發布日期：2022-10-09 點擊率：184
除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，產生激光的必不可少的條件是粒子數反轉和增益大過損耗，所以裝置中必不可少的組成部分有激勵（或抽運）源、具有亞穩態能級的工作介質兩個部分。激勵是工作介質吸收外來能量后激發到激發態，為實現并維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射占主導地位，從而實現光放大。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，諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向，從而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地縮短工作物質的長度，還能通過改變諧振腔長度來調節所產生激光的模式（即選模），所以一般激光器都具有諧振腔。下面介紹一下激光器都有哪些種類?
1. 氣體激光器
在氣體激光器中，常見的是氦氖激光器。世界上臺氦氖激光器是繼臺紅寶石激光器之后不久，于1960年在美國貝爾實驗室里由伊朗物理學家賈萬制成的。由于氦氖激光器發出的光束方向性和單色性好，可以連續工作，所以這種激光器是當今使用多的激光器，主要用在全息照相的精密測量、準直定位上。 氣體激光器中另一種典型代表是氬離子激光器。它可以發出鮮艷的藍綠色光，可連續工作，輸出功率達100多瓦。這種激光器是在可見光區域內輸出功率的一種激光器。由于它發出的激光是藍綠色的，所以在眼科上用得多，因為人眼對藍綠色的反應很靈敏，眼底視網膜上的血紅素、葉黃素能吸收綠光。因此，用氬離子激光器進行眼科手術時，能迅速形成局部加熱，將視網膜上蛋白質變成凝膠狀態，它是焊接視網膜的理想光源。氬離子激光器發出的藍綠色激光還能深入海水層，而不被海水吸收，因而可廣泛用于水下勘測作業。
2. 液體、化學和半導體激光器
液體激光器也稱染料激光器，因為這類激光器的激活物質是某些有機染料溶解在乙醇、甲醇或水等液體中形成的溶液。為了激發它們發射出激光，一般采用高速閃光燈作激光源，或者由其他激光器發出很短的光脈沖。液體激光器發出的激光對于光譜分析、激光化學和其他科學研究，具有重要的意義。 氣體激光器
化學激光器是用化學反應來產生激光的。如氟原子和氫原子發生化學反應時，能生成處于激發狀態的氟化氫分子。這樣，當兩種氣體迅速混合后，便能產生激光，因此不需要別的能量，就能直接從化學反應中獲得很強大的光能。這類激光器比較適合于野外工作，或用于軍事目的，令人畏懼的死光武器就是應用化學激光器的一項成果。 在當今的激光器中，還有一些是用半導體制成的。它們體積小，使用壽命長，激勵方式簡單（通常采用電激勵），閾值電流低，易于規?；a，早期的半導體激光器的輸出激光相干性、方向性等性能較差，輸出激光頻率種類較少，大多在紅外區，但是現在隨著研究的深入和半導體 半導體激光器
材料和結構的拓展，半導體激光器家族中出現了諸如邊發射激光器、量子阱激光器、垂直腔表面發射激光器等等輸出激光性能優異的新成員，輸出激光頻率類型在可見光區域也廣有分布。尤其是垂直腔表面發射激光器，除了具有單縱模輸出、低閾值電流起振等優異特性之外，還具有在生產工藝上大規?；完嚵谢?，這樣，半導體激光器也能輸出大功率激光，而且進一步降低半導體激光器的生產成本，利于激光器的普及應用。目前，半導體類激光器是激光器家族中應用為廣泛的一支，如在光通信（如光纖通信）、光存儲和讀?。垂獗P和光驅）、光開關、光邏輯器件等等。
3. 固體激光器
前面所提到的紅寶石激光器就是固體激光器的一種。早期的紅寶石激光器是采用普通光源作為激發源?，F在生產的紅寶石激光器已經開發出許多新產品，種類也增多。此外，激勵的方式也分為好幾種，除了光激勵外，還有放電激勵、熱激勵和化學激勵等。 固體激光器中常用的還有釔鋁石榴石激光器，它的工作物質是氧化鋁和氧化釔合成的晶體，并摻有氧化釹。激光是由晶體中的釹離子放出，是人眼看不見的紅外光，可以連續工作，也可以脈沖方式工作。由于這種激光器輸出功率比較大，不僅在軍事上有用，也可廣泛用于工業上。此外，釔鋁石榴石激光器或液體激光器中的染料激光器，對治療白內障和青光眼十分有效。
4. “隱身”和“變色”激光器
另外還有兩種較為特殊的激光器。一種是二氧化碳激光器，可稱“隱身人”，因為它發出的激光波長為10.6微米，“身”處紅外區，肉眼不能覺察，它的工作方式有連續、脈沖兩種。連接方式產生的激光功率可達20千瓦以上。脈沖方式產生的波長10.6微米激光也是強大的一種激光。人們已用它來“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出現是激光發展中的重大進展，也是光武器和核聚變研究中的重大成果。普通的二氧化碳激光器是一支長1米左右的放電管。它的一端貼上鍍金反射鏡片，另一端貼一塊能讓10.6微米紅外光通過的鍺平面鏡片作為紅外激光輸出鏡。一般的玻璃鏡片不讓這種紅外光通過，所以個能做輸出鏡。放電管放電時發出粉紅色的自發輻射光，它產生的激光是看不見的，在磚上足以把磚頭燒到發出耀眼的白光。做實驗時，一不小心就會把自己的衣服燒壞，裸露的皮膚碰到了也要燒傷，所以這種激光器上都貼著“危險”的標記，操作時要特別留神。
5.近紅外光譜儀
近紅外光譜儀專為滿足實際應用的挑戰而設計的，具有卓越的性能、長期穩定性、結構緊湊和超低功耗的優點。 二氧化碳激光器形式很多。放電管長的達200多米，要占據很大的場地。科學家想出辦法，將筆直的放電管彎成來回轉折的形狀，或是把放電管疊起來安裝，將它們的實際長度壓縮到20米左右；為了使激光器的光路不受振動的影響，整個器件安放在地下室粗大的管道內。后來發明的一種稱為橫向流動的二氧化碳激光器，長度縮到只有一張大辦公桌那樣長短，能射出幾千瓦功率的激光。這樣的激光器已被許多汽車拖拉機廠用來加工大型零件。輸出功率更大的一種二氧化碳激光器結構像大型噴氣發動機，開動起來聲音響得嚇人，它能產生上百萬瓦的連續激光，是連續方式發射激光中的強者。初的激光打坦克靶實驗，用的就是這種激光器。它是科學家把空氣動力學和激光科學相結合而制造出來的。
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