激光器的種類和用途

激光器發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應(yīng)用。紅寶石激光：起初的激光器是紅寶石被明亮的閃光燈泡所激勵(lì)，所產(chǎn)生的激光是“脈沖激光”，而非連續(xù)穩(wěn)定的光束。這種激光器產(chǎn)生的光束質(zhì)量和我們現(xiàn)在使用的激光二極管產(chǎn)生的激光有本質(zhì)的區(qū)別。這種僅僅持續(xù)幾納秒的強(qiáng)光發(fā)射非常適合捉容易移動(dòng)的物體，例如拍攝全息的人物肖像畫(huà)，副激光肖像在1967年誕生。紅寶石激光器需要昂貴的紅寶石而且只能產(chǎn)生短暫的脈沖光。這是臺(tái)氣體激光器，這種激光器是全息攝影師常用的裝備。兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、產(chǎn)生連續(xù)激光輸出；2、不需要閃光燈泡進(jìn)行光激勵(lì)，而用電激勵(lì)氣體。激光二極管：激光二極管是當(dāng)前為常用的激光器之一，在二極管的PN結(jié)兩側(cè)電子與空穴的自發(fā)復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過(guò)半導(dǎo)體時(shí)，一旦經(jīng)過(guò)已發(fā)射的電子—空穴對(duì)附近，就能激勵(lì)二者復(fù)合，產(chǎn)生新光子，這種光子誘使已激發(fā)的載流子復(fù)合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大，則會(huì)形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布，即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下，少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復(fù)反射而產(chǎn)生感應(yīng)輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說(shuō)對(duì)某一頻率具有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時(shí)，就可從PN結(jié)發(fā)出具有良好譜線的相干光——激光。激光二極管的發(fā)明讓激光應(yīng)用可以迅速普及，各類信息掃描、光纖通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光唱片、激光指示器、超市的收款等等，各類應(yīng)用正在不斷被開(kāi)發(fā)和普及。

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激光器的未來(lái)發(fā)展

全球激光器市場(chǎng)規(guī)模較大，且呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢(shì)。StrategiesUnlimited發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，納秒激光器哪家好，2018年全球激光器市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)137.5億美元，納秒激光器經(jīng)銷批發(fā)，同比增長(zhǎng)5.8%，近十年復(fù)合增速達(dá)11.1%。

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2018年我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1440億元，同比增長(zhǎng)22.14%。其中，納秒激光器多少錢(qián)，激光元器件市場(chǎng)規(guī)模為288億元，同比增長(zhǎng)22.03%，激光應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模為547億元，納秒激光器，同比增長(zhǎng)22.1%，激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為605億元，同比增長(zhǎng)22.22%。預(yù)計(jì)2021年總體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2489億元，未來(lái)三年復(fù)合增速達(dá)20%。

隨著大功率激光器的技術(shù)突破和增材制造技術(shù)的成熟，預(yù)計(jì)未來(lái)激光器行業(yè)將持續(xù)快速增長(zhǎng)。

典型的激光器，由激光工作物質(zhì)（發(fā)出能量）、泵浦源（提升能量）、光學(xué)諧振腔（傳播能量）等部分組成。泵浦源為激光器的光源，諧振腔為泵浦光源與增益介質(zhì)之間的回路，增益介質(zhì)指可將光放大的工作物質(zhì)。

激光器有多種分類方法，其中常用的分類方法有四種：工作物質(zhì)：可分為氣體、固體、液體(染料)、半導(dǎo)體、準(zhǔn)分子等；能量輸出波形(工作方式)：可分為連續(xù)激光器、脈沖激光器、和準(zhǔn)連續(xù)激光器，脈沖激光器可進(jìn)一步分為毫秒激光器、微秒激光器、納秒機(jī)關(guān)器、皮秒激光器、阿秒激光器等；輸出波長(zhǎng)（顏色）：可分為紫外激光器、紅外激光器、可見(jiàn)光激光器等；功率大?。嚎煞譃榈凸β始す馄鳎ǎ?00w）、中功率激光器（100w-1500w）、高功率激光器（＞1500w）。

激光器

激光器發(fā)出的光信號(hào)進(jìn)入光纖的途徑主要有兩種方式：直接耦合、透鏡耦合，其中透鏡耦合又分為單透鏡耦合和多透鏡耦合。利用透鏡耦合可以獲得比直接耦合更高的耦合效率。而采用雙透鏡耦合，其主要優(yōu)勢(shì)就是可以分散公差，使得光路上的元件可以有更大的位移空間。

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