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激光器的種類和用途

激光器發出的光質量純凈、光譜穩定可以在很多方面被應用。紅寶石激光：起初的激光器是紅寶石被明亮的閃光燈泡所激勵，所產生的激光是“脈沖激光”，而非連續穩定的光束。這種激光器產生的光束質量和我們現在使用的激光二極管產生的激光有本質的區別。這種僅僅持續幾納秒的強光發射非常適合捉容易移動的物體，例如拍攝全息的人物肖像畫，副激光肖像在1967年誕生。紅寶石激光器需要昂貴的紅寶石而且只能產生短暫的脈沖光。這是臺氣體激光器，這種激光器是全息攝影師常用的裝備。兩個優點：1、產生連續激光輸出；2、不需要閃光燈泡進行光激勵，而用電激勵氣體。激光二極管：激光二極管是當前為常用的激光器之一，在二極管的PN結兩側電子與空穴的自發復合而發光的現象稱為自發輻射。當自發輻射所產生的光子通過半導體時，一旦經過已發射的電子—空穴對附近，就能激勵二者復合，產生新光子，這種光子誘使已激發的載流子復合而發出新光子現象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大，則會形成和熱平衡狀態相反的載流子分布，即粒子數反轉。當有源層內的載流子在大量反轉情況下，少量自發輻射產生的光子由于諧振腔兩端面往復反射而產生感應輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某一頻率具有增益。當增益大于吸收損耗時，就可從PN結發出具有良好譜線的相干光——激光。2）中游為激光器，包括光纖激光器、半導體激光器和其他固體激光器等。激光二極管的發明讓激光應用可以迅速普及，各類信息掃描、光纖通信、激光測距、激光雷達、激光唱片、激光指示器、超市的收款等等，各類應用正在不斷被開發和普及。

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激光器原理

激光器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于損耗，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。激光的英文laser這個詞是由開始的首字母縮略詞LASER演變而來，LASER的意思是“受激輻射光放大器”英文的單詞的縮寫簡略。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。

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激光工作物質

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全固態激光是指用來實現粒子數反轉并產生光的受激輻射放大作用的物質體系，有時也稱為激光增益媒質，它們可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導體和液體等媒質。對激光工作物質的主要要求，是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現較大程度的粒子數反轉，并使這種反轉在整個激光發射作用過程中盡可能有效地保持下去；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。為此，要求工作物質具有合適的能級結構和躍遷特性。

納秒脈沖光纖激光器的國內外研究現狀

光纖激光器按激光輸出特性可分為連續光纖激光器和脈沖光纖激光器兩種。其中脈沖光纖激光器根據其脈沖形成原理又可分為調 Q 光纖激光器(脈沖寬度為 ns 量級)和鎖模光纖激光器(脈沖寬度為 ps 或 fs 量級)。國外開展調 Q 光纖激光器研究的單位主要有英國 Southampton 大學、美國 Illinois 大學、臺灣國立大學、美國 IPG 公司、德國 JENOPTIK 公司等。國內開展調 Q 光纖激光器研究的單位主要有南開大學、天津大學、電子科技大學、上海光機所、西安光機所、北京工業大學等。激光器特征和表現國內激光器龍頭上市后，我們把它定義為新業態，大家的思考或者大家的關注點有什么不一樣，可以體現在幾個主要方面：拉開梯隊，原來屬于大家自由發展、自由占領市場，隨著格局的確定，游戲規則基本出來了。