激光器原理

激光器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***的条件是粒子数反转和增益大于损耗，所以装置中***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。除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，包括泵浦源、光学谐振腔和增益介质三部分。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***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。

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激光加工行业概述

激光可以对材料（包括金属与非金属）进行表面处理、切割、焊接、打孔及微加工等。激光加工具有加工对象广、变形小、精度高、节省能源、公害小、可远距离加工、可自动化加工等显著优点，目前已成为一种新型制造技术和手段，被誉为“不磨损的加工工具”。

激光加工已广泛应用于电子、汽车、机械制造、钢铁冶金、石油、轻工、医学器械、包装、礼品工业、钟表、民爆、服装、化妆品、航空航天等行业，体现着一个国家的生产加工能力、装备水平和竞争能力，因此激光加工行业是当今各个国家较为关注和发展较为迅速的行业之一。产生激光的***的条件是粒子数反转和增益大于损耗，所以装置中***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。

激光加工因激光束能量集中、稳定，特别适合于硬度大、熔点高等传统工艺方法较难加工的材料。按照不同的用途，激光加工可分为激光切割、激光焊接、激光打标和激光雕刻等几种。

激光介绍

随着激光器件的发展，飞秒强激光的产生、超短强激光与物质的相互作用已成为当今研究的热点之一。强激光与物质（固体、分子、原子、团簇）作用过程中，等离子体的动力学特性，如温度、密度分布及其均匀性直接影响了X射线的发射特性、产生的X射线激光的增益高低及X射线的传输特性[1，2]，因而利用X射线谱来获取等离子体的温度、密度等重要参数，有助于我们对激光与物质相互作用机制和过程的认识和理解。国内P. X. Lu，王晓方等用条纹相机对纳秒光与各种固体靶进行了比较细致的研究[3，4]，但是在飞秒的激光脉冲条件下，激光与物质的作用过程很快，很强激光能迅速地消融固体靶面，等离子体膨胀和扩散时间变得很小或可以忽略不计，等离子体的尺度在百分之一到十分之一个激光波长的范围，从而激光能量可以直接沉积在固体表面上，产生大梯度的具有极高乃至近似固体密度的等离子体，其动力学过程及原子与离子的状态和时空特性与纳秒情况下完全不同。激光加工因激光束能量集中、稳定，特别适合于硬度大、熔点高等传统工艺方法较难加工的材料。因此对飞秒的激光下等离子体的特性，特别是时间与空间特性方面的研究具有重要的意义，飞秒与纳秒激光与物质作用的比较研究也有利于对其相互作用机理的理解。本文报道了利用具有空间分辨能力的大面积透射光栅软X射线谱仪对铝等离子体在0.5～11 nm的发射光谱进行的研究，并用线强度比的方法对纳秒与飞秒的激光打铝靶产生的等离子体的温度、密度特性进行了诊断，对其空间特性也做了简单的比较。