激光器 更新时间：2011-05-23 14:20

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除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大过损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励（或抽运）源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。激光器中常见的组成部分还有谐振腔，但谐振腔（ 见光学谐振腔）并非必不可少的组成部分，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地缩短工作物质的长度，还能通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式（即选模），所以一般激光器都具有谐振腔。

激光器的种类

• 1. 气体激光器

  在气体激光器中，最常见的是氦氖激光器。世界上第一台氦氖激光器是继第一台红宝石激光器之后不久，于1960年在美国贝尔实验室里由伊朗物理学家贾万制成的。由于氦氖激光器发出的光束方向性和单色性好，可以连续工作，所以这种激光器是当今使用最多的激光器，主要用在全息照相的精密测量、准直定位上。 　　气体激光器中另一种典型代表是氩离子激光器。它可以发出鲜艳的蓝绿色光，可连续工作，输出功率达100多瓦。这种激光器是在可见光区域内输出功率最高的一种激光器。由于它发出的激光是蓝绿色的，所以在眼科上用得最多，因为人眼对蓝绿色的反应很灵敏，眼底视网膜上的血红素、叶黄素能吸收绿光。因此，用氩离子激光器进行眼科手术时，能迅速形成局部加热，将视网膜上蛋白质变成凝胶状态，它是焊接视网膜的理想光源。氩离子激光器发出的蓝绿色激光还能深入海水层，而不被海水吸收，因而可广泛用于水下勘测作业。

  2. 液体、化学和半导体激光器

  液体激光器也称染料激光器，因为这类激光器的激活物质是某些有机染料溶解在乙醇、甲醇或水等液体中形成的溶液。为了激发它们发射出激光，一般采用高速闪光灯作激光源，或者由其他激光器发出很短的光脉冲。液体激光器发出的激光对于光谱分析、激光化学和其他科学研究，具有重要的意义。 　　  气体激光器

  化学激光器是用化学反应来产生激光的。如氟原子和氢原子发生化学反应时，能生成处于激发状态的氟化氢分子。这样，当两种气体迅速混合后，便能产生激光，因此不需要别的能量，就能直接从化学反应中获得很强大的光能。这类激光器比较适合于野外工作，或用于军事目的，令人畏惧的死光武器就是应用化学激光器的一项成果。 　　在当今的激光器中，还有一些是用半导体制成的。它们体积小，使用寿命长，激励方式简单（通常采用电激励），阈值电流低，易于规模化生产，早期的半导体激光器的输出激光相干性、方向性等性能较差，输出激光频率种类较少，大多在红外区，但是现在随着研究的深入和半导体  半导体激光器

  材料和结构的拓展，半导体激光器家族中出现了诸如边发射激光器、量子阱激光器、垂直腔表面发射激光器等等输出激光性能优异的新成员，输出激光频率类型在可见光区域也广有分布。尤其是垂直腔表面发射激光器，除了具有单纵模输出、低阈值电流起振等优异特性之外，还具有在生产工艺上大规模化和阵列化，这样，半导体激光器也能输出大功率激光，而且进一步降低半导体激光器的生产成本，利于激光器的普及应用。目前，半导体类激光器是激光器家族中应用最为广泛的一支，如在光通信（如光纤通信）、光存储和读取（即光盘和以检测其光强变化。探测器输出的电信号被输入到反馈控制器内被放大和处理；反馈 控制器产生控制信号被送到激光驱动器内，对LD的驱动电流进行控制，从而改变LD的抽运功率，使激光晶体的增益发生变化，补偿绿激光器输出绿激光功率的波 动，从而使绿激光器的输出功率得到稳定。

  在自由运转的条件下，绿激光器的输出功率变化还比较大。这种大变化幅度的绿激光器不能满足对激光稳定性要求高的一些应用的要求。绿激光器 输出功率的稳定性有了大幅度的提高。在4小时内，绿激光输出功率的稳定性优于±0.5％。用这种直接对LD驱动电流进行控制的光电反馈法，可以大大提高绿 激光器输出功率的稳定性，同时使用很方便。