激光器是如何分類的

激光器是如何分類的？激光器較為常見的分類有四種，即按增益介質(zhì)、輸出功率、工作方式和脈沖寬度區(qū)分。按照增益介質(zhì)：激光器的增益介質(zhì)包括氣體、液體和固體，特定增益介質(zhì)決定了激光波長、輸出功率和應用領域。氣體中具有代表性的是CO2氣體激光器，固體中具有代表性的包括紅寶石激光器、半導體激光器、光纖激光器和YAG激光器等；液體激光器是利用某些液體（通常是有機溶劑，如染料）作為產(chǎn)生激光的工作務實，發(fā)射出激光。按照輸出功率：通常，可以分為低功率（1000W以下）、中功率（1000-3000W）、高功率（3000W以上）；但不同廠家定義的功率區(qū)段也有所差別，行業(yè)內(nèi)也并無一個統(tǒng)一的規(guī)范。不同功率的激光器適應的應用場景不同。按工作方式：可分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。連續(xù)激光器可以在較長一段時間內(nèi)連續(xù)輸出，工作穩(wěn)定、熱效應高。脈沖激光器以脈沖形式輸出，主要特點是峰值功率高、熱效應?。桓鶕?jù)脈沖時間長度，脈沖激光器可進一步分為毫秒、微秒、納秒、皮秒和飛秒，一般而言，脈沖時間越短，單一脈沖能量越高、脈沖寬度越窄、加工精度越高。按輸出波長：可分為紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等。不同結(jié)構的物質(zhì)可吸收的光波長范圍不同，例如金屬對近紅外光吸收率較高，非金屬對CO2激光器發(fā)出的波長（10.6um）有更好的吸收。激光器機理激光器機理主要介紹關于激光器的增益特性、激光振蕩理論、激光輸出特性、脈沖激光器和光纖激光器的一些知識點，可以認為是對于激光器的一個基礎科普或者基本入門，激光作為過去一百年中最為重要的發(fā)明之一，可謂用途廣泛，無論是在通信、能源、軍工、成像技術、檢測探測技術等等都有著廣泛的用途，與激光相關的諾貝爾獎更是比比皆是，1997年激光冷卻原子技術，2018年光鑷技術等等都有激光的身影，作為一個學習光電信息的學生，更是表示學習中處處都可見激光，激光對于人類的工業(yè)進展，對于科學研究的巨大推動作用都是不言而喻的.一、激光器簡介激光器是一種光學振蕩器，電學中有RC振蕩電路和LC振蕩電路，如果你學過電路基礎的知識，那么你完全可以將激光器類比成電學的振蕩器，激光器也會存在著電學振蕩電路中的時間常數(shù)，增益特性等等。激光器作為一種光學振蕩器，它主要由光學放大器和反饋系統(tǒng)組成，它的基礎是受激輻射，激光器在工作時，輸出的部分激發(fā)光經(jīng)由反饋系統(tǒng)（在滿足一定的位相匹配條件下）回到放大器的輸入端，作為放大器的輸入信號，如此往復循環(huán)實現(xiàn)反饋放大，由于激光器本身存在一定的損耗，當激光器的增益與激光器的損耗相彌補時，達到穩(wěn)態(tài)，激光器輸出信號保持不變輸出。所以在激光器中光信號發(fā)生變化的主要是信號的幅值和位相，二者兩者都是頻率的函數(shù)，因此在激光器本身具有選頻的作用，只有合適的頻率的光信號才能”存活“下來并得到放大（再稍微解釋一下，要想實現(xiàn)光放大并不僅需要幅值被放大，同時也是需要位相能夠匹配的，也就是光在諧振腔中往返一周后位相變化只能是2π的整數(shù)倍，因此只有既滿足幅值放大條件的頻率和位相匹配條件的頻率才能夠到達放大的目的）。要實現(xiàn)激光振蕩，必須滿足以下兩個條件：a.放大器的小信號增益必須大于整個反饋系統(tǒng)的損耗，也就是說在整個反饋回路中要存在凈增益；b.光在振蕩器的整個回路中往返一周的總位相偏移量必須是2π的整數(shù)倍，只有這樣反饋輸出信號的位相與原始輸入信號的位相剛好相匹配。這兩個條件都是非常天然的，無論是光學或者電學的振蕩器都是需要滿足這樣的條件的。在滿足這兩個條件激光器可以發(fā)生振蕩后，現(xiàn)在的問題是該考慮一下怎樣使得激光器“剎車”，這點也和電學很相似，激光器有著一個最基本的性質(zhì)——增益飽和機制，也就是隨著輸出功率的增加，放大器出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，與初始狀態(tài)相比系統(tǒng)的增益逐漸下降，當增益降低到與系統(tǒng)的損耗值相等時，系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)，輸出保持恒定。由正反饋激光放大器構成的激光器激光器的增益隨激光功率的變化關系總之，一個激光振蕩器必須包括：1）具有飽和增益機制的放大器；2）反饋系統(tǒng)；3）頻率選擇機制；4）輸出耦合系統(tǒng)。這其中，有幾部分的功能是重疊的，比如反饋系統(tǒng)可能本身就包括了頻率選擇機制，所以不要認為這四部份是分開的不可以重疊的，一個激光器在實現(xiàn)上一定包含了這幾部分的能力，但是不代表這些要求是完全分離的。激光器的基本構造，主要包括諧振腔、激活介質(zhì)，輸出系統(tǒng)等。將激活介質(zhì)放置于光學諧振腔內(nèi)，由相對放置的反射鏡來回反射諧振腔中的光信號從而獲得有效的反饋，頻率選擇由放大器和諧振腔共同完成，通過將一個反射鏡設計成部分透射，即可實現(xiàn)有效的輸出耦合。以