自第一臺固體脈沖紅寶石激光器問世以來，激光器的研發(fā)迅猛發(fā)展，涌現(xiàn)出各種工作物質(zhì)和運轉(zhuǎn)方式的激光器。激光器可以通過多種分類方法進行歸類：

1.按運轉(zhuǎn)方式分為：連續(xù)激光器、準(zhǔn)連續(xù)激光器、脈沖激光器、超短脈沖激光器。

在激光器的分類中，關(guān)于運轉(zhuǎn)方式的一種分類是基于激光輸出的重復(fù)率�？梢詫⒓す馄鞣譃閮纱箢悾哼B續(xù)激光器和脈沖激光器。

a.連續(xù)激光器：

工作特點： 連續(xù)激光器的激光輸出是持續(xù)不斷的，可以在一段較長的時間范圍內(nèi)以連續(xù)方式持續(xù)進行。這使得它們適用于需要穩(wěn)定輸出的應(yīng)用，如激光切割、焊接和熔覆等領(lǐng)域。

特性： 由于連續(xù)運轉(zhuǎn)可能引起設(shè)備過熱，通常需要采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施來應(yīng)對這一問題。

b.脈沖激光器：

工作特點： 脈沖激光器的激光輸出以脈沖形式呈現(xiàn)，具有較大的輸出功率。這使得它們特別適用于需要高峰值功率的應(yīng)用，如激光打標(biāo)、切割和測距等領(lǐng)域。

特性：通過激光能量壓縮方式，形成窄脈寬和可調(diào)重復(fù)頻率。常用的調(diào)Q、鎖模、MOPA等方式可以有效降低過熱效應(yīng)，減小崩邊效果，因此脈沖激光器多用于需要精細加工的場合。

2. 按工作波段分為：紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器、X射線激光器。

中紅外激光器主要是10.6um的CO2激光器應(yīng)用比較多；

近紅外激光器應(yīng)用比較廣，在激光加工領(lǐng)域主要有1064~1070nm；光纖通訊領(lǐng)域主要有1310和1550nm；激光雷達測距領(lǐng)域主要有905nm和1550nm；泵浦應(yīng)用的878nm，976nm等；

可見光激光器由于可以通過1064nm倍頻出532nm，所以532nm的綠光激光器應(yīng)用比較多，多應(yīng)用在激光加工、醫(yī)療應(yīng)用等；

紫外激光器主要有355nm和266nm，由于紫外屬于冷光源，多應(yīng)用在精細加工、打標(biāo)、醫(yī)療應(yīng)用等。

3. 按工作介質(zhì)分為：氣體激光器、光纖激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器等。

3.1 氣體激光器主要有CO2激光器，是以CO2氣體分子為工作介質(zhì)，其激光波長為10.6um和9.6um。

特點：

這種激光器具有波長適宜于非金屬材料加工，解決了光纖激光器在此方面的限制，并在加工領(lǐng)域展現(xiàn)與光纖激光器截然不同的特性。其能量轉(zhuǎn)換效率為20%~25%，連續(xù)輸出功率可達104W級別，脈沖輸出能量可達104焦耳級別，而脈沖寬度可被壓縮至納秒級。該激光器波長正好位于大氣窗口，對人眼的危害相較于可見光和1064nm紅外光要小得多。廣泛應(yīng)用于材料加工、通信、雷達、誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)和外科手術(shù)等領(lǐng)域，同時還可用于激光引發(fā)熱核反應(yīng)、激光分離同位素以及激光武器等高技術(shù)領(lǐng)域。

3.2 光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器。因其優(yōu)越的性能和特性，以及成本優(yōu)勢是目前應(yīng)用最廣的激光器。特點如下：

光纖激光器具有多項顯著特點，其中包括：

1. 光束質(zhì)量卓越：光纖激光器采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)單橫模輸出，受外界干擾小，從而實現(xiàn)高亮度的激光輸出。

2. 多波長輸出：由于稀土離子能級豐富，光纖激光器可實現(xiàn)多波長輸出，具備更靈活的應(yīng)用潛力。

3. 高效率：商業(yè)化光纖激光器的電光轉(zhuǎn)換效率可高達25%，有助于成本降低、節(jié)能環(huán)保。

4. 優(yōu)越的散熱特性：光纖激光器采用玻璃材料，具有極低的體積面積比，散熱迅速、損耗低，因而實現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)換效率和低激光閾值。

5. 結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高：激光器內(nèi)部無光學(xué)鏡片，具備免調(diào)節(jié)、免維護、高穩(wěn)定性等優(yōu)點，相較傳統(tǒng)激光器更具可靠性。

6. 低制造成本：玻璃光纖制造成本較低，技術(shù)成熟，同時其可繞性帶來小型化和集約化優(yōu)勢。

光纖激光器在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括激光通訊、空間遠距通訊、工業(yè)制造（如造船、汽車）、激光雕刻、激光打標(biāo)、激光切割、印刷制輥、軍事國防、醫(yī)療器械、作為其他激光器的泵浦源等。這種激光器的廣泛應(yīng)用表明其在不同領(lǐng)域中具備多樣化的優(yōu)勢。

3.3 固體激光器的工作介質(zhì)是絕緣晶體，一般采用光泵浦激勵。

YAG激光器，采用摻銣釔鋁石榴石晶體作為工作介質(zhì)，常使用氪氣或氙氣燈管作為泵浦燈。由于Nd離子吸收的是特定波長的泵浦光，導(dǎo)致大部分能量轉(zhuǎn)變成熱能，因此YAG激光器的能量轉(zhuǎn)換效率較低，且加工速度較慢。逐漸被光纖激光器所替代，因為光纖激光器具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率和更快的加工速度。

新型固體激光器采用半導(dǎo)體激光器泵浦，具有多項優(yōu)勢。其能量轉(zhuǎn)換效率高，半導(dǎo)體激光器電光轉(zhuǎn)換效率高達50%，遠高于傳統(tǒng)的使用閃光燈泵浦的固體激光器。在工作時產(chǎn)生的無功熱量較小，介質(zhì)溫度穩(wěn)定，可制成全固化器件，消除振動的影響，光譜線更窄，頻率穩(wěn)定性更好。此外，新型固體激光器壽命長、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。

固體激光器相較于光纖激光器的優(yōu)勢在于單脈沖能量更高，結(jié)合超短脈沖調(diào)制，一般連續(xù)功率在100W以上，脈沖峰值功率可高達109W。然而，由于工作介質(zhì)的制備較復(fù)雜，導(dǎo)致價格較高。

這類固體激光器主要的波長是1064nm的近紅外，通過倍頻可以得到532nm、355nm、266nm等其他波長的固體激光器，擴展了其應(yīng)用領(lǐng)域。

3.4 半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管，是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器。

半導(dǎo)體激光器因其不需要復(fù)雜的諧振腔結(jié)構(gòu)，具有小型化和輕量化的優(yōu)勢，因此特別適用于對設(shè)備體積和重量有嚴格要求的場合。其光電轉(zhuǎn)化率高、壽命長、無需維護的特性使其成為廣泛應(yīng)用的激光器類型。常見的應(yīng)用場景包括指向設(shè)備、顯示技術(shù)、通信測距等領(lǐng)域。此外，半導(dǎo)體激光器也常被用作其他激光器的泵浦源，為其提供激發(fā)能量。

激光二極管和激光筆等產(chǎn)品是我們常見的應(yīng)用半導(dǎo)體激光器的例子。它們在日常生活中得到廣泛使用，展現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器在各種便攜式、小型設(shè)備中的重要作用。

轉(zhuǎn)自：激光之窗

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