光電檢測(cè)技術(shù)課件(第三章)

光電檢測(cè)技術(shù)

賈丹平

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SHENYANGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第三章光電檢測(cè)中的常用光源

本章主要內(nèi)容：1、光源的特性參數(shù)（掌握）2、熱輻射源3、氣體放電光源4、激光光源（重點(diǎn)）5、固體發(fā)光光源2第三章光電檢測(cè)中的常用光源按發(fā)光機(jī)理可分為：熱輻射光源、氣體輻射光源、固體輻射光源和激光光源在光電檢測(cè)系統(tǒng)中，電光源是最常用的光源。按照光波在時(shí)間、空間上的相位特征，一般將光源分成相干光源和非相干光源說(shuō)說(shuō)看：你都知道哪些光源？31.輻射效率和發(fā)光效率在給定λ1～λ2波長(zhǎng)范圍內(nèi)，某一輻射源發(fā)出的輻射通量與產(chǎn)生這些輻射通量所需的電功率之比，稱(chēng)為該輻射源在規(guī)定光譜范圍內(nèi)的輻射效率，表示為

某一光源所發(fā)射的光通量與產(chǎn)生這些光通量所需的電功率之比，就是該光源的發(fā)光效率單位為1m／W(流明每瓦)?！?.1光源的特性參數(shù)4§3.1光源的特性參數(shù)下表所列的為一些常用光源的發(fā)光效率。5§3.1光源的特性參數(shù)2.光譜功率分布在選擇光源時(shí)，它的光譜功率分布應(yīng)由測(cè)量對(duì)象的要求來(lái)決定。在目視光學(xué)系統(tǒng)中，一般采用可見(jiàn)區(qū)光譜輻射比較豐富的光源。對(duì)于彩色攝影用光源，應(yīng)采用類(lèi)似于日光色的光源，如鹵鎢燈、氙燈等。在紫外分光光度計(jì)中，通常使用氘燈、汞氙燈等紫外輻射較強(qiáng)的光源。(a)(b)(c)(d)(a)線狀光譜(b)帶狀光譜(c)連續(xù)光譜(d)混合光譜6§3.1光源的特性參數(shù)3.空間光強(qiáng)分布

常用發(fā)光強(qiáng)度矢量和發(fā)光強(qiáng)度曲線來(lái)描述光源的這種特性。在空間某一截面上，自原點(diǎn)向各徑向取矢量，矢量的長(zhǎng)度與該方向的發(fā)光強(qiáng)度成正比，稱(chēng)其為發(fā)光強(qiáng)度矢量。將各矢量的端點(diǎn)連起來(lái)，就得到光源在該截面上的發(fā)光強(qiáng)度分布曲線，也稱(chēng)配光曲線。下圖是氣體發(fā)光光源光強(qiáng)分布。

7§3.1光源的特性參數(shù)顯色性:當(dāng)用這種光源照射物體時(shí)，物體呈現(xiàn)的顏色(也就是物體反射光在人眼內(nèi)產(chǎn)生的顏色感覺(jué))與該物體在完全輻射體照射下所呈現(xiàn)的顏色的—致性，稱(chēng)為該光源的顯色性。光源對(duì)物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱(chēng)為顯色性，也就是顏色逼真的程度4.光源的顏色光源的顏色包含了兩方面的含義，即色表和顯色性。色表:用眼睛直接觀察光源時(shí)所看到的顏色稱(chēng)為光源的色表。例如高壓鈉燈的色表呈黃色，熒光燈的色表呈白色。和傳統(tǒng)意義上的顏色有什么區(qū)別？8§3.1光源的特性參數(shù)5.光源的色溫

黑體的溫度與它的輻射特性是一一對(duì)應(yīng)的。從光源的顏色與溫度的這種關(guān)系，引出了顏色溫度的概念，簡(jiǎn)稱(chēng)色溫。一般光源，經(jīng)常用色溫、相關(guān)色溫和分布溫度表示。

1)色溫如果輻射源發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射出的光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱(chēng)為該輻射源的色溫。

2)相關(guān)色溫若—個(gè)光源的顏色與任何溫度下的黑體輻射的顏色都不相同，這時(shí)的光源用相關(guān)色溫表示。在均勻色度圖中，如果光源的色坐標(biāo)點(diǎn)與某—溫度下的黑體輻射的色坐標(biāo)點(diǎn)最接近，則該黑體的溫度稱(chēng)為這個(gè)光源的相關(guān)色溫。

3)分布溫度輻射源在某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)輻射的相對(duì)光譜功率分布，與黑體在某—溫度下輻射的相對(duì)光譜功率分布一致，那么該黑體的溫度就稱(chēng)為這個(gè)輻射源的分布溫度。選擇光源時(shí)，應(yīng)綜合考慮光源的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、光譜特性等性能。色溫與相關(guān)色溫主要描述光源發(fā)出的光色，并不表示光源的實(shí)際溫度例如：色溫高說(shuō)明藍(lán)綠光成分多，色溫低說(shuō)明黃紅光成分多9§3.1光源的特性參數(shù)10根據(jù)斯忒藩-玻爾茲曼定律知，物體只要其溫度大于絕對(duì)零度，都會(huì)向外界輻射能量，其輻射特性與溫度的四次方有關(guān)。物體由于溫度較高而向周?chē)鷾囟容^低環(huán)境發(fā)射能量的形式稱(chēng)為熱輻射，這種物體稱(chēng)為熱輻射源1.太陽(yáng)太陽(yáng)直徑約為1.392×109m。它到地球的年平均距離是1.496×1011m。從地球上觀看太陽(yáng)時(shí)，太陽(yáng)的張角只有0.533o。太陽(yáng)光譜能量分布相當(dāng)于5900K左右的黑體輻射。在大氣層外，太陽(yáng)對(duì)地球的輻照度值在不同的光譜區(qū)所占的百分比為紫外區(qū)(<0.38)6.46%

可見(jiàn)區(qū)(0.38～0.78)46.25%

紅外區(qū)(>0.78)47.29%

§3.2熱輻射源陰影部分表示大氣的光譜吸收帶11§3.2熱輻射源2.黑體模擬器在許多光電儀器中，往往需要輻射源的溫度特性和光譜特性酷似理想黑體的特性。這種輻射源常稱(chēng)為黑體模擬器，也稱(chēng)基準(zhǔn)輻射源。下圖給出了幾種工程黑體的典型結(jié)構(gòu)。由圖可見(jiàn)，工程黑體的內(nèi)腔呈簡(jiǎn)單的幾何形狀——球形、錐形、圓柱型，或者是這些形狀的組合。

12§3.2熱輻射源

在實(shí)際應(yīng)用中，基準(zhǔn)輻射源稱(chēng)為黑體爐，由石墨制做，外壁包上較厚一層可長(zhǎng)時(shí)間承受工作高溫的熱絕緣材料，以利于保溫。采用電加熱線圈加熱，其線圈繞制、排列保證均勻加熱。此外，腔體內(nèi)置有高精度的熱電偶或熱電阻，用其檢測(cè)輻射器空腔內(nèi)的溫度。為了使溫度均勻穩(wěn)定，全輻射器空腔的幾何尺寸中l(wèi)/d＞1.5。內(nèi)腔的長(zhǎng)度為L(zhǎng),出口直徑為d。目前的黑體模擬器最高工作溫度為3000K，而實(shí)際應(yīng)用的大多是在2000K以下。13§3.2熱輻射源3.白熾燈是最流行的可見(jiàn)光譜輻射源，是光電測(cè)量中最常用的光源之—。依靠電能加熱金屬絲，使它在真空或惰性氣體中達(dá)到白熾狀態(tài)而發(fā)光。鎢的熔點(diǎn)高、電阻大、蒸發(fā)率小，在高溫下仍有足夠的強(qiáng)度，加工容易。輻射光譜限于能夠通過(guò)玻璃泡的光譜部分，大約在0.3~3.0微米范圍。白熾燈發(fā)射的是連續(xù)光譜，在可見(jiàn)光譜段中部和黑體輻射曲線相差約0.5％，而在整個(gè)光譜段內(nèi)和黑體輻射曲線平均相差2％。白熾燈有真空鎢絲燈、充氣鎢絲燈和鹵鎢燈。真空鎢燈是將玻璃燈泡抽成真空，鎢絲被加熱到2300~2800K時(shí)發(fā)出復(fù)色光，發(fā)光效率約為10lm/W。提高燈絲溫度可提高發(fā)光效率，但燈絲溫度越高蒸發(fā)越快，因而燈絲越來(lái)越細(xì)，玻璃殼易發(fā)黑，降低亮度，縮短壽命。充氣鎢絲燈：充氬氮等惰性氣體，工作溫度可提高到2700~3000K時(shí)發(fā)出復(fù)色光，發(fā)光效率約為17lm/W。

14§3.2熱輻射源鹵鎢燈：如果在燈泡內(nèi)充入鹵鎢循環(huán)劑(如氯化碘、溴化硼等)，在一定溫度下可以形成鹵鎢循環(huán)，即蒸發(fā)的鎢和玻璃殼附近的鹵素合成鹵鎢化合物，而該鹵鎢化合物擴(kuò)散到溫度較高的燈絲周?chē)鷷r(shí)，又分解成鹵素和鎢。這樣，鎢就重新沉積在燈絲上，而鹵素被擴(kuò)散到溫度較低的燈泡壁區(qū)域再繼續(xù)與鎢化合。這一過(guò)程稱(chēng)為鎢的再生循環(huán)，如下圖。鹵鎢循環(huán)延長(zhǎng)了燈的壽命。燈的工作溫度可達(dá)3000~3200K，發(fā)光效率也相應(yīng)提高到30lm／W。白熾燈泡的燈絲形狀對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的方向性有影響，普通照明常用W燈絲，使燈360度發(fā)光。光柵的莫爾條紋測(cè)量用直絲形狀燈泡，且燈絲長(zhǎng)度方向與光柵刻線方向一致。15§3.3氣體放電光源氣體放電光源也稱(chēng)氣體燈。制作時(shí)在燈中充入發(fā)光用的氣體，如氦、氖、氙、氪等，或金屬蒸氣，如汞、鈉、硫等，這些元素的原子在電場(chǎng)作用下電離出電子和離子，當(dāng)離子向陰極、電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)時(shí)，從電場(chǎng)中得到加速，當(dāng)它們與氣體原子或分子高速碰撞時(shí)會(huì)激勵(lì)出新的電子和離子。在碰撞過(guò)程中有些電子會(huì)躍遷到高能級(jí)，引起原子的激發(fā)。受激原子回到低能級(jí)時(shí)就會(huì)發(fā)射出相應(yīng)的輻射，這樣的發(fā)光機(jī)制被稱(chēng)為氣體放電原理。氣體放電光源具有下述特點(diǎn):

1.發(fā)光效率高。比同瓦數(shù)的白熾燈發(fā)光效率高2～10倍

2.由于不靠燈絲發(fā)光，電極可以做得牢固緊湊耐震、抗沖擊。

3.壽命長(zhǎng)。一般比白熾燈壽命長(zhǎng)2～10倍。

4.光色適應(yīng)性強(qiáng)，可在較大范圍內(nèi)選擇。由于上述特點(diǎn)，氣體放電光源具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在光電測(cè)量和照明中得到廣泛使用。16§3.3氣體放電光源一、脈沖燈特點(diǎn)：1、在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出很強(qiáng)的光輻射

2、高亮度工作電路原理：用途：廣泛用作攝影光源、激光器的光泵和印刷制版的光源等。17§3.3氣體放電光源1、氙燈輻射光譜是連續(xù)的，與日光的光譜能量分布相接近；色溫約6000K左右，顯色指數(shù)90以上，因此有“小太陽(yáng)”之稱(chēng)；氙燈分為長(zhǎng)弧氙燈、短弧氙燈和脈沖氙燈三種；長(zhǎng)弧氙燈的發(fā)光效率為25～30lm／W；18§3.3氣體放電光源外形結(jié)構(gòu)產(chǎn)品情況19§3.3氣體放電光源20§3.3氣體放電光源2、氘燈

氘燈的紫外線輻射強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)，因此常用作各種紫外分光光度計(jì)的連續(xù)紫外光源。

21§3.3氣體放電光源二、原子光譜燈空心陰極放電的電流密度比正常輝光高出100倍以上，電流大但溫度不高，因此發(fā)光的譜線不僅強(qiáng)度大，而且波長(zhǎng)寬度很小。如金屬鈣的原子光譜波長(zhǎng)為42267nm時(shí)，光譜帶寬為33nm。22§3.3氣體放電光源三、汞燈23§3.4半導(dǎo)體發(fā)光光源在電場(chǎng)的作用下使半導(dǎo)體的電子空穴復(fù)合而發(fā)光的器件，又稱(chēng)為注入式場(chǎng)致發(fā)光光源（LED）。一、工作原理場(chǎng)致激發(fā)使載流子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，當(dāng)電子從高能級(jí)回到低能級(jí)時(shí)放出光子，即半導(dǎo)體發(fā)光。24§3.4半導(dǎo)體發(fā)光光源輻射光的波長(zhǎng)決定于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度：25§3.4半導(dǎo)體發(fā)光光源2、主要參數(shù)和特性（1）伏安特性GaAs:1VGaAsP:1.5VGaP(紅）：1.8VGaP(綠）：2V正向電壓1.5~3V反向擊穿電壓：5~20V26§3.4半導(dǎo)體發(fā)光光源（2）光譜特性27§3.4半導(dǎo)體發(fā)光光源（3）發(fā)光亮度特性28§3.4半導(dǎo)體發(fā)光光源（4）溫度特性（5）響應(yīng)時(shí)間（6）壽命

在電流密度小于lA／cm2時(shí)，壽命可達(dá)106小時(shí)。但電流密度對(duì)二極管的壽命是有影響的，電流密度大時(shí)，發(fā)光亮度高，壽命就會(huì)很快縮短。3、用途

除做光源外，還可以做指示燈、電平指示、安全閃光、交替閃光、電源極性指示、數(shù)碼顯示；高亮度LED廣泛用于汽車(chē)儀表顯示燈、汽車(chē)尾燈、交通信號(hào)燈。溫度特性29

§3.5激光器原理及應(yīng)用123激光產(chǎn)生的基本原理典型激光器介紹4半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用激光器的發(fā)展歷史30引言自從1960年由Maiman研制成功世界上第一臺(tái)紅寶石固體激光器以來(lái)，激光技術(shù)發(fā)展極為迅速，并帶動(dòng)一大批相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用遍布幾乎所有的領(lǐng)域，如信息、醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)和軍事技術(shù)等各個(gè)部門(mén)，是具有里程碑意義的重要技術(shù)成就。激光技術(shù)的廣泛應(yīng)用使之成為力學(xué)、物理、化學(xué)、材料科學(xué)、光電子以及醫(yī)學(xué)工程之間的一門(mén)交叉學(xué)科。激光是一種高亮度的定向能束，單色性好，發(fā)散角很小，具有優(yōu)異的相干性，既是光電測(cè)試技術(shù)中的最佳光源，也是許多測(cè)試技術(shù)的基準(zhǔn)。31§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理一、發(fā)光機(jī)理

激光器的發(fā)光過(guò)程始終伴隨著三個(gè)躍遷過(guò)程：自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收。1、自發(fā)輻射：當(dāng)原子被激發(fā)到高能級(jí)E2時(shí)，它在高能級(jí)上是不穩(wěn)定的，總是力圖使自己處于低的能量狀態(tài)E1.處于高能級(jí)的原子自發(fā)地向低能級(jí)躍遷，并發(fā)射出一個(gè)能量為的光子。*自發(fā)輻射特點(diǎn)：每個(gè)原子的躍遷是獨(dú)立自發(fā)進(jìn)行的，他們彼此毫無(wú)關(guān)系，因而發(fā)出的輻射式雜亂無(wú)章的非相干光。32§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理2、受激輻射：在能量為的光子誘發(fā)下，處于高能級(jí)E2的原子有可能躍遷到低能級(jí)E1，同時(shí)輻射出一個(gè)與誘發(fā)光子的狀態(tài)完全相同的光子，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為受激輻射躍遷。*受激輻射特點(diǎn)(1)只有入射光子的能量時(shí)，才能引起受激輻射。(2)受激輻射所發(fā)出的光子與入射光子的特性完全相同，即頻率相同、相位相同、偏振方向相同，傳播方向相同。*受激輻射的結(jié)果：使入射光強(qiáng)得到放大，即光經(jīng)受激輻射后，特性完全相同的光子數(shù)增加。33§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理3、受激吸收：處于低能級(jí)E1的原子，在頻率為的光場(chǎng)作用（照射）下，吸收一個(gè)能量為的光子后躍遷到高能級(jí)E2的過(guò)程稱(chēng)為受激吸收躍遷。34§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理二、激光產(chǎn)生的條件1、有提供放大作用的增益介質(zhì)作為激光工作物質(zhì)，其激活粒子（原子、分子或離子）有適合于產(chǎn)生受激輻射的能級(jí)結(jié)構(gòu)。2、有外界激勵(lì)源，將下能級(jí)的粒子抽運(yùn)到上能級(jí)，使激光上下能級(jí)之間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。處于激發(fā)態(tài)的載流子數(shù)遠(yuǎn)大于處于基態(tài)的載流子數(shù)，即把載流子的正常分布倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，稱(chēng)為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。3、有一個(gè)諧振腔為出射光子提供正反饋及高的增益，用以維持受激輻射的持續(xù)振蕩。只有與軸線平行的光子在腔內(nèi)的兩個(gè)反射面上來(lái)回反射，反復(fù)通過(guò)工作物質(zhì)，依靠受激輻射，光子每通過(guò)一次工作物質(zhì)便得到一次增強(qiáng)。

因此光學(xué)諧振腔增長(zhǎng)激活介質(zhì)的工作長(zhǎng)度，控制光束的傳播方向，選擇被放大的受激輻射光頻率以提高單色性。35§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理三、激光器的基本組成36§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理1、激光工作物質(zhì)*是指用來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系，有時(shí)也稱(chēng)為激光增益介質(zhì)。*要求具有合適的能級(jí)結(jié)構(gòu)和躍遷特性*可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導(dǎo)體和液體等介質(zhì)。*決定了激光器能夠輻射的激光波長(zhǎng)。2、泵浦源*作用：對(duì)激光工作物質(zhì)進(jìn)行激勵(lì)，將激活粒子從基態(tài)抽運(yùn)到高能級(jí)，以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。*光學(xué)激勵(lì)、氣體放電激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)、核能激勵(lì)。利用外界光源發(fā)出的光來(lái)輻照激光工作物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)對(duì)于氣體激光工作物質(zhì)，通常將氣體密封在細(xì)玻璃管內(nèi)，在其兩端加電壓，通過(guò)氣體放電的方法進(jìn)行激勵(lì)。利用在激光工作物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的，通常要求有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)物和相應(yīng)的引發(fā)措施。利用小型核裂變反映所產(chǎn)生的裂變碎片、高能粒子或放射線來(lái)激勵(lì)激光工作物質(zhì)并實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。37§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理3、光學(xué)諧振腔*增加激光工作介質(zhì)的有效長(zhǎng)度，使得受激輻射過(guò)程有可能超過(guò)自發(fā)輻射而稱(chēng)為主導(dǎo)。*提供光學(xué)正反饋，使激活介質(zhì)中產(chǎn)生的輻射多次通過(guò)介質(zhì)，并且使光束在腔內(nèi)往返一次過(guò)程中由受激輻射所提供的增益超過(guò)光束所受的損耗，從而使光束在腔內(nèi)得到放大并維持自激振蕩。*可以對(duì)腔內(nèi)振蕩光束的方向和頻率進(jìn)行限制，以保證輸出激光的高單色性和高方向性。38§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理四、激光器的分類(lèi)1、根據(jù)工作物質(zhì)的不同分類(lèi)：

固體激光器、氣體激光器、半導(dǎo)體激光器、液體激光器、光纖激光器等按照激光器工作方式分類(lèi)：

連續(xù)激光器、脈沖激光器39§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理五、激光器的特點(diǎn)高方向性：用平面發(fā)散角來(lái)衡量氦氖激光器發(fā)散角可達(dá)3*10-4rad固體激光器發(fā)散角略大10-2rad半導(dǎo)體激光器橫向發(fā)散角約5~10度，方向性較差不同類(lèi)型激光器方向性差別很大，與工作物質(zhì)良好的均勻性、光腔類(lèi)型和腔長(zhǎng)、激勵(lì)方式以及激光器工作狀態(tài)有關(guān)。單色性好：通常用頻譜分布的譜線寬度描述，頻帶越窄，光源單色性越好。氦氖激光器發(fā)出的波長(zhǎng)632.8nm的光，光頻f為4.74*1014Hz，而高精度穩(wěn)頻后的譜線寬度，即頻率變化范圍為只有2Hz，普通光源的氦氖氣體放電管發(fā)出同樣頻率的激光，其譜線寬度為1.52*109Hz半導(dǎo)體激光器因體積小、功率大，散熱又不太好，故單色性較差。40§3.5.1激光產(chǎn)生的基本原理相干性好：普通單色光源（如氦原子的0.6328微米熒光譜線）譜線寬度為2*109Hz，其相干長(zhǎng)度僅為0.15m,而激光器譜線寬度為10KHz,相干長(zhǎng)度30km.高亮度：高亮度和高相干性的結(jié)合是激光與普通光源在特性上的最主要區(qū)別。輸出功率為1mw的氦氖激光器光強(qiáng)是100w高壓汞燈的1000倍。41§3.5.2激光器的發(fā)展歷史一、激光器的世界發(fā)展歷史激光器是在1960年正式問(wèn)世的。但是，激光的歷史卻已有100多年。確切地說(shuō)，遠(yuǎn)在1893年，在波爾多一所中學(xué)任教的物理教師布盧什就已經(jīng)指出，兩面靠近和平行鏡子之間反射的黃鈉光線隨著兩面鏡子之間距離的變化而變化。他雖然不能解釋這一點(diǎn)，但為未來(lái)發(fā)明激光發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極為重要的現(xiàn)象。1917年愛(ài)因斯坦提出“受激輻射”的概念，奠定了激光的理論基礎(chǔ)。1958年美國(guó)科學(xué)家肖洛和湯斯發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象：當(dāng)他們將閃光燈泡所發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時(shí)，晶體的分子會(huì)發(fā)出鮮艷的、始終會(huì)聚在一起的強(qiáng)光。由此他們提出了“激光原理”，受激輻射可以得到一種單色性、亮度又很高的新型光源。1958年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的湯斯和肖洛發(fā)表了關(guān)于激光器的經(jīng)典論文，奠定了激光發(fā)展的基礎(chǔ)。42§3.5.2激光器的發(fā)展歷史1960年，美國(guó)人梅曼(T.H.Maiman)發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。梅曼利用紅寶石晶體做發(fā)光材料，用發(fā)光度很高的脈沖氙燈做激發(fā)光源，獲得了人類(lèi)有史以來(lái)的第一束激光。1965年，第一臺(tái)可產(chǎn)生大功率激光的器件--二氧化碳激光器誕生。1967年，第一臺(tái)Ｘ射線激光器研制成功。1997年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員研制出第一臺(tái)原子激光器。43§3.5.2激光器的發(fā)展歷史激光器的種類(lèi)很多，可分為固體、氣體、液體、半導(dǎo)體和染料等五種類(lèi)型：（1）固體激光器一般小而堅(jiān)固，脈沖輻射功率較高，應(yīng)用范圍較廣泛。（2）半導(dǎo)體激光器體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別適于在飛機(jī)、軍艦、車(chē)輛和宇宙飛船上使用。半導(dǎo)體激光器可以通過(guò)外加的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、壓力等改變激光的波長(zhǎng)，能將電能直接轉(zhuǎn)換為激光能，所以發(fā)展迅速。（3）氣體激光器以氣體為工作物質(zhì)，單色性和相干性較好，激光波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)千種，應(yīng)用廣泛。氣體激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作方便。在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、精密測(cè)量、全息技術(shù)等方面應(yīng)用廣泛。氣體激光器有電能、熱能、化學(xué)能、光能、核能等多種激勵(lì)方式。44§3.5.2激光器的發(fā)展歷史（4）以液體染料為工作物質(zhì)的染料激光器于1966年問(wèn)世，廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)研究領(lǐng)域?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)生激光的染料，大約在500種左右。這些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它們還可以包含在有機(jī)塑料中以固態(tài)出現(xiàn)，或升華為蒸汽，以氣態(tài)形式出現(xiàn)。所以染料激光器也稱(chēng)為“液體激光器”。染料激光器的突出特點(diǎn)是波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。燃料激光器種類(lèi)繁多，價(jià)格低廉，效率高，輸出功率可與氣體和固體激光器相媲美，應(yīng)用于分光光譜、光化學(xué)、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)。

（5）紅外激光器已有多種類(lèi)型，應(yīng)用范圍廣泛，它是一種新型的紅外輻射源，特點(diǎn)是輻射強(qiáng)度高、單色性好、相干性好、方向性強(qiáng)。

（6）X射線激光器在科研和軍事上有重要價(jià)值，應(yīng)用于激光反導(dǎo)彈武器中具有優(yōu)勢(shì)；生物學(xué)家用X射線激光能夠研究活組織中的分子結(jié)構(gòu)或詳細(xì)了解細(xì)胞機(jī)能;用X射線激光拍攝分子結(jié)構(gòu)的照片,所得到的生物分子像的對(duì)比度很高。

45§3.5.2激光器的發(fā)展歷史（7）化學(xué)激光器有些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生足夠多的高能原子，就可以釋放出大能量，可用來(lái)產(chǎn)生激光作用。

（8）自由電子激光器這類(lèi)激光器比其他類(lèi)型更適于產(chǎn)生很大功率的輻射。它的工作機(jī)制與眾不同，它從加速器中獲得幾千萬(wàn)伏高能調(diào)整電子束，經(jīng)周期磁場(chǎng)，形成不同能態(tài)的能級(jí)，產(chǎn)生受激輻射。

世界第一臺(tái)自由電子激光器于1977年問(wèn)世，中國(guó)第一臺(tái)自由電子激光器于1985年問(wèn)世。自由電子激光器的能量是由外場(chǎng)加速后的自由電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)換而成的。其輸出功率可達(dá)很高水平，在加工、反導(dǎo)、雷達(dá)、通信、光化學(xué)等方面都有很大的用途，所以它一問(wèn)世就受到各國(guó)科技界的重視。

46§3.5.2激光器的發(fā)展歷史

美國(guó)電話電報(bào)公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員于1992年研制出當(dāng)時(shí)世界上最小的固體激光器它在掃描電子顯微鏡下看起來(lái)就像一個(gè)個(gè)微型圖釘，其直徑只有2至10微米。在一個(gè)大頭針的針頭上，可以裝下1萬(wàn)個(gè)這樣的新型半導(dǎo)體激光器。1990年美國(guó)研制成功畸變量子阱激光器，開(kāi)關(guān)速度達(dá)280億次/秒，這是激光器有史以來(lái)達(dá)到的最高速度。

1992年日本推出一種高輸出半導(dǎo)體激光器，特點(diǎn)是服務(wù)壽命長(zhǎng)，在室溫下可連續(xù)工作5000小時(shí)。47§3.5.2激光器的發(fā)展歷史二、我國(guó)激光技術(shù)發(fā)展歷史回顧“激光”一詞是“LASER”的意譯。LASER原是Lightamplificationbystimulatedemissionofradiation取字頭組合而成的專(zhuān)門(mén)名詞，在我國(guó)曾被翻譯成“萊塞”、“光激射器”、“光受激輻射放大器”等。1964年，錢(qián)學(xué)森院士提議取名為“激光”，既反映了“受激輻射”的科學(xué)內(nèi)涵，又表明它是一種很強(qiáng)烈的新光源，貼切、傳神而又簡(jiǎn)潔，得到我國(guó)科學(xué)界的一致認(rèn)同并沿用至今。

從1961年中國(guó)第一臺(tái)激光器宣布研制成功至今，在全國(guó)激光科研、教學(xué)、生產(chǎn)和使用單位共同努力下，我國(guó)形成了門(mén)類(lèi)齊全、水平先進(jìn)、應(yīng)用廣泛的激光科技領(lǐng)域，并在產(chǎn)業(yè)化上取得可喜進(jìn)步，為我國(guó)科學(xué)技術(shù)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)作出了積極貢獻(xiàn)，在國(guó)際上了也爭(zhēng)得了一席之地。48§3.5.2激光器的發(fā)展歷史1、我國(guó)早期激光技術(shù)的發(fā)展1957年，王大珩等在長(zhǎng)春建立了我國(guó)第一所光學(xué)專(zhuān)業(yè)研究所——中國(guó)科學(xué)院（長(zhǎng)春）光學(xué)精密儀器機(jī)械研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)“光機(jī)所”）。在老一輩專(zhuān)家?guī)ьI(lǐng)下，一批青年科技工作者迅速成長(zhǎng)，鄧錫銘是其中的突出代表。早在1958年美國(guó)物理學(xué)家肖洛、湯斯關(guān)于激光原理的著名論文發(fā)表不久，他便積極倡導(dǎo)開(kāi)展這項(xiàng)新技術(shù)研究，在短時(shí)間內(nèi)凝聚了富有創(chuàng)新精神的中青年研究隊(duì)伍，提出了大量提高光源亮度、單色性、相干性的設(shè)想和實(shí)驗(yàn)方案。1960年世界第一臺(tái)激光器問(wèn)世。1961年夏，在王之江主持下，我國(guó)第一臺(tái)紅寶石激光器研制成功。此后短短幾年內(nèi)，激光技術(shù)迅速發(fā)展，產(chǎn)生了一批先進(jìn)成果。各種類(lèi)型的固體、氣體、半導(dǎo)體和化學(xué)激光器相繼研制成功。在基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)方面、一系列新概念、新方法和新技術(shù)（如腔的Q突變及轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q、行波放大、錸系離子的利用、自由電子振蕩輻射等）紛紛提出并獲得實(shí)施，其中不少具有獨(dú)創(chuàng)性。

49§3.5.2激光器的發(fā)展歷史同時(shí)，作為具有高亮度、高方向性、高質(zhì)量等優(yōu)異特性的新光源，激光很快應(yīng)用于各技術(shù)領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力和競(jìng)爭(zhēng)力。通信方面，1964年9月用激光演示傳送電視圖像，1964年11月實(shí)現(xiàn)3～30公里的通話。工業(yè)方面，1965年5月激光打孔機(jī)成功地用于拉絲模打孔生產(chǎn)，獲得顯著經(jīng)濟(jì)效益。醫(yī)學(xué)方面，1965年6月激光視網(wǎng)膜焊接器進(jìn)行了動(dòng)物和臨床實(shí)驗(yàn)。國(guó)防方面，1965年12月研制成功激光漫反射測(cè)距機(jī)（精度為10米/10公里），1966年4月研制出遙控脈沖激光多普勒測(cè)速儀。

50名稱(chēng)研制成功時(shí)間研制人He-Ne激光器1963.7鄧錫銘等摻釹玻璃激光器1963.6干福熹等GaAs同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器1963.12王守武等脈沖Ar+激光器1964.10萬(wàn)重怡等CO2分子激光器1965.9王潤(rùn)文等CH3I化學(xué)激光器1966.3鄧錫銘等YAG激光器1966.7屈乾華等表一：我國(guó)各類(lèi)激光器的“第一臺(tái)”§3.5.2激光器的發(fā)展歷史51§3.5.2激光器的發(fā)展歷史2、重點(diǎn)項(xiàng)目帶動(dòng)激光技術(shù)的發(fā)展

激光科技事業(yè)從一開(kāi)始就得到了領(lǐng)導(dǎo)和科學(xué)管理部門(mén)的高度重視。當(dāng)時(shí)中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)張勁夫提出建立專(zhuān)業(yè)激光研究所的設(shè)想，很快得到國(guó)家科委、國(guó)家計(jì)委的批準(zhǔn)。主管科技的聶榮臻副總理還特別批示：研究所要建在上海，上海有較好的工業(yè)基礎(chǔ)，有利于發(fā)展這一新技術(shù)。1964年，我國(guó)第一所，也是當(dāng)時(shí)世界上第一所激光技術(shù)的專(zhuān)業(yè)研究所——中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)“上海光機(jī)所”）成立。當(dāng)年12月在上海召開(kāi)全國(guó)激光會(huì)議，張勁夫、嚴(yán)濟(jì)慈出席并主持會(huì)議，140位代表提交了103篇學(xué)術(shù)報(bào)告。

1964年啟動(dòng)的“6403”高能釹玻璃激光系統(tǒng)、1965年開(kāi)始研究的高功率激光系統(tǒng)和核聚變研究，以及1966年制定的研制15種軍用激光整機(jī)等重點(diǎn)項(xiàng)目，由于技術(shù)上的綜合性和高難度，有力地牽引和帶動(dòng)了激光技術(shù)各方面在中國(guó)的發(fā)展。我國(guó)的激光科技事業(yè)，雖然也遭遇了“文革”十年浩劫，但借助于重點(diǎn)項(xiàng)目的支撐，仍艱難地生存了下來(lái)并取得可貴的進(jìn)展。

52§3.5.2激光器的發(fā)展歷史(1)6403高能釹玻璃激光系統(tǒng)1964年啟動(dòng)，最后從技術(shù)上判定熱效應(yīng)是根本性技術(shù)障礙，于1976年下馬。這一項(xiàng)目對(duì)發(fā)展高能激光技術(shù)有歷史貢獻(xiàn)是不可忽視的，它使我國(guó)激光技術(shù)的水平上了一個(gè)臺(tái)階。(2)高功率激光系統(tǒng)和核聚變研究

1964年王淦昌獨(dú)立提出激光聚變倡議，1965年立項(xiàng)開(kāi)始研究。經(jīng)幾年努力，建成了輸出功率10（上標(biāo)10）瓦的納秒級(jí)激光裝置，并于1973年5月首次在低溫固氘靶、常溫氘化鋰靶和氘化聚乙烯上打出中子。1974年研制成功我國(guó)第一臺(tái)多程片狀放大器，把激光輸出功率提高了10倍，中子產(chǎn)額增加了一個(gè)量級(jí)。在國(guó)際上向心壓縮原理解密后，積極跟蹤并于1976年研制成六束激光系統(tǒng)，對(duì)充氣玻殼靶照射，獲得了近百倍的體壓縮。這一系列的重大突破，使我國(guó)的激光聚變研究進(jìn)入世界先進(jìn)行列，也為以后長(zhǎng)期的持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。53§3.5.2激光器的發(fā)展歷史(3)軍用激光研究

1966年12月，國(guó)防科委主持召開(kāi)了軍用激光規(guī)劃會(huì)，48個(gè)單位130余人參加，會(huì)議制定了包括含15種激光整機(jī)、9種支撐配套技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃。雖未正式批準(zhǔn)生效，但仍起了有益的推動(dòng)作用。此后的幾年內(nèi)，這一領(lǐng)域涌現(xiàn)了一批重要成果。例如：

（a）靶場(chǎng)激光距技術(shù)初試成功：采用重復(fù)頻率為20赫茲的YAG調(diào)Q激光器，測(cè)距精度優(yōu)于2米，最遠(yuǎn)測(cè)量距離達(dá)660公里，加在經(jīng)緯儀上，可實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行目標(biāo)的單站定軌。這一成果為以后完成洲際導(dǎo)彈再入段軌跡測(cè)量創(chuàng)造了必要條件。54§3.5.2激光器的發(fā)展歷史（b）紅寶石激光人造衛(wèi)星測(cè)距：成功地對(duì)美國(guó)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星Expl-27號(hào)、29號(hào)和36號(hào)進(jìn)行了測(cè)量、最遠(yuǎn)可測(cè)距離為2300公里，精度2米左右。這是第一代人造衛(wèi)星的測(cè)距成果，為以后更遠(yuǎn)距離、更高精度的人造衛(wèi)星測(cè)距打下了基礎(chǔ)。（c）紅寶石激光雷達(dá)和機(jī)載紅外激光雷達(dá)，首次實(shí)現(xiàn)了地—空和空—空對(duì)飛機(jī)的跟蹤測(cè)距。（d）激光航測(cè)儀：將激光測(cè)距機(jī)和航空照相機(jī)組合，由飛機(jī)機(jī)載對(duì)地航測(cè)，完成對(duì)邊遠(yuǎn)地區(qū)等復(fù)要地形的測(cè)繪。重復(fù)率6次/分，測(cè)距精度1米。55§3.5.2激光器的發(fā)展歷史（e）地炮激光測(cè)距機(jī)：可獨(dú)立完成觀察、測(cè)距、測(cè)角（方向和高低角）及磁針定向等功能。測(cè)距范圍300-10000米，精度5米。在激光應(yīng)用方面，Nd:YAG激光通信（3-12路）、He-Ne激光通信、單路/三路半導(dǎo)體激光通信在通信試驗(yàn)中已獲得成功；Nd:YAG激光手術(shù)刀、CO2激光手術(shù)刀、激光虹膜切除儀等醫(yī)療設(shè)備也已投入使用；激光全息攝影、激光全息在平面光彈中的應(yīng)用，脈沖激光動(dòng)態(tài)全息照相和拉曼分光光度計(jì)已成為計(jì)量科學(xué)的新手段；數(shù)控激光切割機(jī)、激光準(zhǔn)直儀、激光分離同位素硫、用于農(nóng)業(yè)研究的液體激光器、大屏幕導(dǎo)航顯示器等成果也在工農(nóng)業(yè)中獲得了應(yīng)用。1978年3月召開(kāi)的全國(guó)科學(xué)大會(huì)上，獲得獎(jiǎng)勵(lì)的激光項(xiàng)目有近80項(xiàng)，其中民品約70項(xiàng)，軍品約10項(xiàng)，綜合地反映了我國(guó)激光技術(shù)發(fā)展在這一時(shí)期的成績(jī)。

56§3.5.2激光器的發(fā)展歷史3、改革開(kāi)放后取得前所未有的進(jìn)步

改革開(kāi)放以來(lái)，激光技術(shù)獲得了空前發(fā)展的機(jī)遇。20多年來(lái)，面向應(yīng)用，面向世界，面向未來(lái)，激光科技事業(yè)取得了前所未有的進(jìn)步，涌現(xiàn)出一批國(guó)際先進(jìn)水平的成果，為邁向21世紀(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1980年5月，分別在上海、北京舉行了第一次國(guó)際激光會(huì)議，與會(huì)代表218人（國(guó)外66人），宣讀113篇報(bào)告（國(guó)外65篇），鄧小平同志親切接見(jiàn)了與會(huì)中外代表。1983年在廣州和1986年在廈門(mén)又舉行了第二次、第三次國(guó)際會(huì)議，改變了我國(guó)的激光技術(shù)多年來(lái)封閉運(yùn)轉(zhuǎn)的局面，開(kāi)始走向世界。一大批年輕科技人才出國(guó)進(jìn)修，其中相當(dāng)一部分優(yōu)秀人才學(xué)成歸國(guó)。

57§3.5.2激光器的發(fā)展歷史為了形成高水平的研究開(kāi)發(fā)中心，對(duì)科研隊(duì)伍和布局進(jìn)行了積極調(diào)整，先后成立了一批國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程研究中心和產(chǎn)學(xué)研組織。由于擁有國(guó)際先進(jìn)的儀器設(shè)備和設(shè)施，聚集了高水平的科技人才，又有較為靈活的運(yùn)行機(jī)制，目前正在為激光科技成果轉(zhuǎn)化、創(chuàng)造自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和促進(jìn)激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)揮重要作用。在多項(xiàng)國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略性科技計(jì)劃中，激光技術(shù)受到重視?！?63”計(jì)劃七大領(lǐng)域中有激光技術(shù)和光電子技術(shù)（包括用于信息領(lǐng)域的激光技術(shù)），1995年又增列了“慣性約束聚變”主題。國(guó)防預(yù)研光電子技術(shù)作為跨部門(mén)項(xiàng)目正式立項(xiàng)，其中也包括激光技術(shù)。國(guó)家“六五”和“七五”攻關(guān)計(jì)劃，激光技術(shù)被列為重大項(xiàng)目。58§3.5.2激光器的發(fā)展歷史激光器研究向縱深發(fā)展，不斷追求高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命、短脈沖、波長(zhǎng)可調(diào)諧等目標(biāo)。這一時(shí)期，激光技術(shù)成果豐碩，許多具有重大應(yīng)用價(jià)值和達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。其中的代表性成果有：

(1)測(cè)距和測(cè)衛(wèi)

新一代實(shí)用測(cè)距系統(tǒng)投入使用，完成了預(yù)定的重要任務(wù)。其中，718和G-179激光電影經(jīng)緯儀投入使用并圓滿完成任務(wù)；第一臺(tái)全激光跟蹤測(cè)距雷達(dá)外場(chǎng)試驗(yàn)成功；第一臺(tái)實(shí)用化紅外激光雷達(dá)（G-168）設(shè)計(jì)定型，交用戶使用；戰(zhàn)術(shù)軍用激光測(cè)距儀（炮兵、坦克、手持）批量生產(chǎn)。建成第三代人造衛(wèi)星激光測(cè)距系統(tǒng)達(dá)到國(guó)際水平。第一代紅寶石SLR系統(tǒng)的測(cè)距精度為米級(jí)，第二代YAG調(diào)Q激光器的精度達(dá)分米級(jí)，第三代鎖模激光器加微機(jī)系統(tǒng)在大于8000公里距離上精度達(dá)厘米級(jí)。在上海、武漢、長(zhǎng)春、北京等先后建站，形成了中國(guó)網(wǎng)，數(shù)據(jù)參加國(guó)際交流。59§3.5.2激光器的發(fā)展歷史(2)慣性約束聚變（ICF）激光驅(qū)動(dòng)器——“神光”系列

在王淦昌、王大珩的指導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程物理研究院從80年代開(kāi)始聯(lián)合攻關(guān)，承擔(dān)了“神光”系列激光系統(tǒng)的研制和ICF物理實(shí)驗(yàn)，取得了國(guó)際矚目的成就。其中，“神光-Ⅰ”激光裝置于1986年建成，輸出功率2萬(wàn)億瓦，達(dá)到國(guó)際同類(lèi)裝置的先進(jìn)水平?！吧窆?Ⅰ”連續(xù)運(yùn)行8年，在ICF和X射線激光等前沿領(lǐng)域取得了一批國(guó)際一流水平的物理成果。90年代又研制了規(guī)模擴(kuò)大4倍、性能更為先進(jìn)的“神光-Ⅱ”裝置，并即將投入運(yùn)行。1995年，ICF在“863計(jì)劃”中立項(xiàng)，開(kāi)始研制跨世紀(jì)的巨型激光驅(qū)動(dòng)器——“神光-Ⅲ”裝置，總體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究已取得一系列高水平的成果。60§3.5.2激光器的發(fā)展歷史(3)新型激光器

兩種高功率連續(xù)波化學(xué)激光器，3.8微米的氟氘激光器（DF）和1.315微米短波長(zhǎng)氧碘激光器（COIL），均取得突破性進(jìn)展，功率和光束質(zhì)量?jī)H次于美國(guó)，達(dá)到當(dāng)前國(guó)際水平。X射線激光方面，碰撞機(jī)制的類(lèi)氖鍺軟X射線激光（波長(zhǎng)為23.2納米和23.6納米）達(dá)到增益飽和并具有近衍射極限的光束質(zhì)量，居國(guó)際領(lǐng)先水平；復(fù)合泵浦X射線激光研究獲得一系列國(guó)際首次報(bào)道的新譜線，并向短波長(zhǎng)推進(jìn)到4.68納米。自由電子激光器和多波長(zhǎng)可調(diào)諧激光也取得了可喜進(jìn)展。61§3.5.2激光器的發(fā)展歷史(4)中國(guó)牌新晶體走向世界

我國(guó)發(fā)明的BBO、LBO晶體，以及KTP、鈦寶石等晶體以?xún)?yōu)異的質(zhì)量在國(guó)際市場(chǎng)享有盛譽(yù)并占有一定的份額。4、方興未艾的激光行業(yè)

盡管早在60年代已在加工（激光打孔）、醫(yī)療器械和測(cè)距等方面出現(xiàn)了激光產(chǎn)業(yè)的雛形，然而當(dāng)時(shí)只是零星的、分散的小量研制性生產(chǎn)，未能形成氣候。真正得到重視并實(shí)質(zhì)性起步，還是在改革開(kāi)放發(fā)后，特別是“發(fā)展高技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”的政策導(dǎo)向下，我國(guó)才有了真正意義上的激光產(chǎn)業(yè)。62§3.5.2激光器的發(fā)展歷史1987年1月，中國(guó)光學(xué)行業(yè)協(xié)會(huì)成立，后改名為中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)，其下設(shè)有激光分會(huì)。據(jù)1998年該行業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)狀況的調(diào)研統(tǒng)計(jì)，全國(guó)主要激光產(chǎn)品生產(chǎn)單位約100多家，從業(yè)人員6400人，人均銷(xiāo)售額12.5萬(wàn)元，主要分布在湖北、北京和上海。我國(guó)的激光產(chǎn)業(yè)由1988年的1億元增加到1998年的8億元，平均年增長(zhǎng)22.3%，10年總銷(xiāo)售額達(dá)41.2億元。1998年出口1120萬(wàn)美元，占總值的11.6%。

63§3.5.2激光器的發(fā)展歷史按國(guó)際慣用分類(lèi)方法，激光產(chǎn)品包括激光加工、醫(yī)療、印刷、光存儲(chǔ)，測(cè)距準(zhǔn)直、檢測(cè)、文娛教育中的各種激光儀器和設(shè)備，激光器件和通信用激光組件，以及激光用材料元器件和部件等11類(lèi)。在我國(guó)，銷(xiāo)售額最大的是激光測(cè)距和準(zhǔn)直，發(fā)展最快的是激光加工（近兩年來(lái)YAG激光加工設(shè)備以46%-60%的速率增長(zhǎng)，達(dá)9000萬(wàn)元，超過(guò)了CO2激光加工設(shè)備）。激光醫(yī)療市場(chǎng)開(kāi)發(fā)較早，曾以高速度增長(zhǎng)，但現(xiàn)正處于低谷，銷(xiāo)售額在5500萬(wàn)元徘徊。高端產(chǎn)品市場(chǎng)幾乎全被國(guó)外產(chǎn)品占領(lǐng)，但天津大學(xué)開(kāi)發(fā)的TD-98型Q開(kāi)關(guān)紅寶石激光治療機(jī)以質(zhì)量取勝，通過(guò)了美國(guó)FDA認(rèn)證并批量出口。1998年激光器分類(lèi)表明固體激光占37.4%，半導(dǎo)體激光占18.5%，呈現(xiàn)出固體激光市場(chǎng)旺盛，半導(dǎo)體激光迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。二極管泵浦的固體激光器（脈沖、連續(xù)、單模穩(wěn)頻、微片、倍頻）將成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

64§3.5.3典型激光器介紹一、固體激光器工作物質(zhì)是由玻璃或晶體等固體材料做為基質(zhì)，摻入某些離子（激活離子）構(gòu)成。物理性質(zhì)取決于基質(zhì)材料，光譜特性由激活離子的能級(jí)結(jié)構(gòu)所決定。主要采用光泵浦閃光燈泵浦：脈沖激光器采用脈沖氙燈，連續(xù)激光器采用氪燈或碘鎢燈。優(yōu)點(diǎn)：輻射強(qiáng)度高、既可脈沖工作又能連續(xù)工作、工藝簡(jiǎn)單、使用方便等。缺點(diǎn)：效率低。65§3.5.3典型激光器介紹半導(dǎo)體激光二極管泵浦可以針對(duì)某些固體工作物質(zhì)的吸收光譜來(lái)選擇與其匹配的激光二極管做為泵浦源，這將大大提高激光器的效率，改善激光器的性能。66§3.5.3典型激光器介紹半導(dǎo)體激光二極管泵浦67§3.5.3典型激光器介紹半導(dǎo)體激光二極管泵浦68§3.5.3典型激光器介紹1、紅寶石激光器(Cr3+:Al2O3)694.3nm的激光輻射能量大具有高的泵浦能量閾值，通常以脈沖方式運(yùn)轉(zhuǎn)。性能隨溫度變化明顯：棒的溫度變化10度，可引起波長(zhǎng)改變0.07nm.2、摻釹釔鋁石榴石（Ed:YAG）1064nm泵浦閾值低可以單脈沖、高重復(fù)頻率和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，既能做成中小功率和微型激光器，又能做成千瓦級(jí)的高功率固體激光器。3、摻鈦藍(lán)寶石激光器(Ti3+:Al2O3)最廣泛使用的可調(diào)諧固體激光器，輸出波長(zhǎng)范圍可調(diào)：660~1100nm在700~900nm范圍內(nèi)可調(diào)諧功率最高69§3.5.3典型激光器介紹二、氣體激光器以氣體或蒸汽為工作物質(zhì)，是目前種類(lèi)最多、波長(zhǎng)分布區(qū)域最寬，應(yīng)用最廣的激光器。優(yōu)點(diǎn)：譜線范圍寬，波長(zhǎng)覆蓋了從亞毫米波到真空紫外線，甚至X射線、γ射線。輸出激光束的質(zhì)量高，其激光束的相干性、單色性和方向性均優(yōu)于其它激光器。輸出激光功率大，既能連續(xù)又能脈沖工作，是目前連續(xù)輸出功率最大的激光器。轉(zhuǎn)換效率高70§3.5.3典型激光器介紹1、氦氖激光器是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的激光器，輸出連續(xù)光，主要波段在可見(jiàn)光到近紅外區(qū)，最常用的632.8nm、1.15μm、3.39μm。輸出光束質(zhì)量高：?jiǎn)紊院?、方向性好輸出功率一般為毫瓦?jí)（0.5~100mw)圖9He-Ne激光器的基本結(jié)構(gòu)形式71圖10封離式CO2激光器結(jié)構(gòu)示意圖§3.5.3典型激光器介紹2、二氧化碳激光器激光波長(zhǎng)為10.6μm和9.6μm既能連續(xù)工作又能脈沖工作輸出功率大，是所有激光器中連續(xù)輸出功率最高的激光器。轉(zhuǎn)換效率高達(dá)20%~25%，是能量利用率最高的激光器之一。72§3.5.3典型激光器介紹3、Ar+離子激光器激光波長(zhǎng)為488nm（4.5A)藍(lán)光和514.5nm(7A)綠光476.5nm(8A)\496.5nm(9A)\501.7nm(12A)\472.7nm(14A)既能連續(xù)工作又能脈沖工作輸出功率一般為幾瓦到幾十瓦，是目前在可見(jiàn)光區(qū)連續(xù)輸出功率最高的激光器。能量轉(zhuǎn)換效率低，最高達(dá)0.6%。73§3.5.3典型激光器介紹三、半導(dǎo)體激光器1、半導(dǎo)體激光器的特點(diǎn)是直接的電子-光子轉(zhuǎn)換器，因而轉(zhuǎn)換效率很高。覆蓋的波段范圍最廣：通過(guò)選用不同的有源材料或改變多元化合物半導(dǎo)體各組元的組分，可得到范圍很廣的激光波長(zhǎng)。使用壽命最長(zhǎng)，目前通信用可達(dá)數(shù)十萬(wàn)乃至百萬(wàn)小時(shí)。體積小易于組裝進(jìn)其他設(shè)備，質(zhì)量輕、價(jià)格便宜。工作電壓和電流與集成電路兼容，因而可以與之單片集成，形成集成光電子電路。可用高達(dá)GHz的頻率直接進(jìn)行電流調(diào)制，以獲得高速調(diào)制的激光輸出?；诎雽?dǎo)體的制造技術(shù)，適用于大批量生產(chǎn)。發(fā)散角比較大。激光性能受溫度影響大。74§3.5.3典型激光器介紹2、半導(dǎo)體激光器材料半導(dǎo)體激光工作物質(zhì)有幾十種，目前已制成激光器的半導(dǎo)體材料有砷化稼(GaAs)、砷化銦(InAs)、銻化銦(InSb)、硫化鎘(Cds)、碲化鎘(CdTe)、硒化鉛(PbSe)、碲化鉛(PbTe)、鋁鎵砷(A1xGa1-xAs)、銦磷砷(In-PxAS1-x)等.3、半導(dǎo)體激光器的激勵(lì)方式即電注入式、光泵式和高能電了束激勵(lì)式.75§3.5.3典型激光器介紹4、半導(dǎo)體激光器的原理在半導(dǎo)體的兩個(gè)精細(xì)加工磨成解理面而構(gòu)成諧振腔，給半導(dǎo)體施以正向外加電場(chǎng)，從而產(chǎn)生電激勵(lì)，在外部電場(chǎng)作用下，使半導(dǎo)體PN結(jié)中N區(qū)多數(shù)載流子（即電子)向P區(qū)運(yùn)動(dòng)，而P區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）向N區(qū)運(yùn)動(dòng)，高能電子和空穴相遇產(chǎn)生復(fù)合，同時(shí)將多余的能量以光的形式釋放出來(lái)。由于解理面諧振腔的共振放大作用實(shí)現(xiàn)受激反饋，從而實(shí)現(xiàn)定向發(fā)射而輸出激光。圖12同質(zhì)結(jié)、異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖76§3.5.3典型激光器介紹5、半導(dǎo)體激光器的種類(lèi)-同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器它是在一種材料上制作的pn結(jié)二極管在正向大電流注入下，電子不斷地向p區(qū)注入，空穴不斷地向n區(qū)注入.于是，在原來(lái)的pn結(jié)耗盡區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了載流子分布的反轉(zhuǎn)，由于電子的遷移速度比空穴的遷移速度快，在有源區(qū)發(fā)生輻射、復(fù)合，發(fā)射出熒光，在一定的條件下發(fā)生激光，這是一種只能以脈沖形式工作的半導(dǎo)體激光器.

有源區(qū)厚度為幾個(gè)微米，工作電壓偏高，產(chǎn)生多余而有害的熱量。為產(chǎn)生明顯的復(fù)合輻射所要求的電流密度高，容易導(dǎo)致材料損傷。只能在很低的溫度下工作。圖13GaAs激光器的結(jié)構(gòu)77§3.5.3典型激光器介紹5、半導(dǎo)體激光器的種類(lèi)-單異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器（SH）半導(dǎo)體激光器發(fā)展的第二階段是異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器，它是由兩種不同帶隙的半導(dǎo)體材料薄層，如GaAs,GaAlAs所組成，最先出現(xiàn)的是單異質(zhì)結(jié)構(gòu)激光器(1969年).單異質(zhì)結(jié)注入型激光器(SHLD)是利用異質(zhì)結(jié)提供的勢(shì)壘把注入電子限制在GaAsP一N結(jié)的P區(qū)之內(nèi)，以此來(lái)降低閥值電流密度，其數(shù)值比同質(zhì)結(jié)激光器降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，但單異質(zhì)結(jié)激光器仍不能在室溫下連續(xù)工作。

78§3.5.3典型激光器介紹5、半導(dǎo)體激光器的種類(lèi)-雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器（DH）1970年，實(shí)現(xiàn)了室溫連續(xù)工作的雙異質(zhì)結(jié)GaAs-GaAlAs激光器.雙異質(zhì)結(jié)激光器的誕生使可用波段不斷拓寬，線寬和調(diào)諧性能逐步提高，其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在P型和n型材料之間生長(zhǎng)了僅有0.2μm厚的，不摻雜的，具有較窄能隙材料的一個(gè)薄層，因而注入較少的電流就可以實(shí)現(xiàn)載流子數(shù)的反轉(zhuǎn).在半導(dǎo)體激光器件中，目前比較成熟、性能較好、應(yīng)用較廣的是具有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電注入式GaAs二極管激光器.79§3.5.3典型激光器介紹5、半導(dǎo)體激光器的種類(lèi)-量子阱半導(dǎo)體激光器（QW)在1978年出現(xiàn)了世界上第一只半導(dǎo)體量子阱激光器。QWL在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是它的有源區(qū)是由多個(gè)或單個(gè)阱寬約為100埃的勢(shì)阱所組成，由于勢(shì)阱寬度小于材料中電子的德布羅意波的波長(zhǎng)，產(chǎn)生了量子效應(yīng)，連續(xù)的能帶分裂為子能級(jí).具有閾值電流低、輸出功率高，頻率響應(yīng)好，光譜線窄和溫度穩(wěn)定性好和較高的電光轉(zhuǎn)換效率等許多優(yōu)點(diǎn).量子阱激光器單個(gè)輸出功率現(xiàn)已大于1w，承受的功率密度已達(dá)lOMW/cm3以上。量子阱激光器當(dāng)采用陣列式集成結(jié)構(gòu)時(shí)，輸出功率則可達(dá)到l00w以上.近年來(lái)，高功率半導(dǎo)體激光器(特別是陣列器件)飛速發(fā)展，已經(jīng)推出的產(chǎn)品有連續(xù)輸出功率5W,10w,20w和30W的激光器陣列.脈沖工作的半導(dǎo)體激光器峰值輸出功率50w.120W和1500W的陣列也已經(jīng)商品化.一個(gè)4.5cmx9cm的二維陣列，其峰值輸出功率已經(jīng)超過(guò)45kW.峰值輸出功率為350kW的二維陣列也已間世.80§3.5.3典型激光器介紹5、半導(dǎo)體激光器的種類(lèi)-分布式反饋半導(dǎo)體激光器（DFB-LD)分布反饋的實(shí)現(xiàn)是基于布拉格衍射原理，在一半導(dǎo)體晶體的表面上，做成周期性的波紋形狀，起諧振腔的作用。當(dāng)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)時(shí)，這種光波在來(lái)回反射中不斷的加強(qiáng)和增大，當(dāng)滿足閾值條件以后，激光就出現(xiàn)了。發(fā)射的激光波長(zhǎng)完全由光柵的周期來(lái)決定，可以通過(guò)改變光柵的周期來(lái)調(diào)整發(fā)射波長(zhǎng)，其發(fā)射頻率的選擇范圍很寬，可以在自發(fā)輻射頻率范圍內(nèi)自由地選擇發(fā)射波長(zhǎng)。損耗大、發(fā)光效率低，工作壽命短，只能以脈沖方式工作。81§3.5.3典型激光器介紹5、半導(dǎo)體激光器的種類(lèi)-分布布拉格反射半導(dǎo)體激光器（DBR-LD)在有源波導(dǎo)層兩外側(cè)的無(wú)源波導(dǎo)上，將有源區(qū)與波紋光柵分開(kāi)，這兩個(gè)無(wú)源的周期波紋波導(dǎo)充當(dāng)Bragg反射鏡作用，在自發(fā)輻射光譜中，只有在Bragg頻率附近的光波才能提供有效地反饋?？蓽p小損耗、提高發(fā)光效率，降低閾值電流，實(shí)現(xiàn)室溫連續(xù)工作。82§3.5.3典型激光器介紹5、半導(dǎo)體激光器的種類(lèi)-垂直腔表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器（VCSEL)面發(fā)射激光器卻是在芯片上下表面鍍上反射膜構(gòu)成了垂直方向的F一p腔，光輸出沿著垂直于襯底片的方向發(fā)出，是一種新型的量子阱激光器。它的工作閾值電流低（1mA甚至接近1μA），因此工作電流也不高（5~15mA).輸出光的方向性好，耦合效率高，通過(guò)陣列化分布能得到相當(dāng)強(qiáng)的光功率輸出，垂直腔面發(fā)射激光器已實(shí)現(xiàn)了工作溫度最高達(dá)71℃。20世紀(jì)90年代末，面發(fā)射激光器和垂直腔面發(fā)射激光器得到了迅速的發(fā)展，980nm,850nm和780nm的器件在光學(xué)系統(tǒng)中已經(jīng)實(shí)用化.目前，垂直腔面發(fā)射激光器已用于千兆位以太網(wǎng)的高速網(wǎng)絡(luò)。83§3.5.3典型激光器介紹6、半導(dǎo)體激光器常用性能參數(shù)（1）波長(zhǎng)：即激光管工作波長(zhǎng)，目前可作光電開(kāi)關(guān)用的激光管波長(zhǎng)有635nm、650nm、670nm、激光二極管690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。（2）閾值電流Ith

：即激光管開(kāi)始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對(duì)一般小功率激光管而言，其值約在數(shù)十毫安，具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。（3）工作電流Iop

：即激光管達(dá)到額定輸出功率時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流，此值對(duì)于設(shè)計(jì)調(diào)試激光驅(qū)動(dòng)電路較重要。（4）垂直發(fā)散角θ⊥：激光二極管的發(fā)光帶在垂直P(pán)N結(jié)方向張開(kāi)的角度，一般在15?~40?左右。（5）水平發(fā)散角θ∥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向所張開(kāi)的角度，一般在6?~10?左右。（6）監(jiān)控電流Im

：即激光管在額定輸出功率時(shí)，在PIN管上流過(guò)的電流。84§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用半導(dǎo)體激光器是成熟較早、進(jìn)展較快的一類(lèi)激光器，由于它的波長(zhǎng)范圍寬，制作簡(jiǎn)單、成本低、易于大量生產(chǎn)，并且由于體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)，因此，品種發(fā)展快，應(yīng)用范圍廣，目前已超過(guò)300種.最主要應(yīng)用領(lǐng)域是Gb局域網(wǎng)，850nm波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器適用于>1Gh/s局域網(wǎng)，1300nm-1550nm波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器適用于1OGb局域網(wǎng)系統(tǒng).半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個(gè)光電子學(xué)領(lǐng)域，已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的核心技術(shù).半導(dǎo)體激光器在激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)跟蹤、引燃引爆、自動(dòng)控制、檢測(cè)儀器等方面獲得了廣泛的應(yīng)用，形成了廣闊的市場(chǎng).1978年，半導(dǎo)體激光器開(kāi)始應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)，半導(dǎo)體激光器可以作為光纖通信的光源和指示器以及通過(guò)大規(guī)模集成電路平面工藝組成光電子系統(tǒng).在光通信、光變換、光互連、并行光波系統(tǒng)、光信息處理和光存貯、光計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的光耦合等方面有重要用途.85§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用半導(dǎo)體激光器的問(wèn)世極大地推動(dòng)了信息光電子技術(shù)的發(fā)展，到如今，它是當(dāng)前光通信領(lǐng)域中發(fā)展最快、最為重要的激光光纖通信的重要光源.半導(dǎo)體激光器再加上低損耗光纖，對(duì)光纖通信產(chǎn)生了重大影響，并加速了它的發(fā)展.因此可以說(shuō)，沒(méi)有半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)，就沒(méi)有當(dāng)今的光通信.GaAs/GaAlAs雙異質(zhì)結(jié)激光器是光纖通信和大氣通信的重要光源，如今，凡是長(zhǎng)距離、大容量的光信息傳輸系統(tǒng)無(wú)不都采用分布反饋式半導(dǎo)體激光器(DFB一LD).半導(dǎo)體激光器也廣泛地應(yīng)用于光盤(pán)技術(shù)中，光盤(pán)技術(shù)是集計(jì)算技術(shù)、激光技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)于一體的綜合性技術(shù).是大容量、高密度、快速有效和低成本的信息存儲(chǔ)手段，它需要半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的光束將信息寫(xiě)人和讀出.

86§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用一、生物體的光學(xué)特性1.假設(shè)生物體中入射的單色平行光強(qiáng)度為I0。若生物體是均勻的吸收物質(zhì),入射深度為x處的光強(qiáng)度I為

（at為衰減系數(shù)、as為散射系數(shù)、a0為吸收系數(shù)）圖18生物體中的光衰減特性87§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用3、

在700～1500nm范圍的紅外光譜帶上吸收比較少，因此該光譜帶稱(chēng)為生物體光譜學(xué)之窗。水對(duì)紅外光有著很強(qiáng)的吸收，蛋白質(zhì)在紫外表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸收。

2、如圖19所示為生物體與光的各種相互作用的示意圖圖19生物體與光的各種相互作用的示意圖圖20軟組織上各種物質(zhì)的吸收系數(shù)與波長(zhǎng)的關(guān)系88§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用圖21軟組織中各種激光的穿透深度4、光滲透長(zhǎng)度在近紅外附近較大，在3μm以上的紅外域或300nm以下的紫外域中較小。組織的種類(lèi)不同，光滲透長(zhǎng)度對(duì)波長(zhǎng)的依賴(lài)性也變化。89§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用二、激光對(duì)生物體的作用1.激光對(duì)生物體的作用是醫(yī)學(xué)應(yīng)用的物理基礎(chǔ)。激光對(duì)于受照射的組織有四方面的作用即熱力作用、機(jī)電作用、激光消融作用和光化學(xué)作用。熱效應(yīng)是醫(yī)學(xué)上使用最廣泛而且最早被人們認(rèn)識(shí)的組織效應(yīng)之一。機(jī)械效應(yīng)在醫(yī)學(xué)上多用于泌尿道或膽道結(jié)石的粉碎上。光化學(xué)效應(yīng)是基于一種選擇性的、光激發(fā)的特殊藥物，在激光的激發(fā)下轉(zhuǎn)化成一種毒性成分，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生單氧態(tài)，造成細(xì)胞產(chǎn)生毒性的代謝產(chǎn)物而死亡。還有組織的焊接作用效應(yīng)，利用聚焦的激光，對(duì)組織器官的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接和重建。2.各種不同波長(zhǎng)的低功率密度的激光照射生物體時(shí)，對(duì)生物體的刺激作用和提高非特異性免疫功能，可使局部血管擴(kuò)張，血液循環(huán)改變，改善組織的缺氧狀態(tài)并減輕慢性炎癥反應(yīng)促使炎癥吸收好轉(zhuǎn)。90§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用三、半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用1、醫(yī)用半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用現(xiàn)狀91§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用2、眼科約有20種激光器，其中半導(dǎo)體激光主要用于光凝和治療眼底疾病。典型的是低功率810nm近紅外半導(dǎo)體激光器，是眼科中最常用的熱源，可用于治療各種難治性青光眼、硅油注入術(shù)后難治性高眼壓，以及視網(wǎng)膜的光凝和固定等。3、外科

在外科領(lǐng)域中較常用的有CO2激光器和Nd:YAG激光器。CO2激光器不易用光纖導(dǎo)光，操作不方便，因而在治療內(nèi)部臟器方面逐漸呈現(xiàn)劣勢(shì)。YAG激光器(1064nm)則由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)，氣化功能不足，而它的倍頻光(530nm)又因波長(zhǎng)較短而凝固止血功能欠佳。近年來(lái)，帶光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光手術(shù)刀已逐步進(jìn)入市場(chǎng)，半導(dǎo)體激光對(duì)組織照射穿透較深，比較適于組織切割，使其成為目前最新一代的醫(yī)用激光手術(shù)刀。92§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

德國(guó)塞拉姆公司特別針對(duì)PLDD(經(jīng)皮激光椎間盤(pán)減壓術(shù))微創(chuàng)手術(shù)而生產(chǎn)的最新機(jī)型一CeralasD15型980nm半導(dǎo)體激光刀，近年來(lái)已由德國(guó)、法國(guó)和美國(guó)等國(guó)家的醫(yī)師作為該領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新加以使用，使其臨床應(yīng)用日趨成熟，治療效果立竿見(jiàn)影。北京龍慧珩醫(yī)療科技發(fā)展有限公司引進(jìn)德國(guó)技術(shù)，在全國(guó)率先推出”HOP-100半導(dǎo)體激光手術(shù)刀”系統(tǒng),填補(bǔ)了目前國(guó)內(nèi)激光醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)研究空白，其波長(zhǎng)830nm,輸出功率0~30W，連續(xù)可調(diào)或間斷脈沖，采用光纖輸出，空氣冷卻，儀器尺寸僅為485x380x230mm，可廣泛應(yīng)用于血管外科、胸外科、神經(jīng)外科等手術(shù)中。目前有研究證實(shí)980nm半導(dǎo)體激光在切割、凝固等方面應(yīng)用效果要好于830nm半導(dǎo)體激光，且所需功率較低。除高功率激光外科手術(shù)外，半導(dǎo)體激光還可以用于治療皮膚帶狀疤疹、糖尿病性皮膚潰瘍、久治不愈的老傷等一般外科疾病。93§3.5.4半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用3、美容科

在醫(yī)學(xué)美容領(lǐng)域