激光器的分类
自从上世纪60年代以来,激光器已经发展出了众多类型,主要包括不同的工作介质、不同的脉宽,因此我们按照激光器的工作介质和输出脉冲两个思路对目前主要的激光器进行分类,并且介绍相关的激光术语。
按激光工作介质,激光器可以分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器、染料激光器和自由电子激光器。
固体激光器(晶体,玻璃):在基质材料中掺入激活离子而制成,都是采用光泵浦的方式激励。
1)钕玻璃激光器:在玻璃中掺入稀土元素钕做工作物质,
输出波长:λ=1.053μm
2)红宝石激光器:
输出波长:λ=694.3nm,
输出线宽:∆λ=0.01∼0.1nm
工作方式:连续,脉冲
3)掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG):YAG晶体内掺进稀土元素钕,
输出波长:λ=1064nm,914nm,1319nm
工作方式:连续,高重复率脉冲
连续波可调谐钛蓝宝石激光器:
输出波长:λ=675∼1100nm
气体激光器:在单色性/光束稳定性方面比固体/半导体/液体激光器优越,频率稳定性好,是很好的相干光源,可实现最大功率连续输出,结构简单,造价低,转换效率高。
谱线丰富,多达数千种(160nm--4mm)。
工作方式:连续运转(大多数)
1)氦-氖激光器:
常用的为λ=632.8nm
根据选择的工作条件激光器可以输出近红外,红光,黄光,绿光
(λ=3.39μm,1.15μm)
2)CO2激光器:λ=10.6μm
3)氩离子气体激光器:λ=488nm,514.5nm
4)氦-镉激光器:波长为325nm的紫外辐射和441.6nm的蓝光
5)铜蒸汽激光器:波长510.5nm的绿光和578.2nm的黄光
6)氮分子激光器:紫外光,常见波长:337.1nm,357.7nm
半导体激光器:由不同组分的半导体材料做成激光有源区和约束区的激光器;体积最小,重量最轻,使用寿命长,有效使用时间超过10万小时。
工作物质包括GaAS(砷化镓),InAS(砷化铟),Insb(锑化铟),CdS(硫化镉)。
输出波长范围:紫外,可见,红外
DFB半导体激光器,
DBR半导体激光器,
垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL),
量子级联激光器(quantum cascade lasers, QCLs):属于半导体激光器的一种,基于电子在半导体量子阱中导带子带间跃迁和声子辅助共振隧穿原理的新型单极半导体器件。
染料激光器(液体激光器)
染料激光器输出的激光波长在340~1200nm的波长范围内连续可调。
主要应用在光化学,光生物学,激光医学等方面。
化学激光器:
化学激光器的工作物质主要HF或DF,其可将化学能直接转换为激光能,不需要外界泵浦源,典型波长范围为近红外到中红外谱区,最有希望获得最大功率。
适用于无电源的野外作业。
自由电子激光器
光纤激光器
光纤激光器是近年来最热门的激光器,其结构简单、稳定可靠、能够产生超大功率激光,输出模式灵活,单位功率成本低,是目前增长速度最快的一种商用激光器。
此外还可以按照化学组成对激光器进行分类,激光器可以分为原子激光器,分子激光器,离子激光器,自由电子激光器,准分子激光器。