激光器分類(lèi)

  激光的波長(zhǎng)和激光的分類(lèi)直接相關(guān)，先看看激光的波長(zhǎng)：

  圖片來(lái)源wikipedia，圖片中大多數(shù)數(shù)據(jù)取自Weber's 《book Handbook of laser wavelengths》(韋伯《激光波長(zhǎng)手冊(cè)》)(如查看原圖請(qǐng)私信我)

  波長(zhǎng)條上方顯示了不同的激光類(lèi)型，下方顯示了可以在波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)射的激光。線條的高度表示市售的最大功率/脈沖能量，而顏色將激光材料的類(lèi)型編成代碼)。大多數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)自韋伯的《激光波長(zhǎng)手冊(cè)》《Weber's book Handbook of laser wavelengths》。

  激光分類(lèi)的方法有很多，可分為固體、氣體、液體、半導(dǎo)體、染料和光纖等幾種類(lèi)型：

  (1)固體激光器(Solid state laser)一般體積小而堅(jiān)固，脈沖輻射功率較高，應(yīng)用范圍較廣泛。如：Nd:YAG激光器。Nd(釹)是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁石榴石，晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石相似。還有Tm:YAG，Ho:YAG，Ho:YAG 等等。

  (2)半導(dǎo)體激光器(Semiconductor laser)體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別適于在飛機(jī)、軍艦、車(chē)輛和宇宙飛船上使用。半導(dǎo)體激光器可以通過(guò)外加的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、壓力等改變激光的波長(zhǎng)，能將電能直接轉(zhuǎn)換為激光能，所以發(fā)展迅速。

  (3)氣體激光器(Gas laser)是其中通過(guò)氣體釋放電流以產(chǎn)生相干光的激光器。單色性和相干性較好，激光波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)千種，應(yīng)用廣泛。氣體激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作方便。在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、精密測(cè)量、全息技術(shù)等方面應(yīng)用廣泛。氣體激光器有電能、熱能、化學(xué)能、光能、核能等多種激勵(lì)方式。

  (4)液體染料為工作物質(zhì)的染料激光器(Dye laser)于1966 年問(wèn)世，廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)研究領(lǐng)域。現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)生激光的染料，大約 500 種左右。這些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它們還可以包含在有機(jī)塑料中以固態(tài)出現(xiàn)，或升華為蒸汽，以氣態(tài)形式出現(xiàn)。所以染料激光器也稱為 “ 液體激光器 ” 。染料激光器的突出特點(diǎn)是波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。燃料激光器種類(lèi)繁多，價(jià)格低廉，效率高，輸出功率可與氣體和固體激光器相媲美，應(yīng)用于分光光譜、光化學(xué)、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)。

  (5)化學(xué)激光器(Chemical Laser)有些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生足夠多的高能原子，就可以釋放出大能量，可用來(lái)產(chǎn)生激光作用。這主要是武器應(yīng)用。比如氟化氫激光器能夠提供兆瓦范圍內(nèi)的連續(xù)輸出功率。

  (6)自由電子激光器(Free electron laser) 這類(lèi)激光器比其他類(lèi)型更適于產(chǎn)生很大功率的輻射。它的工作機(jī)制與眾不同，它從加速器中獲得幾千萬(wàn)伏高能調(diào)整電子束，經(jīng)周期磁場(chǎng)，形成不同能態(tài)的能級(jí)，產(chǎn)生受激輻射。

  (7)準(zhǔn)分子激光器(Excimer laser，其實(shí)也屬于氣體激光之一)是一種紫外氣態(tài)激光，處于激發(fā)態(tài)的惰性氣體和另一種氣體(惰性氣體或鹵素)結(jié)合的混合氣體形成的分子，向其基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射所產(chǎn)生的激光，稱為準(zhǔn)分子激光。準(zhǔn)分子激光屬于低能量激光，無(wú)熱效應(yīng)，是方向性強(qiáng)、波長(zhǎng)純度高、輸出功率大的脈沖激光，光子能量波長(zhǎng)范圍為157-353納米，脈沖時(shí)間為幾十納秒，屬于紫外光。最常見(jiàn)的波長(zhǎng)有157 nm、193 nm、248 nm、308 nm、351-353 nm。

  (8)光纖激光器(Fiber laser)利用光纖中的增益介質(zhì)(稀土元素)提供光信號(hào)的放大。光纖激光器有單端泵浦和雙端泵浦兩種，后者的輸出功率可以達(dá)到更高。還在研發(fā)中的相干合成技術(shù)可以進(jìn)一步擴(kuò)展輸出功率。

  (8)從連續(xù)性來(lái)分類(lèi)有連續(xù)激光(Continuous laser)和脈沖激光(Pulsed laser and Ultrashort pulsed laser), 脈沖激光：納秒 (10e-6秒), 皮秒 (10e-9秒), 和 飛秒 (10e-12秒)甚至阿秒 (10e-15秒)激光。

  連續(xù)激光、較長(zhǎng)脈沖激光和超短脈沖激光，同樣作用在目標(biāo)表面上，熱效應(yīng)差異很大。

  (9)其他類(lèi)型的激光還有很多，拉曼激光(Raman laser)、金屬蒸汽激光(Metal-vapor lasers)，等等。針對(duì)不同的應(yīng)用，還會(huì)有很多細(xì)分技術(shù)。

  作為工業(yè)4.0的基礎(chǔ)，激光將會(huì)有越來(lái)越大的作為.