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    [分享]幾種激光器的特點(diǎn)及其應(yīng)用 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2018-08-06
    關(guān)鍵詞: 激光器
    激光技術(shù)已從方方面面走進(jìn)了人們的生活,但激光器種類繁多,其各自波長(zhǎng)不同,特性不同,因此所應(yīng)用的領(lǐng)域也不同。相信大多數(shù)人面對(duì)紛繁復(fù)雜的激光器種類,多少覺得有點(diǎn)頭疼。因此,本文將各類型的激光器進(jìn)行了匯總,為大家逐一講解各類激光器的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用的情況。 &0+Ba[Z ^  
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    按工作介質(zhì)不同,激光器分為固體激光器、氣體激光器、染料激光器、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器和自由電子激光器6種。其中固體激光器和氣體激光器還有很多細(xì)分種類。除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同,包括泵浦源、光學(xué)諧振腔和增益介質(zhì)三部分。 i\* b<V  
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    在固體激光器中,一般以光作為泵浦源,能產(chǎn)生激光的晶體或玻璃被稱為激光工作物質(zhì)。激光工作物質(zhì)由基質(zhì)和激活離子兩部分組成,基質(zhì)材料為激活離子提供了一個(gè)合適的存在與工作環(huán)境,而由激活離子完成激光產(chǎn)生過(guò)程。常用的激活離子主要是過(guò)渡金屬離子,如鉻、鉆、鎳等離子以及稀土金屬離子,如釹離子等。表面鍍有介質(zhì)膜的反射鏡作為諧振腔鏡片,其中一片為全反鏡,一片為半反鏡。當(dāng)采用不同的激活離子、不同的基質(zhì)材料和不同波長(zhǎng)的光激勵(lì),會(huì)發(fā)射出各種不同波長(zhǎng)的激光。 hl,x|.f}4Y  
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    紅寶石激光器輸出的激光波長(zhǎng)為694.3nm,光電轉(zhuǎn)換率低,只有0.1%。但其熒光壽命長(zhǎng),有利于儲(chǔ)能,可輸出較高的脈沖峰值功率,一根筆芯粗細(xì),手指長(zhǎng)的紅寶石棒產(chǎn)生的激光就可以輕松的產(chǎn)生打穿鐵皮。在效率更高的YAG激光器出現(xiàn)之前,紅寶石激光器被廣泛地用在激光切割、鉆孔上。此外,694nm的光極易被黑色素吸收,因此紅寶石激光器還被用于色素性病變(皮膚長(zhǎng)斑)的治療。 ,5x9o"N!  
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    鈦藍(lán)寶石激光器因其晶體性質(zhì),具備較寬的可調(diào)諧范圍(即可調(diào)波長(zhǎng)范圍),可根據(jù)需要,輸出660nm-1200nm波長(zhǎng)的光。加上倍頻技術(shù)(能使光的頻率翻倍,即波長(zhǎng)減半)的成熟,波長(zhǎng)范圍可擴(kuò)展到330nm-600nm。鈦藍(lán)寶石激光器被用于飛秒分光、非線性光學(xué)研究、生成白光、生成太赫茲波等,在醫(yī)美方面也有應(yīng)用。 _?XR;2 ]  
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    YAG是釔鋁石榴石的簡(jiǎn)稱,該物質(zhì)是目前綜合特性最為優(yōu)異的激光晶體基質(zhì),在摻入釹(Nd)之后可輸出1064nm的光,最大連續(xù)輸出功率可達(dá)1000w。早期使用惰性氣體閃光燈作為激光器的泵浦源,但閃光燈泵浦方式,光譜范圍寬,與激光增益介質(zhì)吸收光譜重合性差,熱負(fù)荷較大,造成光電轉(zhuǎn)換率低的后果。因此現(xiàn)在使用LD(激光二極管)泵浦,可實(shí)現(xiàn)激光器的高效率,高功率,長(zhǎng)壽命。Nd:YAG激光器可用于血管瘤的治療,抑制腫瘤生長(zhǎng)。但這種激光對(duì)組織的熱損傷是非選擇性的,在凝固瘤體血管的同時(shí),多余的能量也會(huì)損傷周圍正常的組織,術(shù)后容易留下瘢痕。因此,Nd:YAG激光多用于外科、婦科、五官科,而少用于皮膚科。 oYWHO<b  
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    Yb:YAG,在YAG中摻入鐿(Yb),可輸出1030nm的光。Yb:YAG的泵浦波長(zhǎng)為941nm,與輸出波長(zhǎng)非常接近,可實(shí)現(xiàn)91.4%的泵浦量子效率,伴隨泵浦產(chǎn)生的熱量則被抑制到10%以內(nèi)(輸入的能量大多數(shù)轉(zhuǎn)換為輸出激光的能量,少部分變成熱,意味著轉(zhuǎn)換效率很高),是Nd:YAG的25%~30%。Yb:YAG已成為最引人注目的固體激光介質(zhì)之一,LD泵浦的高功率Yb:YAG固體激光器成為新的研究熱點(diǎn),并被視為發(fā)展高效、高功率固體激光器的一個(gè)主要方向。 w=~X