激光器种类和原理(lǐ)
来源: 阅读:246 发布时间:2023-03-30 13:25:06
激光器种类和原理(lǐ)
相信大家都对以下名词并不陌生:光纤激光器、连续激光器、YAG激光器、纳秒(miǎo)激光器等。各种类型、各种名称的激光器应接不暇,让人眼花(huā)缭乱,而且还记不住。
今天,我们带大家系统地把这个激光器好好分(fēn)类一下,有(yǒu)需要的朋友建议好好收藏。

什么是激光器 

激光(laser)是“透过受激辐射产生的光放大”(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)的缩写,指透过刺激原子导致電(diàn)子跃迁释放辐射能(néng)量而产生的增强光子束。相较于其他(tā)类型的光,激光具有(yǒu)发散度小(xiǎo)、亮度高、单色性好、相干性好等一系列特点,因此被广泛地运用(yòng)于工业制造、信息通讯、生物(wù)医疗、科(kē)研军事等诸多(duō)领域,并在社会生产活动中发挥了重要的作用(yòng),激光也因此与计算机、原子能(néng)和半导體(tǐ)并称二十世纪的新(xīn)四大发明。
激光器是利用(yòng)受激辐射原理(lǐ)发射激光的器件。
泵浦源是激光器的能(néng)量供给来源;增益介质是激光器的核心,会吸收泵浦源提供的能(néng)量并将激光放大;谐振腔是两面互相平行的镜子,其作用(yòng)是把光線(xiàn)在反射镜间来回反射并多(duō)次经过增益介质,因而在缩短工作物(wù)质長(cháng)度的同时还能(néng)达到放大激光功率的目的。
通过光、電(diàn)或其他(tā)办法对物(wù)质进行激发,使得其中一部分(fēn)粒子激发到能(néng)量较高的状态,当这种状态的粒子数大于能(néng)量较低状态的粒子数时,由于受激辐射,物(wù)质就能(néng)对某一波長(cháng)的光辐射产生放大作用(yòng),也就是这种波長(cháng)的光辐射通过物(wù)质时,发射强度会放大,并与入射光波位、频率和方向一致的光辐射,这种称為(wèi)激光放大器。
若把激发的物(wù)质放置于共振腔内,光辐射在共振腔内沿轴線(xiàn)方向往复反射传播,多(duō)次通过物(wù)质,光辐射被放大许多(duō)倍,形成一束强度大、方向集中的激光,这就是激光振荡器。
激光器结构和原理(lǐ)

激光器分(fēn)类

激光器可(kě)以按照泵浦方式、增益介质、工作方式、输出功率、和输出波長(cháng)等不同维度进行分(fēn)类,具體(tǐ)分(fēn)类方式如下所示:
(1)、按泵浦方式的不同,激光器主要可(kě)以分(fēn)為(wèi)光泵浦激光器、電(diàn)泵浦激光器、化學(xué)泵浦激光器、热泵浦激光器和核泵浦激光器。一般而言,不同类型的泵浦源是与激光晶體(tǐ)不同的吸收波長(cháng)相适应的。
(2)、按照增益介质的不同,可(kě)以分(fēn)為(wèi)液體(tǐ)激光器、气體(tǐ)激光器和固體(tǐ)激光器(光纤、半导體(tǐ)、全固态、混合),其中光纤激光器由于增益介质较為(wèi)特殊且占有(yǒu)较高的市场份额,學(xué)术及生产实践中一般会将其与其他(tā)固體(tǐ)激光器单独區(qū)分(fēn)开。目前发现可(kě)做增益介质的物(wù)质有(yǒu)近千种,常见的有(yǒu)掺稀土元素光纤、染料、惰性气體(tǐ)、二氧化碳、掺钕钇铝石榴石(YAG)和钛蓝宝石等。每类增益介质激光器具有(yǒu)不同的特点,不同的增益介质决定了激光波長(cháng)等参数。
固體(tǐ)激光器与光纤激光器是目前市场上应用(yòng)广泛的两类主流激光器,但两者的加工特点和应用(yòng)场景有(yǒu)着较大的差异,属于并行发展、难以相互替代的两类不同的技术路線(xiàn)。整體(tǐ)而言,光纤激光器由于其平均功率高、热效应强的特点,被广泛地应用(yòng)于宏观加工领 域的金属材料切割、焊接、钻孔、烧结等;而固體(tǐ)激光器则具有(yǒu)峰值功率高、热效应小(xiǎo)、加工精度高的特点,一般主要用(yòng)于薄性、脆性材料和非金属材料的精细微加工领域。
(3)、按工作方式的不同,激光器可(kě)分(fēn)為(wèi)连续激光器和脉冲激光器。连续激光器可(kě)以在较長(cháng)一段时间内连续输出,热效应高。脉冲激光器以脉冲形式输出, 主要特点是峰值功率高,热效应小(xiǎo);根据脉冲时间長(cháng)短,脉冲激光器可(kě)进一步 分(fēn)為(wèi)長(cháng)脉冲(毫秒(miǎo)、微秒(miǎo))、短脉冲(纳秒(miǎo))、超短脉冲(皮秒(miǎo)、飞秒(miǎo))激光器,一般而言,脉冲宽度越窄、波長(cháng)越短,可(kě)实现的加工精度越高。
(4)、按照输出功率的不同,可(kě)以将光纤激光器分(fēn)為(wèi)小(xiǎo)功率(0-1kW)、中功率(1kW-3kW)、高功率(3kW-6kW 以上)。而对于主要应用(yòng)在精细微加工领域的固體(tǐ)激光器,实践中一般将 10W 以下的归类為(wèi)低功率,10W 以上為(wèi)中高功率。不同功率的激光器适应的应用(yòng)场景各不同。
(5)、按输出波長(cháng)的不同,激光器可(kě)分(fēn)為(wèi)红外激光器、可(kě)见光激光器、紫外激光器等。不同结构的物(wù)质可(kě)吸收的光波長(cháng)范围不同,因此需要各个波長(cháng)的激光器应用(yòng)于不同材料的精细加工。
激光器的分(fēn)类

激光器不同种类的优缺点及应用(yòng)

(来源:网络,版权归原作者,若有(yǒu)侵权请联系删除)

推荐产品

品质保证

专注领域研究 产品供应

國(guó)际物(wù)流管理(lǐ)

专注领域研究 产品供应

专业服務(wù)团队

专注领域研究 产品供应