红宝石激光器波长工作原理(小型红宝石激光器内部结构科普)

　　1、激光是怎么产生的？

　　激光是一种通过入射光子的激发使处于亚稳态的较高能级的原子、离子或分子跃迁到低能级时完成受激辐射所发出的光。由于受激辐射所发出的光与引起这种受激辐射的入射光在相位、波长、频率和传播方向等几方面完全一致，因此激光除具有一般光源的共性之外，还具有亮度高、方向性好、单色性好和相干性好四大特性。激光的上述优异特性是普通光源望尘莫及的。

　　2、激光器的基本组成？

　　激光器通常由工作物资、激励源、光学谐振腔三部分组成。

　　工作物质：被激励源激励后能产生粒子数反转的工作介质；

　　激励源：能使工作物质发生粒子数反转的能源，又称为泵浦源；

　　光学谐振腔：对受激辐射进行放大的装置，通常是两块相互平行的全反射镜和半反射镜

　　3、激光加工的原理？

　　由于激光的发散角小和单色性好，理论上可以聚焦到尺寸与光的波长相近的（微米）小斑点上，可以使焦点处的功率密度达到100~1000W/cm^2，温度可达1万℃以上。在这样的高温下，大部分材料都将瞬时急剧熔化和和汽化，并爆炸性地高速喷射出来，同时产生方向性很强的冲击。激光加工就是工件在光热效应下产生高温熔融和受冲击波抛出的综合作用过程。

　　4、激光器的分类？

　　按工作介质分类：固体激光器、气体激光器、液体激光器、光纤激光器、半导体激光器。

　　固体激光器：红宝石激光器

　　气体激光器：氦氖激光器、CO2激光器

　　按功率分类：低功率激光器（<100W）、中功率激光器（100~1000W）、高功率激光器（＞1000W）

　　5、各自类型激光器的特点？

　　固体激光器：一般以光作为泵浦源，能产生激光的晶体或玻璃被称为激光工作物质。比如，红宝石激光器产生的694nm的光极易被黑色素吸收，因此红宝石激光器也被用于色素性病变（皮肤长斑）的治疗。

　　气体激光器：是利用气体作为工作物质的激光器。气体种类有原子气体（氦氖激光器、惰性气体离子激光器、金属蒸汽激光器）、分子气体（氮气激光器、二氧化碳激光器）、准分子气体等。比如，二氧化碳激光器的能量转换率高，输出功率可从几瓦到几万瓦，加上极高的光束质量，使得二氧化碳激光器在材料加工、科研、国防及医学方面均有着广泛应用。

　　液体激光器：也叫染料激光器，是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，液体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。

　　光纤激光器：是指用掺稀土元素的玻璃光纤作为工作物质的激光器。小型轻量化、光束品质好、内光路无需维护、长期稳定性好、容易实现大功率化、可长距离传输、加工效率高，但制造成本相对较高。应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、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、大型基础建设，也可作为其他激光器的泵浦源等等。

　　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，效率高，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，是最实用、最重要的一类激光器。

　　6、激光在自动化设备方面的应用有哪些？

　　激光技术在自动化设备领域的应用主要有激光打标、激光切割、激光焊接、激光雕刻、激光钻孔、激光蚀刻、微加工、表面改性等。其中激光打标、激光切割、激光焊接应用最广。

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