、頻率和方向一致的光輻射。激光器發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應(yīng)用。

激光器的應(yīng)用|選購

激光器顧名思議就是激光設(shè)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(shè)備進行參考的選配，才能為激光器與設(shè)備之間形成互補互助的使用產(chǎn)生良好的激光使用功...[查看全部]

激光器的發(fā)明是20世紀科學技術(shù)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(chǎn)生、放大相干的紅外線、可見光線和紫外線的能力。激光科學技術(shù)的興起使人類對光的認識和利用達到了一個嶄新的水平。激光器的誕生史大致可以分為幾個階段。

1916年愛因斯坦提出的受激輻射概念是其重要的理論基礎(chǔ)。這一理論指出，處于高能態(tài)的物質(zhì)粒子受到一個能量等于兩個能級之間能量差的光子的作用，將轉(zhuǎn)變到低能態(tài)，并產(chǎn)生第二個光子，同第一個光子同時發(fā)射出來，這就是受激輻射。這種輻射輸出的光獲得了放大，而且是相干光，即如多個光子的發(fā)射方向、頻率、位相、偏振完全相同。此后，量子力學的建立和發(fā)展使人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及運動規(guī)律有了更深入的認識，微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明，這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論，為激光器的產(chǎn)生進一步奠定了理論基礎(chǔ)。

20世紀40年代末，量子電子學誕生后，被很快應(yīng)用于研究電磁輻射與各種微觀粒子系統(tǒng)的相互作用，并研制出許多相應(yīng)的器件。這些科學理論和技術(shù)的快速發(fā)展都為激光器的發(fā)明創(chuàng)造了條件。如果一個系統(tǒng)中處于高能態(tài)的粒子數(shù)多于低能態(tài)的粒子數(shù)，就出現(xiàn)了粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)。那么只要有一個光子引發(fā)，就會迫使一個處于高能態(tài)的原子受激輻射出一個與之相同的光子，這兩個光子又會引發(fā)其他原子受激輻射，這樣就實現(xiàn)了光的放大;如果加上適當?shù)闹C振腔的反饋作用便形成光振蕩，從而發(fā)射出激光。這就是激光器的工作原理。

1951年，美國物理學家珀塞爾和龐德在實驗中成功地造成了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，并獲得了每秒50千赫的受激輻射。稍后，美國物理學家查爾斯·湯斯以及蘇聯(lián)物理學家馬索夫和普羅霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受激輻射原理來產(chǎn)生和放大微波的設(shè)計。然而上述的微波波譜學理論和實驗研究大都屬于“純科學”，對于激光器到底能否研制成功，

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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(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應(yīng)用。目前已經(jīng)運用于工業(yè)、農(nóng)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。

激光器是什么

激光器是一種能發(fā)射激光的裝置。1954年制成了第一臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。1958年肖洛和湯斯把微波量子放大器原理推廣應(yīng)用到光頻范圍，并指出了產(chǎn)生激光的方法。1960年梅曼等人制成了第一臺紅寶石激光器。1961年賈文等人制成了氦氖激光器。1962年霍耳等人創(chuàng)制了砷化鎵半導體激光器。以后，激光器的種類就越來越多。按工作介質(zhì)分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類?，F(xiàn)代高科技領(lǐng)域中，激光器從發(fā)明到漸漸深入發(fā)展，并逐漸占有越來越重要的地位。激光科學技術(shù)的興起使人類對光的認識和利用達到了一個嶄新的水平。

激光器的原理

激光器顧名思義就是能發(fā)射激光的裝置。從1954年制成了第一臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。一直到現(xiàn)在，激光器的種類就越來越多。按工作介質(zhì)分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類，近來還發(fā)展了自由電子激光器。其工作介質(zhì)是在周期性磁場中運動的高速電子束，激光波長可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段。按工作方式分，有連續(xù)式、脈沖式、調(diào)Q和超短脈沖式等幾類。

除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同。產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過損耗，所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(或抽運)源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)兩個部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導地位，從而實現(xiàn)光放大。

激光器中常見的組成部分還有諧振腔，但諧振腔( 見光學諧振腔)并非必不可少的組成部分，諧

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激光器是激光設(shè)備的心臟，對激光切割質(zhì)量起著決定性的作用。一個好的激光器，應(yīng)該具備理想的模式，穩(wěn)定的功率等要素。激光器的種類是很多的，一般從激光工作物質(zhì)、激勵方式、運轉(zhuǎn)方式、輸出波長范圍等幾個方面分類。

激光器按工作物質(zhì)分類

根據(jù)工作物質(zhì)物態(tài)的不同可把所有的激光器分為以下幾大類：

①固體(晶體和玻璃)激光器，這類激光器所采用的工作物質(zhì)，是通過把能夠產(chǎn)生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質(zhì)中構(gòu)成發(fā)光中心而制成的;

②氣體激光器，它們所采用的工作物質(zhì)是氣體，并且根據(jù)氣體中真正產(chǎn)生受激發(fā)射作用之工作粒子性質(zhì)的不同，而進一步區(qū)分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準分子氣體激光器等;

③液體激光器，這類激光器所采用的工作物質(zhì)主要包括兩類，一類是有機熒光染料溶液，另一類是含有稀土金屬離子的無機化合物溶液，其中金屬離子(如Nd)起工作粒子作用，而無機化合物液體(如SeOCl)則起基質(zhì)的作用;

④半導體激光器，這類激光器是以一定的半導體材料作工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射作用，其原理是通過一定的激勵方式(電注入、光泵或高能電子束注入)，在半導體物質(zhì)的能帶之間或能帶與雜質(zhì)能級之間，通過激發(fā)非平衡載流子而實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生光的受激發(fā)射作用;

⑤自由電子激光器，這是一種特殊類型的新型激光器，工作物質(zhì)為在空間周期變化磁場中高速運動的定向自由電子束，只要改變自由電子束的速度就可產(chǎn)生可調(diào)諧的相干電磁輻射，原則上其相干輻射譜可從X射線波段過渡到微波區(qū)域，因此具有很誘人的前景。

激光器按激勵方式分類

①光泵式激光器。指以光泵方式激勵的激光器，包括幾乎是全部的固體激光器和液體激光器，以及少數(shù)氣體激光器和半導體激光器。

②電激勵式激光器。大部分氣體激光器均是采用氣體放電(直流放電、交流放電、脈沖放電、電子束注入)方式進行激勵，而一般常見的半導體激光器多是采用結(jié)電流注入方式進行激

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激光器顧名思議就是激光設(shè)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(shè)備進行參考的選配，才能為激光器與設(shè)備之間形成互補互助的使用產(chǎn)生良好的激光使用功能。

激光器的應(yīng)用

由于激光器具備的種種突出特點，因而被很快運用于工業(yè)、農(nóng)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。

1、激光通信

激光通信是一種利用激光傳輸信息的通信方式。激光是一種新型光源，具有亮度高、方向性強、單色性好、相干性強等特征。激光通信的應(yīng)用主要有以下幾個方面：①地面間短距離通信;②短距離內(nèi)傳送傳真和電視;③由于激光通信容量大，可作導 彈靶場的數(shù)據(jù)傳輸和地面間的多路通信。④通過衛(wèi)星全反射的全球通信和星際通信，以及水下潛艇間的通信。

2、激光加工技術(shù)

激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源，識別物體等的一門技術(shù)。

①激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導體泵浦激光器;

②激光切割：汽車行業(yè)、計算機、電氣機殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器;

③激光打標：在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器;

④激光打孔：激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。

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