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。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。激光器方面，激光器单台价格每年降幅超过20%，带动激光装备价格逐年下降超过10%。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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常用激光器种类及应用

染料激光器使用有机染料作为激光介质的激光，通常是一种液体溶液。相比气体的和固态的激光介质，染料激光器通常可以用于更广泛的波长范围内。由于有宽阔的带宽，使得它们特别适合于可调谐激光器和脉冲激光器。但由于其介质寿命短，输出功率受限，基本被钛蓝宝石等波长可调的固体激光器取代。而采用双透镜耦合，其主要优势就是可以分散公差，使得光路上的元件可以有更大的位移空间。

半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。体积小，价格低，，使用寿命长，功耗低，可用于电子信息、激光打印、激光笔、光通信、激光电视、小型激光投影仪、电子信息、集成光学等领域，是实用较重要的一类激光器。整体来说，目前国内产业链的配套相比2018年之前有了比较大的改观。

光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔／切割／焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、大型基础建设，作为其他激光器的泵浦源等等。激光器：激光设备很***的零部件激光被誉为“快的刀、亮的光、准的尺”。

自由电子激光器是一类不同于传统激光器的新型高功率相干辐射光源，它不需要气体、液体或固体作为工作物质， 而是将高能电子束的动能直接转换成相干辐射能．因此， 也可以认为自由电子激光器的工作物质就是自由电子。它具有高功率、率、波长的大范围调谐和超短脉冲的时间结构等一系列优良特性，除了它， 还没有一种激光器能同时具备这些特点。在物理学研究、激光聚变、光化学、光通讯等领域均有非常可观的前景。在物理学研究、激光聚变、光化学、光通讯等领域均有非常可观的前景。

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激光器：激光设备很***的零部件

激光被誉为“快的刀、亮的光、准的尺”。各类激光设备被广泛应用于材料加工、电子信息、航空航天、医学、***、通讯等众多下行业。激光加工技术的出现和推广，改变了汽车、机械、消费电子等传统行业的生产加工模式，为光伏电池、锂电池等新能源技术的实现提供了支撑。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。

工业是激光的首大应用，其中激光切割占比高。从***角度看，***约42%的激光器用于材料加工（包括光刻）。其次为通讯，材料加工中切割占比高为35%，焊接为16%。从中国角度看，激光设备应用中工业占比为63%，工业激光设备中激光切割占比为31%。③液体激光器，这类激光器所采用的工作物质主要包括两类，一类是有机荧光染料溶液，另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液,其中金属离子（如Nd）起工作粒子作用，而无机化合物液体（如SeOCl2）则起基质的作用。

激光器是用来产生激光的部件，是激光设备中***的零部件。激光器的价值在成套激光加工装备总价值的20%-40%，甚至更高。

纳秒脉冲光纤激光器概述

自从 1961 年，美国光学公司的 Snitzer 和 Koester 报道了世界上首台光纤激光器以来，由于光纤激光器具有光束质量高、成本低、转换效率较高、稳定性好、体积小、兼容性强、寿命长、散热快等优点而备受关注。尤其是高功率的纳秒脉冲光纤激光器，已经被广泛的应用于激光加工、激光测距仪、二次谐波的产生、***等领域。因此，高功率纳秒脉冲光纤激光器的研发和实用化技术已成为激光技术领域的一个热点。由于纳秒脉冲光纤激光器具有如下优点：(1)光束质量高。光纤的纤芯直径在几个微米的量级，能大大的提高激光器的光束质量，从而满足工业加工的高质量需求。(2)散热好。光纤激光器的体积很小，无需庞大的水冷系统，高功率运转时也只需要风冷。(3)体积小。光纤具有良好的柔性，使得激光器可以设计得相当小巧、结构紧凑、易于集成，并且在高冲击、强震动、高温度、大灰尘等相对恶劣的环境中也能工作。(4)良好的光谱特性。通过改变不同掺杂的增益光纤和与之相匹配的光纤元器件，可以实现不同波长的激光输出。因此，研究纳秒脉冲光纤激光器已成为当今的趋势。在光纤激光器中，主要通过调 Q 技术实现纳秒脉冲，调 Q 方式分为主动调 Q 和被动调 Q 两种。主动调 Q 技术主要是在腔内插入电光开关或声光开关调制腔内的 Q 值来产生短高强的激光脉冲，产生的脉冲宽度从几十纳秒到几百纳秒。被动调 Q 技术主要是采用可饱和吸收体(半导体材料或者掺稀土的晶体薄片)进行调 Q。与主动调 Q 相比，被动调 Q 具有成本低廉、结构紧凑、峰值功率高、脉冲宽度窄等优点，因此采用被动调 Q 技术得到的窄脉宽、高重频、高功率光纤激光器具有重要的实际意义。2018年光纤激光器***占有率：美国IPG占比前一，为50。