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筱晓小课堂 | 脉冲激光器类型介绍
点击次数:61发布时间:2024/12/23
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工作波段分类
紫外波段脉冲激光器
这类激光器发射的激光波长位于紫外光谱区域(通常小于400纳米),具有极高的光子能量,因此在材料加工(如微细加工、表面改性)、生物医学(如光化学疗法、基因编辑)、以及科学研究(如光谱分析、量子物理研究)等领域有着广泛应用。然而,由于其高能量密度和短波长特性,使用时需特别注意安全防护。
可见光波段脉冲激光器
发射的激光波长在可见光谱范围内(约400-700纳米),这类激光器直观可见,便于对准和调试,广泛应用于激光显示、激光打印、机器视觉、以及科研教学等领域。其颜色多样性(红、绿、蓝等)也为特定应用提供了更多选择。
近红外波段脉冲激光器
波长位于近红外区域(约700-2500纳米),由于水分子对该波段激光的吸收较弱,因此在医疗手术(如激光眼科手术)、材料加工(如激光切割、焊接)、以及通信领域(如光纤通信)中得到广泛应用。此外,近红外激光还常用于激光雷达和遥感技术中。
中红外波段脉冲激光器
波长进一步延长至中红外区域(约2.5-25微米),这一波段的激光对许多有机材料具有较强的吸收性,因此在化学分析(如红外光谱仪)、热成像、气体检测、以及材料处理(如塑料焊接)等领域展现出独特优势。
2
谐振腔类型分类
固体脉冲激光器
采用固体增益介质(如Nd:YAG、Er:YAG等),通过泵浦光激发增益介质中的粒子跃迁产生激光。这类激光器结构紧凑、效率高、稳定性好,广泛应用于工业加工、医疗、科研等多个领域。
气体脉冲激光器
以气体(如CO2、氦氖等)作为增益介质,通过放电或电子束激发气体分子产生激光。气体激光器通常具有较大的光束直径和较长的相干长度,适用于长距离通信、材料切割和焊接等场景。
半导体脉冲激光器
利用半导体材料(如GaAs、InP等)的能带结构特性,通过电流注入或光泵浦实现激光输出。半导体激光器体积小、重量轻、易于集成,广泛应用于光通信、数据存储、激光打印等领域。
光纤脉冲激光器
以光纤作为增益介质,通过泵浦光在光纤中激发稀土离子(如Er??、Yb??)产生激光。光纤激光器具有光束质量、高效率和良好的散热性能,是光通信、工业加工和科学研究中的重要工具。
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脉冲光的脉宽分类
纳秒脉冲激光器
脉冲宽度在纳秒(10^-9秒)量级,适用于大多数工业加工和材料处理任务,因其较高的能量密度而能有效去除材料。
皮秒脉冲激光器
脉冲宽度缩短至皮秒(10^-12秒)量级,能够产生极高的峰值功率,同时减少热影响区,适用于精密加工和微细加工领域。
飞秒脉冲激光器
脉冲宽度进一步缩短至飞秒(10^-15秒)量级,能够产生超短脉冲,实现超快时间分辨和超高精度加工,广泛应用于超快光学、生物医学成像和物质科学研究。
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工作原理分类
锁模激光器
通过特定的技术手段(如主动锁模、被动锁模)使激光器内部的不同模式之间产生相位锁定,从而产生超短脉冲。锁模激光器是实现飞秒和皮秒脉冲输出的关键技术。
调Q激光器
通过调节激光器的品质因数(Q值),在泵浦过程中积累能量,然后在极短时间内迅速释放,形成巨脉冲输出。调Q激光器常用于需要高能量脉冲输出的应用场景,一般是皮秒或纳秒。