杏彩体育:激光器有哪些种类？

　　激光器可以根据工作原理、激发介质、输出波长、功率输出和应用领域等多种方式进行分类。以下是一些常见的激光器类型：

　　1. 固体激光器：使用固态增益介质，如掺杂的晶体或玻璃。著名的例子包括掺钕的钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器。

　　2. 气体激光器：使用气体作为增益介质。常见的气体激光器包括二氧化碳（CO2）激光器、氩离子激光器和氦-氖激光器。

　　3. 半导体激光器（或激光二极管）：使用半导体材料作为增益介质。这些激光器体积小，效率高，被广泛应用于通信、数据存储和消费电子产品。

　　4. 染料激光器：使用可溶的有机染料作为激发介质。染料激光器可以产生多种颜色的光，并且通常是可调谐的。

　　5. 光纤激光器：使用掺杂的光纤作为增益介质。这些激光器的特点是高效率、高质量的光束和高功率输出。

　　6. 自由电子激光器（FEL）：利用高速电子束通过磁性结构产生的辐射。这种激光器可以产生极广泛的波长范围，从微波到X射线。

　　7. 掺杂绝缘体激光器：这类激光器使用掺杂绝缘体材料作为增益介质，例如掺铒（Er）或掺镱（Yb）的光纤。

　　8. 量子级联激光器：利用量子阱或量子点结构中的电子跃迁来产生光。这种激光器能在中红外到远红外波长范围内工作。

　　1.连续波激光器：产生连续波输出的激光。2.脉冲激光器：产生脉冲输出的激光，包括纳秒激光器、皮秒激光器和飞秒激光器等。

　　激光器通常根据用于光放大的增益介质进行分类。常见的增益介质类型有气体、半导体（二极管）和固态。

　　体激光器，如氦氖（HeNe），由于其高光束质量和长相干长度，经常用于计量应用。其他类型的气体激光器，如二氧化碳（CO2）激光器，经常用于材料加工，因为它们可以达到异常高的平均功率。

　　二极管激光器包含半导体p-n结作为增益介质。它们往往具有最高的功率成本比，并受益于高功率转换效率、高量子效率和广泛的可用波长。二极管激光器用于许多应用，包括电信、材料处理、条形码扫描、医用激光器和激光雷达系统。

　　固态激光器利用掺杂有过渡金属或稀土离子的晶体或玻璃材料。它们通常用于高功率应用，如材料加工和医用激光器，因为它们可以达到所有商用激光器中的一些最高峰值功率。然而，更难冷却固态增益介质，这限制了重复率和平均功率。

　　固态激光器的两种特殊情况是量子级联激光器（QCL）和带间级联激光器（ICL）。QCL是一种可调谐的半导体中红外激光器，通过薄半导体层或“阱”的交替层中的子带间跃迁工作。子带间跃迁是导带内量子化能态之间的激发（图2）。由于阱的尺寸极小，量子效应占主导地位，发射波长作为阱厚度的函数而偏移。QCL可以通过量子和级联效应的结合在长波长下产生高功率。大多数市售的QCL的波长往往在4-11μm左右，但市售QCL的极端波长范围在2.63-150μm之间。

　　ICL与QCL相似之处在于，它们使用分层半导体结构和量子阱进行中红外激光发射，但光子是通过带间跃迁而非子带内跃迁产生的（图2）。它们能够以比QCL更低的输入功率进行操作。

　　光纤激光器是一种特殊类型的固态激光器，它使用掺有稀土离子的光纤作为增益介质。它们最适合在高精度加工和医疗应用中创建非常精细的特征，因为它们在具有高光束质量的单个光学模式中包含高平均功率。

　　薄盘激光器是另一种特殊类型的固态激光器，其中增益介质是固体材料的非常薄的盘。它们是光纤激光器和其他固态激光器之间的平衡，因为它们实现了高峰值功率和增益，同时利用了更容易冷却的几何形状，提高了重复率和平均功率。然而，它们需要复杂的系统设计，因此比其他类型的激光器成本更高。

　　• 固体激光器（包括光纤激光器、半导体激光器、全固态激光器、掺稀土元素光纤激光器、掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器、钛蓝宝石激光器等）

　　此外，随着技术发展，还出现了新型的激光器类型，例如染料激光器和自由电子激光器。每种类型的激光器因其物理机制和结构特点不同，适用于不同的应用场景和需求。

　　1. 固体激光器：固体激光器使用固体材料作为活性介质。示例包括基于晶体（例如红宝石、Nd:YAG、Nd:YVO4）、玻璃和半导体的激光系统。固体激光器可以产生高功率输出，广泛应用于工业应用、医疗器械、激光切割和科学研究。

　　2. 气体激光器：气体激光器使用气体混合物作为活性介质。一些众所周知的气体激光器包括氦氖 (HeNe) 激光器、二氧化碳 (CO2) 激光器、氩离子激光器和准分子激光器。气体激光器可以产生高功率输出，用于激光打印、激光光谱、激光手术和材料加工等应用。

　　3、半导体激光器：半导体激光器又称激光二极管，是以半导体材料为基础的。它们结构紧凑、高效，广泛用于电信、光存储设备（例如 DVD 播放器）、激光笔、条形码扫描仪和光纤通信系统等应用。

　　4. 染料激光器：染料激光器使用溶解在溶剂中的有机染料作为活性介质。它们可以产生多种波长，并且可以在很宽的光谱范围内进行调谐。染料激光器通常用于科学研究、光谱学和医疗应用。

　　5. 光纤激光器：光纤激光器利用光纤作为增益介质。光纤中掺杂有稀土离子，通常是铒、镱或钕。光纤激光器以其高效率、出色的光束质量和紧凑的尺寸而闻名。它们广泛用于材料加工、电信和传感应用。

　　6. 准分子激光器：准分子激光器使用稀有气体和卤素气体的混合物产生紫外 (UV) 光。准分子激光器以其短脉冲持续时间和高峰值功率而闻名。它们用于微电子制造、光刻、眼科手术 (LASIK) 和科学研究等应用。

　　7. 自由电子激光器（FEL）：自由电子激光器使用高能电子束来产生相干光。它们可以产生从红外线到 X 射线区域的各种波长的激光。 FEL 用于科学研究、材料表征和同步加速器设施。

　　这些只是多种可用激光器类型的几个例子。每种类型都有其优点，例如不同的输出功率、波长、脉冲持续时间和光束特性。激光器类型的选择取决于具体的应用要求和所需的性能参数。

　　激光器是一种产生激光光束的装置，根据不同的工作原理和应用需求，有多种不同类型的激光器。以下是一些常见的激光器种类：

　　光纤激光器：光纤激光器利用光纤作为放大介质，常见的包括光纤激光放大器（Fiber Laser Amplifiers）和光纤激光器。

　　颜色激光器：RGB激光器：通过混合红、绿、蓝三种颜色的激光，可以产生丰富的彩色光束，常用于显示技术和照明。

　　这些种类的激光器在不同的应用领域有着广泛的应用，包括医疗、通信、材料加工、军事等。每种激光器都有其特定的特性和优势，选择合适的激光器取决于具体的需求和应用场景。

　　现在激光器种类繁多，按照工作物质、发射波长、输出模式、应用范围等特征可以分为多种类型。以下是常见的激光器种类：

　　1. 气体激光器：如氦氖激光器、二氧化碳激光器等，它们通常使用气体作为工作物质，发出波长较长的可见光或近红外光。

　　2. 固体激光器：如掺杂光纤激光器、红宝石激光器等，它们通常使用固体材料作为工作物质，发出波长较短的可见光或近红外光。

　　6. 激光混合器：将不同类型的激光器组合在一起，同时使用不同的工作物质和模式产生激光，通常用于特殊应用和实验研究。

　　刚刚说的几款仅是部分常见的激光器种类，实际上还有许多其他类型的激光器，如液体激光器和光纤激光器、染料激光器等。不同类型的激光器具有不同的特性和应用范围，选择适当的激光器类型取决于具体的应用需求和性能要求。

　　4.按工作物质分类：激光器可以分为固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器、染料激光器、光纤激光器等。2

　　5.按激励方式分类：激光器可以分为光泵式激光器、电激励式激光器、化学激光器、核泵浦激光器等。

　　透镜、反射镜、快门或光圈是测量和医疗设备、科研仪器或激光束控制系统中的重要组件。 为获得有意义的结果，不仅需要用于定位机械和光学机械组件的稳定且高分辨率的驱动器，而且还需要在实验中占用尽可能小的空间的促动器。

　　PiezoMike线性促动器基于压电陶瓷的线性驱动器可以为以下应用提供解决方案：这些节省空间的驱动器的定位精度低至纳米范围，并且可以替换偏摆镜机械部件或实验室装置中的手动测微螺丝。

　　紧凑、准确这种驱动器的典型示例是所谓的PiezoMike线。线性促动器的运动分辨率通常为20纳米，并且能够以较高精度对准光学组件。功能强大且长期保持稳定PiezoMike线性促动器可长期稳定地保持某一位置，且防振动、抗冲击。该促动器可提供100 牛的保持力和20 牛的进给力，是“一劳永逸”应用的理想选择。通过将压电电机与机械螺纹平移相结合，N-470可实现高保持力和进给力以及高分辨率。静止状态下，驱动器自锁，因此无需电流。可靠PiezoMike线性促动器可运转十亿步、20米或者转动螺杆20,000次。PI已规定了其使用寿命，因而，超过这一工作时间后，初始步长将减小，最大减幅可达30%。即使长时间停机，N-470仍能确保可靠启动。

　　固体激光器：使用固体材料（如晶体或玻璃）作为激活介质。常见的固体激光器包括Nd:YAG激光器、Nd:YVO4激光器和Ti:sapphire激光器。

　　气体激光器：使用气体（如氦氖、二氧化碳、氩氙等）作为激活介质。常见的气体激光器包括He-Ne激光器、CO2激光器和氩离子激光器。

　　半导体激光器：使用半导体材料（如氮化镓、砷化镓等）作为激活介质。常见的半导体激光器包括激光二极管和垂直腔面发射激光器（VCSEL）。

　　光纤激光器：使用光纤作为激活介质，通过光纤中的受激辐射来产生和放大激光。光纤激光器常用于通信和材料加工领域。

　　自由电子激光器：利用电子在加速器中获得高能量，然后通过磁场调制来产生激光。自由电子激光器常用于科学研究和材料分析。

　　激光器技术有多种类型，可以按照增益介质、输出功率、工作方式、输出波长、脉冲宽度等进行不同的分类，其中最主要的是按照增益介质分类，可以分为固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光器、自由电子激光器，每种激光器的技术原理和功能有所差别，适用的加工场景也不一样。

　　比如气体激光器，工作物质为气体，又分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等，代表性产品CO2激光器在材料加工领域有广泛应用。

　　另外的分类方式，如根据输出功率分为小功率、率、高功率的激光器，根据脉冲宽度分为毫秒、微秒、纳秒、皮秒、飞秒级的超快激光器等。

　　（1）固体激光器（Solid state laser）一般体积小而坚固，脉冲辐射功率较高，应用范围较广泛。如：Nd:YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝石榴石，晶体结构与红宝石相似。还有Tm:YAG，Ho:YAG，Ho:YAG 等等。

　　（2）半导体激光器（Semiconductor laser）体积小、重量轻、寿命长、结构简单，特别适于在飞机、军舰、车辆和宇宙飞船上使用。半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等改变激光的波长，能将电能直接转换为激光能，所以发展迅速。

　　（3）气体激光器（Gas laser）是其中通过气体释放电流以产生相干光的激光器。单色性和相干性较好，激光波长可达数千。