激光器的激励装置作用

❸ 激光的作用

激光
laser light

基于受激辐射光放大原理产生的相干辐射。激光具有如下特点：①定向性好。激光的发散立体角极小，一般在10-5～10-8 球面度范围内 。激光的高度定向性意味着激光能量集中在很窄的光束薯槐中。②亮度高。普通光源的亮度很低，太阳的亮度约为103 瓦／（厘米2·球面度），而大功率激光器的亮度高达1010～1017瓦／（厘米2·球面度 ）。③单色性好。激光的单色性通常用v／Δv 来表征，v 为激光谱线中心的频率，Δv为谱线频宽，较好的激光器 v／Δv可达1010～1013。单色性好亦即时间相干性好。④空间相干性好。普通光源的空间相干性很差，光程差为波长的数千倍时，已不出现干涉现象；而激光几乎整个波场空间都是相干的。

激光装置发出的激光

利用激光的定向性好和高亮度，在测距、雷达、光纤通信、医学、机械加工（焊接、切割、钻孔等）、导弹制导和核聚变试验等方面广泛应用。激光的高强度使光谱学取得了突破性进展，开拓了新的研究领域；激光引起的非线性效应开创了非线性光学这一新领域。激光的极好的单色性为精密测量长度提供了十分有利的光源。可利用单色性好发展了光波的拍频技术，可测量极缓慢的速度（约 1微米／ 秒）和角速度（约10-1弧度 ／秒）。具有良好相干性的激光出现后 ，全息术得以进入实用阶段并迅速应用于各个领域。在相干光信息处理领域，激光器已成为必不可少的光源。

激光材料
laser material

把各种泵浦（电、光、射线）能量转换成激光的材料 。激光器的工作物质。激光材料主要是凝聚态物质，以固体激光物质为主。固体激光材料分为两类。一类是以电激励为主的半导体激光材料，一般采用异质结构，由半导体薄膜组成，用外延方法和气相沉积方法制得。根据激光波长的不同，采用不同掺杂半导体材料 。通常在可见光区域 ，以族化合物半导体为主；在近红外区域，以族化合物半导体为主；在中红外区域以Ⅳ-Ⅵ 族化合物半导体为主 。另一类是通过分立发光中心吸收光泵能量后转换成激光输出的发光材料。这类材料以固体电介质为基质，分为晶体和非晶态玻璃两种。激光晶体中的激活离子处于有序结构的晶格中，玻璃中的激活离子处于无序结构的网络中。常用的这类激光材料以氧化物和氟化物为主，如硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、氟化物玻璃、氧化铝晶体、钇铝石榴石晶体、氟化钇锂等。氧化物材料具有良好的物理性质，如高的硬度、机械强度和良好的化学稳定性；氟化物材料具有低的声子频率、宽的光谱透过范围和高的发光量子效率。

激光测距
laser distance measuring

以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态，用于相位式激光测距；双异质砷化镓半导体激光器，用于红外测距；红宝石、钕玻璃等固体激光器，用于脉冲式激光测距。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点，加上电子线路半导体化集成化，与光电测距仪相比，不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度 ，显著减少重量和功耗，使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。

激光唱片
laser disc

用激光刻录方法记录音频信号的圆形薄片载音体。激光数字唱片又称致密唱片和小型唱片。激光录放音是20世纪70年代末期唱片向数字化方向发展的成果。激光数字唱片直径120毫米，单面录音，可放唱1小时立体声节目，动态范围为90分贝。这种记录密度极高的声迹是由激光束按信号编码刻录的小坑和坑间平面组成的。它们分别代表二进制的 0和 1。唱片在重放时，用激光束扫描拾取二进制数码，整个放音设备采用十分精密的伺服控制系统来保证循迹良好。激光唱片已可擦除旧信号重新记录。由于激光唱片的记录密度大，重放音质好，体积小、易保存等优点，它正逐步取代普通唱片和磁带成为未来音频信号的主要载体。

激光地球动力学卫星
Laser Geodynamic Satellite

美国发射的激光测地卫星 。英文缩写是 Lageos 。它的主要任务是验证与地震有关的一些课题：测定地薯晌球板块运动；测量地球自转和极移；考察地震发生机制；观测陆潮与地球的关系；配合1975年4 月10 日发射的海洋地球动力学实验卫星3号（840千米高度的近圆轨道，倾角114.96° ) ，为评定大陆漂移学说提供资料。卫星于数手友1976年5月4日发射，作为精确测地的恒定参考点。它长期保持在高度约5800千米、倾角110°、周期225.4分钟的较为稳定的轨道上，对引起地震的微小地壳运动进行测量。卫星为铝制球形体，直径 0.6 米 ，重410千克。卫星表面装有426块激光反射镜，用以反射从地球站发射的激光束。有10多个国家参加全球动力学观测研究。多地震国家已相继建立起激光跟踪站 ，初期测距精度约为 5厘米，1980年提高到2厘米，时间测量精度达 10-8～10-9秒 。用于地球站的 激光器是钕 钇铝石榴石晶体 ， 激光脉冲宽度0.2 毫微秒 。地球站对卫星的仰角超过20°时即可获得数据，卫星过顶时可获得最佳数据，处于低仰角时测量受大气干扰较严重。卫星测量证明，美国主要地震带加利福尼亚州圣安德烈斯断层的位移比历史记录的活动期约快50％。利用卫星观测的结果将能逐步建立全球精确的地震模型和绘制全球地震图。
激光告警器
laser warning equipment

设置在坦克、舰艇、飞机等武器装备上，用于探测、报知敌方激光武器、激光制导武器、激光雷达 、激光测距机等的被动侦察装备。又称激光报警器。20世纪70年代初开始研制，尚处在实验阶段。仅有少数型号装备部队 ，如美国装备于直升机上的AN／AVR-2型激光告警器 。激光告警器通常由扫描天线、激光监别器、探测器、放大器、微处理机、指令控制器、报警显示器等组成。它是根据激光的相干特性，在激光束变成电信号之前加激光鉴别器，以鉴别信号是否由激光源发出的，再根据干涉条纹分布和出现的时间，确定激光的波长、脉宽、光强等参数，然后经放大器送入微处理机进行分析和处理。最后，一路以声、光形式发出报警信号；一路通知干扰对抗系统。
激光光谱
laser spectra

以激光为光源的光谱技术。与普通光源相比，激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点，是用来研究光与物质的相互作用，从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光，对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能，并分别发展成为新的光谱技术。激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。
可调（谐）激光光源实际上是一台可调谐激光器，又称波长可变激光器或调频激光器。它所发出的激光，波长可连续改变，是理想的光谱研究用光源，可调激光器的波长范围在真空紫外的118.8纳米至微波的 8.3 毫米之间 。可调激光器分为连续波和脉冲两种，脉冲激光的单色性比一般光源好，但其线宽不能低于脉宽的倒数值，分辨率较低。用连续波激光器作光源时，分辨率可达到10-9（线宽＜1兆赫）。
常见的激光光谱包括以下几种：
①吸收光谱。激光用于吸收光谱，可取代普通光源，省去单色器或分光装置。激光的强度高，足以抑制检测器的噪声干扰，激光的准直性有利于采用往复式光路设计，以增加光束通过样品池的次数。所有这些特点均可提高光谱仪的检测灵敏度。除去通过测量光束经过样品池后的衰减率的方法对样品中待测成分进行分析外，由于激光与基质作用后产生的热效应或电离效应也较易检测到，以此为基础发展而成的光声光谱分析技术和激光诱导荧光光谱分析技术已获得应用。利用激光诱导荧光、光致电离和分子束光谱技术的配合，已能有选择地检测出单个原子的存在。
②荧光光谱。高强度激光能够使吸收物种中相当数量的分子提升到激发量子态。因此极大地提高了荧光光谱的灵敏度 。 以 激光为光源的荧光光谱适用于超低浓度样品的检测，例如用氮分子激光泵浦的可调染料激光器对荧光素钠的单脉冲检测限已达到10-10摩尔／升，比用普通光源得到的最高灵敏度提高了一个数量级。
③拉曼光谱。激光使拉曼光谱获得了新生，因为激光的高强度极大地提高了包含双光子过程的拉曼光谱的灵敏度 、分辨率和实用性。为了进一步提高拉曼散射的强度，最近又研究出两种新技术，即共振拉曼光谱法和相关反斯托克斯拉曼光谱法（CARS），使灵敏度得到更大的提高，但尚未成为常规的分析方法。
④高分辨激光光谱。激光对高分辨光谱的发展起很大作用，是研究原子、分子和离子结构的有力工具，可用来研究谱线的精细和超精细分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加宽、碰撞位移等效应。
⑤时间分辨激光光谱。能输出脉冲持续时间短至纳秒或皮秒的高强度脉冲激光器，是研究光与物质相互作用时瞬态过程的有力工具 ，例如 ，测定激发态寿命以及研究气 、液、固相中原子、分子和离子的弛豫过程。
激光晶体
laser crystal

可将外界提供的能量通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干的具有高度平行性和单色性激光的晶体材料。是晶体激光器的工作物质。激光晶体由发光中心和基质晶体两部分组成。大部分激光晶体的发光中心由激活离子构成，激活离子部分取代基质晶体中的阳离子形成掺杂型激光晶体。激活离子成为基质晶体组分的一部分时，则构成自激活激光晶体。
激光晶体所用的激活离子主要为过渡族金属离子和三价稀土离子。过渡族金属离子的光学电子是处于外层的3d电子，在晶体中这种光学电子易受到周围晶场的直接作用，所以在不同结构类型的晶体中，其光谱特性有很大差异。三价稀土离子的4f电子受到5s和5p外层电子的屏蔽作用，使晶场对其作用减弱，但晶场的微扰作用使本来禁戒的4f电子跃迁成为可能，产生窄带的吸收和荧光谱线。所以三价稀土离子在不同晶体中的光谱不像过渡族金属离子变化那么大。
激光晶体所用的基质晶体主要有氧化物和氟化物。作为基质晶体除要求其物理化学性能稳定，易生长出光学均匀性好的大尺寸晶体，且价格便宜，但要考虑它与激活离子间的适应性，如基质阳离子与激活离子的半径、电负性和价态应尽可能接近。此外，还要考虑基质晶场对激活离子光谱的影响。对于某些具有特殊功能的基质晶体，掺入激活离子后能直接产生具有某种特性的激光，如在某些非线性晶体中，激活离子产生激光后通过基质晶体能直接转换成谐波输出。
激光雷达
laser radar

用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等；天线是光学望远镜；接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2 种工作方式 ，探测方法分直接探测与外差探测。
激光雷达在军事上可用于对各种飞行目标轨迹的测量 。如对导弹和火箭初始段的跟踪与测量，对飞机和巡航导弹的低仰角跟踪测量 ，对 卫星的 精密定轨等 。激光雷达与红外、电视等光电设备相结合，组成地面、舰载和机载的火力控制系统，对目标进行搜索、识别、跟踪和测量。由于激光雷达可以获取目标的三维图像及速度信息，有利于识别隐身目标。激光 雷达可以对大气进行监测 ，遥 测大气中的污染和毒剂，还可测量大气的温度、湿度、风速、能见度及云层高度。
激光录像
laser recording

通过光调制器用激光束把经过编码的图像和声音信息记录到圆形薄片载体上的过程 。用音频信号对已调频的视频信号进行限幅，通过光调制器用激光束把这样的信号刻到原盘上，构成小坑列，用以记录经过调制的视频信号与音频信号。小坑在盘上呈螺旋形自内向外排列。然后用制好的原盘制造唱片的压模，唱片材料为透明聚氯乙烯塑料，为了能反射激光束，成形后蒸镀上铝层，再加上一层保护膜，最后把两张这样的唱片背靠背地胶合在一起，成为双面唱片。激光式电视唱机的氦氖激光器发出激光束，通过物镜照到唱片刻有小坑的纹迹上，小坑内蒸镀的铝层将激光束反射回来时，因衍射而产生光强度调制，进入光敏二极管后产生相应的电信号。激光电视录像技术用途广泛，不仅可以用来记录电视信号 ，还可成为具有高记录密度，便于检索的计算机系统中的一部分。激光录像的发展方向是提高记录密度 ，缩小唱片尺寸 ，使唱片能随录随放和抹去重录。
激光器
laser

能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年 A.L.肖洛和C. H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960 年 T. H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器 4 大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束 ，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段 。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调 Q 和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达 数 千 种 ， 最长的波长为微波波段的0.7毫米，最短波长为远紫外区的 210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。
除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运 ）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（ 见光学谐振腔） 3 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。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定向性和相干性。
激光诱导化学反应
laser inced chemical reaction

在常温常压下不能进行但在激光的照射下可被诱发的化学反应。激光具有单色性、高强度和短脉宽等优越性能，是诱发光化学反应最理想的光源。激光诱导化学反应主要是指激光光解反应以及由光解碎片引起的后续化学反应，例如 ，激光光解可以产生自由基或原子，所产生的自由基又可以诱发链锁反应。用各种波长激光（红外、可见、紫外）诱发的化学反应大约有几百种。根据波长的不同，激光诱发化学反应的机理也不相同，一般可分为两类：①红外激光诱导化学反应。这类反应的特点是反应物分子被提升到振动激发态 ，属于这一类反应的有红外敏化反应、振动异构化反应、红外异相催化反应、红外诱导链反应、红外光解范德华分子反应以及红外多光子离解反应。20世纪70年代发现了多光子红外离解现象，尤其是多原子分子，只要分子的基频或泛频频率与激光频率相等，就有可能发生多光子离解反应，这是激光诱导化学反应的一个新领域，红外多光子离解反应要求激光必须有足够高的强度（至少108瓦／平方厘米）。
红外激光诱导化学反应中，激光的作用不是简单的热作用，而是红外光子同分子内的特定键或振动膜之间发生共振耦合。因此，红外激光诱导化学反应是一种定向的、低反应活化能的快速过程，具有高度的选择性。以三氯化硼分子为例，该分子的v3（955cm-1），相应于反对称伸缩振动。当用低功率的二氧化碳红外激光（λ＝10.55微米)辐照含有BCl3分子的混合气体时，将诱发化学反应。如混合气体为BCl3 ＋H2S，常温常压下不发生反应。在激光辐照时，使B—Cl 键被激发，并发生以下反应过程：

3BCl2SH→（BClS）3＋3HCl
（BClS）3→B2S3＋BCl3
②紫外或可见激光光解反应。在这类反应中反应物分子被激发至电子激发态 。 因为绝大多数分子的离解能在 60 ～752.4千焦／摩尔或3～7电子伏之间，这就需要波长为400～140纳米的紫外光辐照才行 。原则上讲 ，只要选择合适波长的激光，任何分子都能被光解，对同一分子来说，不同波长的激光辐照时有可能按不同的方式光解。例如，激光法生产氯乙烯（C2H3Cl）：
C2H4ClC2H4Cl·＋Cl·
C2H4Cl2＋Cl·→C2H3Cl2·＋HCl
C2H3Cl2·C2H3Cl＋Cl·这是一个紫外激光诱导的自由基链反应，关键是二氯乙烷被准分子激光光解所引发。激光诱导化学反应已用于10余种同位素的分离。
激光釉化
laser glazing

材料表面改性工艺。又称激光上釉。利用功率密度很高（105～107瓦／ 平方厘米 ）的激光束在很短时间内作用于材料表面，使材料表面迅速熔化 ，然后通过材料基体的激冷作用（冷却速度105～109K／s ）使表面熔化层形成一层微晶或非晶层，即釉化层。釉化层的厚度一般在0.5～100μm 范围内。激光釉化现仅用于铸铁、碳素钢、合金钢、高温合金等金属材料。激光釉化后的材料表面，其组织成分较均匀，除出现微晶或非晶外，还可出现新的亚稳相，从而使材料表面具有优异的电磁、化学和机械性能，如高硬度、良好的塑性及耐蚀性和耐磨性等。激光釉化主要用于材料表层防护和获得材料表层特殊冶金组织。
激光照排系统
laser scanning phototypesetting system

20 世纪70 年代出现的排版系统 。激光扫描成像型照排系统的简称。由输入、电子计算机信息处理和激光扫描记录3 个部分组成。输入部分可以用纸带或软磁盘等 ，也可接受由通信系统的输入。信息处理部分由操作控制台、电子计算机和硬磁盘驱动器组成，按照输入代码和操作控制指令，完成控制、编排、拼排和曝光 4 个主要程序，并对整机起着控制、指挥、调度和监视的作用。激光扫描记录部分由激光平面线扫描主机记录经计算机处理后输出的点阵字形信息。由氦�氖激光器输出的激光束进入声光调制器输出的载有字符信息的一级光，作为记录光束，经中性滤色片调整到各种感光胶片所适应的能量，再经扩束器使光束准直，然后投射到锥形多面转镜扫描器上反射出来；又经广角聚焦透镜在感光材料上形成光斑沿X向扫描，同时输送机构带动胶片作Y向位移，组合成文字图像。其优点是激光束直线性好，解像力可达每厘米 400 线以上，字符清晰度高；排出的字符不是单个而是整版。
激光制导炸弹
laser guidance bomb

装有激光制导装置、能自动导向目标的炸弹。具有射程远、命中精度高、威力大和较强的抗电子干扰能力。投射时，它是利用载机上的激光照射器，先向目标照射激光束，经目标反射后，由装在炸弹头部的激光导引头接收，再经光电变换形成电信号，输入炸弹控制舱，控制炸弹舵面偏转，导引炸弹飞向目标。激光制导炸弹在普通气象条件下捕获目标率高，遇有雨、雾、灰尘、水时命中精度降低。
激光器可将普通的光线变成一道集中的强光。激光器的中心可能装有类似红宝石一样的水晶，接触到光时，水晶就会呈现多次反射，最后累积集中成一道强光。

在超级市场中，激光被用来阅读物品包装上的特殊代码，这种刷价码的方式可以减少人力，提高正确度。激光光线相当强，甚至可以被射到月球上，再折射回地球。

❹ 激光器主要由几部分组成各自的用处是什么

激光器一般由三个部分组成，固体激光器也不例外：
（1）.工作物质
这是激光器的核心，只有能实现能级跃迁的物质才能作为激光器的工作物质。目前，激光工作物质已有数千种，激光波长已由X光远至红外光。例如氦氖激光器中，通过氦原子的协助，使氖原子的两个能级实现粒子数反转；
（2）.激励能源（光泵）
它的作用是给工作物质以能量，即将原子由低能级激发到高能级的外界能量。
通过强光照射工作物质而实现粒子数反转的方法称为光泵法。例如红宝石激光器，是利用大功率的闪光灯照射红宝石（工作物质）而实现粒子数反转，造成了产生激光的条件。通常可以有光能源、热能源、电能源、化学能源等。
（3）.光学共振腔
这是激光器的重要部件，其作用一是使工作物质的受激辐射连续进行；二是不断给光子加速；三是限制激光输出的方向。最简单的光学共振腔是由放置在氦氖激光器两端的两个相互平行的反射镜组成。当一些氖原子在实现了粒子数反转的两能级间发生跃迁，辐射出平行于激光器方向的光子时，这些光子将在两反射镜之间来回反射，于是就不断地引起受激辐射，很快地就产生出相当强的激光。这两个互相平行的反射镜，一个反射率接近100%，即完全反射。另一个反射率约为98%，激光就是从后一个反射镜射出的。激光器主要由三部分组成：工作物质、激励能源、谐振腔（共振腔）。如图：红宝石激光器的基本结构。
——固体激光器一般采用光激励源。工作物质多为掺有杂质元素的晶体或玻璃。最常见的固体激光器有红宝石激光器、钕玻璃激光器、掺钕钇铝石榴石激光器等，固体激光器输出能量高，小而坚固，在激光加工、激光武器等方面有重要应用。
激光调Q
的基本原理
调Q技术就是通过某种方法使腔的Q值随时间按一定程序变化的技术。在泵浦开始时使腔处在低Q值状态，即提高振荡阈值，使振荡不能生成，上能级的反转粒子数就可以大量积累，当积累到最大值（饱和值）时，突然使腔的损耗减小，Q值突增，激光振荡迅速建立起来，在极短的时间内上能级的反转粒子数被消耗，转变为腔内的光能量，在腔的输出端以单一脉冲形式将能量释放出来，于是就获得峰值功率很高的巨脉冲激光输出。
下面简述电光晶体调Q的工作原理。YAG晶体在氙灯的光泵下发射自然光，通过偏振棱镜后，变成沿x方向的线偏振光，若调制晶体上未加电压，光沿光轴通过晶体，其偏振状态不发生变化，经全反射镜反射后，再次（无变化的）通过调制晶体和偏振棱镜，电光Q开关处于“打开”状态。如果在调制晶体上施加电压，由于纵向电光效应，当沿x方向的线偏振光通过晶体后，经全反镜反射回来，再次经过调制晶体，偏振面相对于入射光偏转了900，偏振光不能再通过偏振棱镜，Q开关处于“关闭”状态。如果再氙灯敢开始点燃时，事先再调制晶体上加电压，使谐振腔处于“关闭”的低Q状态，阻断激光振荡形成。待激光上能级反转的粒子数积累到最大值时，突然撤去晶体上的电压，使激光器瞬间处于高Q值状态，产生血崩式的激光振荡，就可输出一个巨脉冲

❺ 激光器的激励方式有哪些

一般来说，激光器的激励方式有以下这些：
1、光泵式激光器。指以光泵方式激励的激光器，包括李逗几乎是全部的固体激光器和液体激光器，以及少友冲数气体激光器和半导体激光器。
2、电激励式激光器。大部分气体激光器均是采用气体放电（直流放电、交流放电、脉冲放电、电子束注入）方式进行激励，而一般常见的半导体激光器多是采用结电流注入方式进行激励，某些半导体激光器亦可采用高能电子束注入方式激励。
3、化学激光器。这是哪告卖专门指利用化学反应释放的能量对工作物质进行激励的激光器，反希望产生的化学反应可分别采用光照引发、放电引发、化学引发。
4、核泵浦激光器。指专门利用小型核裂变反应所释放出的能量来激励工作物质的一类特种激光器，如核泵浦氦氩激光器等。

❻ 激光器的原理是什么

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于损耗，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。激光工作物质，是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体（晶体、玻璃）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并液悉春使这种反转在整个激光发射作用过陆裤程中尽可能有效地保持下去；为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。激励抽运系统，是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置，常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的，整个激励装置，通常是由气体放电光源（如氙灯、氪灯）和聚光器组成，这种激励方式也称作灯泵浦。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。光学共振腔，通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为：①提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以确保输出激光具有一定的定向性和单色性。共振腔作用①，是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状（反射面曲率半径）和相对组合方式所决定；而作用②，则是由给定共闹耐振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光，具有不同的选择性损耗特性所决定的。分类，激光器的种类是很多的。下面，将分别从激光工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围等几个方面进行分类介绍。想了解更多相关信息，可以咨询重庆启丰激光设备有限公司，谢谢！

❼ 简诉半导体激光器的构成及各部分作用

半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。.其工作原理是通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。半导体激光器的激励方式主要有三种，即电注入式，光泵式和高能电子束激励式。电注入式半导体激光器，一般是由砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。光泵式半导体激光器，一般用N型或P型半导体单晶（如GaAS,InAs,InSb等）做工作物质，以其他激光器发出的激光作光泵激励.高能电子束激励式半导体激光器，一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。在半导体激光器件中，性能较好，应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。

半导体激光器的核心发光部分为激光二极管，是由p型和n型半导体构成的pn结管芯，当注入pn结锋正凳的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求提高半导体激光器的内、外部量子效率。常规Φ5mm型半导体激光器封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有这样几种作用：保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质（掺或不掺散色剂），起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯内部的全反射临界清蔽角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜，可使光集中到半导体激光器的轴线方向，相应的视角较小；如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。

核心零件激光二极管：

❽ 四种激光器的工作原理分别是什么

激光器是能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的0.7毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。

激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体（晶体、玻璃）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去；为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。

除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（ 见光学谐振腔）3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。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定向性和相干性。

激励(泵浦)系统 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置，常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的，整个激励装置，通常是由气体放电光源（如氙灯、氪灯）和聚光器组成。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。

光学共振腔 通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为：①提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。共振腔作用①，是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状（反射面曲率半径）和相对组合方式所决定；而作用②，则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光，具有不同的选择性损耗特性所决定的。

几种常见激光器及其用途介绍如下：

Nd：YAG激光器，1064nm，固体激光器，连续激光器的最大输出功率1000W，可用于激光切割金属。

Ho：YAG，固体激光器，可产生对人眼安全的2097nm和2091nm激光，适用于雷达和医学应用。

He-Ne激光器，632.8nm，气体激光器，功率为几mW，用于准直，定位，全息照相等。

CO2激光器，气体激光器，输出波长10.6um，广泛用于激光加工，医疗，大气通信及其他军事应用。

N2分子激光器，气体激光器，输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽小于10ns，重复频率为数十至数千赫，作可调谐燃料激光器的泵浦源，也可用于荧光分析，检测污染等方面。