激光器种类、特点及其应用

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激光器的种类及其应用WSN小组王璐 激光器分类（一）气体激光器（二）液体激光器（三）固体激光器（四）半导体激光器 气体激光器优劣势优势光学均匀性好输出光束具有较好的方向性、单色性和较高的频率稳定性劣势气体的密度小，不易得到高的激发粒子浓度 固体激光器特点固体激光器与气体激光器正好相反，能量高，输出功率大，但工作物质种类较少，而且单色性差； 液体激光器液体激光器的最大特点是激光的波长可以在一定范围内连续变换这种激光器特别适合于对激光波长有着严格要求的场合。 半导体激光器半导体激光器的特点则是体积小，重量轻，结构简单，但输出的功率较小，单色性也较差。 （一）气体激光器基本组成气体激光器由放电管内的激活气体、一对反射镜构成的谐振腔和激励源等三个主要部分组成 激励方式电激励气动激励光激励化学激励等 气体激光器分类原子气体激光器-----------氦氖激光器离子气体激光器--------亚离子激光器分子气体激光器-----------CO2激光器准分子气体激光器-------氦-镉激光器金属蒸汽激光器--------铜蒸汽激光器 氦氖激光器优点单色性好、方向性强、使用简便、结构紧凑、坚固 应用全息照相的精密测量、准直定位；外科医疗、激光美容、建筑测量、准直指示、照排印刷、激光陀螺等，不少中学的实验室也在用它做演示实验；红色氦氖激光的条形码扫描枪实现收款自动化。 CO2激光器优点能量转换效率较高能量输出最强容易被生物组织表层所吸收 CO2激光器的应用工业上用于多种材料的加工，包括打孔、切割、焊接、退火、熔合、改性、涂覆等。医学上在皮肤科、整形美容科被广泛应用。除可以应用于表皮性治疗外，还可以用于组织切割、切除和表皮磨削。军事上用于激光测距、激光雷达，乃至定向能武器。 氩离子激光器特点惰性气体离子激光器是目前在可见光区域输出功率最高的一种连续工作的激光器鲜艳的蓝绿色光 应用眼疾治疗、血细胞计数、平版印刷及作为染料激光器的泵浦源、广泛用于水下勘测作业 铜蒸汽激光器优点加强性平均功率高重复率高 应用染料激光器的泵浦源;高速闪光照相;大屏幕投影电视及材料加工. 铜蒸汽激光器发明后过了15年才进入商品化阶段，其主要应用领域为染料激光器的泵浦源。此外，还可用于高速闪光照相、大屏幕投影电视及材料加工等。铜蒸汽激光器具有很好的加强性，可以不用谐振镜，平均功率高、重复率高等优点,发展很快。 氦-镉激光器特点以镉金属蒸汽为工作物质以氦为辅助气体 主要应用领域活字印刷、血细胞计数、集成电路芯片检验、激光诱导荧光实验等 （二）液体激光器液体激光器也称染料激光器比较特殊、新颖的激光器，可以形象地称它为“变色龙”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。 原理及优点将染料从一薄嘴喷出，形成良好的光学液面，泵浦光经一定角度放置泵浦镜后，打到液面上，使染料受激产生激光。染料激光器的优点是工作物质多、输出功率大、光学性质好，缺点是需不断更换染料、耗材较多、保养复杂、效率（频率）较低。 液体激光器特点及应用用一种颜色的激光作光泵，结果能产生其他颜色的激光根据需要可以随时改变产生激光的波长，主要用于光谱学研究；许多物质会有选择地吸收某些波长的光，产生共振现象。科学家用这些现象分析物质，了解材料结构；还用这些激光器来产生新的激光，研究一些奇异的光学和光谱学现象染料激光器到由近紫外到近红外的可调谐激光输出。染料激光器既可以脉冲方式工作，也可以连续和锁模方式工作。锁模工作时，在腔内有色散光栅的情况下，已经得到脉宽只有6飞秒的输出，这是目前最窄的脉冲。 主要应用于要求窄带可调谐或超快光脉冲的场合，如同位素分离光谱学、半导体及其他固体材料激发态动力学特性的研究等在医学领域，则通过选择吸收用来治疗恶性肿瘤。 （三）固体激光器应用军事、加工、医疗和科学研究领域有广泛的用途。常用于测距、跟踪、制导、打孔、切割和焊接、半导体材料退火、电子器件微加工、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术、等离子体诊断、脉冲全息照相及激光核聚变等方面。固体激光器还用作可调谐染料激光器的激励源。 特点由于工作物质的光学不均匀性等原因，一般固体激光器的输出为多模。若选用光学均匀性好的工作物质和采取精心设计谐振腔等技术措施，可得到光束发散角接近衍射极限的基横模(TEM00)激光,还可获得单纵模激光。 发展趋势材料和器件的多样化，包括寻求新波长和工作波长可调谐的新工作物质，提高激光器的转换效率，增大输出功率，改善光束质量，压缩脉冲宽度，提高可靠性和延长工作寿命等。 红宝石激光器特点不易被氧合血红蛋白、血红蛋白吸收，而黑色素对其吸收率较高；有高的机械强度，能承受很高的激光功率密度且容易生长出大尺寸晶体；亚稳态寿命长，能获得高能量输出；荧光谱线窄，易得到单模输出； 有高的荧光量子效率和宽而且位置优越的泵浦吸收带；输出可见光，便于探测、应用；低温工作性能优异；性能随温度变化明显。 应用临床常用其长脉冲模式，深入皮肤真皮层，破坏毛囊，永久性去除身体多余毛发，使黑色素细胞大量吸热，并在超脉冲波的作用下破裂分解，可有效治疗蓝、黑和绿色文身及各种良性色素性病变。 红宝石激光器应用示例激光广泛的医学用途眼内手术矫正视力切割角膜消除胎记和刺青 （四）半导体激光器特点体积小、重量轻、寿命长、结构简单 应用特别适于在飞机、军舰、车辆和宇宙飞船光通信、光存储和读取对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。 （五）自由电子激光器 定义自由电子激光器基本上就是一个能够将快速移动的电子转化为光子的粒子加速器 工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束，只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射，原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域，因此具有很诱人的前景。 优点克服了普通激光低功率、低效率、固定频率和光束质量差等弱点，同时也消除了同步辐射非单色性和相干性的缺陷，开辟了一个新型的极其重要的技术领域。 应用反舰、对陆攻击、防空、反导；海上作战模式的影响可以说极为深远 谢谢！