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很(hěn)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。

图1.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。

图2.激光器的分(fēn)类

激光器不同种类的优缺点及应用(yòng) 

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