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分子气体激光器的特点及用途介绍!!

经过200多年的发展,已经开发出数百种不同类型的激光器。 它们具有不同的特点和用途,通常可以按照以下方法进行分类。

①按工作介质分类。 主要有二氧化碳激光器、固体激光器和半导体激光器三种,还有物理激光器和自由电子激光器。

A。 二氧化碳激光。 工作介质主要以二氧化碳状态排放,常温常压下为二氧化碳。 有些物质在正常条件下是液体(如水、汞)或固体(如铜、镉等),在工作时受热变成蒸汽。 使用这类蒸汽作为工作介质的统称为二氧化碳激光器。 CO2激光器不仅发射激光半导体激光器的优点,而且与CO2混合工作。为了延长部件的工作寿命并提高输出功率,

半导体激光器优势_半导体激光器的优点_半导体激光器缺点

一定量的辅助二氧化碳与工作二氧化碳混合。 二氧化碳激光器使用的工作物质可以是原子二氧化碳、分子二氧化碳或离子二氧化碳。 在原子二氧化碳激光器中,形成激光效应的是未电离的二氧化碳原子。 所用的二氧化碳主要是几种惰性二氧化碳(如氦、氖、氩、氪、气瓶等),有时也可采用单个金属原子(如铜、锌、镉、铯、汞等)蒸气,或其他单质二氧化碳等。 原子二氧化碳激光器的典型代表是He-Ne二氧化碳激光器。 在分子二氧化碳激光器中,激光作用是由非电离的二氧化碳分子形成的,使用的主要分子二氧化碳工作物质是CO2、CON2、H2和水蒸气。 分子二氧化碳激光器的典型代表是甲烷(CO2)激光器和氮分子(N2)激光器。电离二氧化碳激光器是利用电离的二氧化碳离子形成激光效应,主要是

有惰性二氧化碳离子和金属蒸气离子。 这方面的代表器件有氩离子激光器、氪离子激光器等。二氧化碳激光器具有结构简单、成本低廉、操作方便、工作介质均匀、光束质量好、可长期稳定连续工作等优点。 因此,它是目前种类最多、应用最广泛的激光器类型。 市场占有率约为60%。

半导体激光器的优点_半导体激光器缺点_半导体激光器优势

b. 固体激光器。 固体激光器的工作介质是在作为基体材料的晶体或玻璃中均匀掺杂少量活性离子。 不仅采用红宝石和玻璃,还采用在钇铝石榴石(YAG)晶体中掺杂三价从属离子(Nd3+)的激光,发射1060nm近红外激光。 固体激光器的连续功率通常可以达到1000W以上,脉冲峰值功率可以达到109W。 一般来说,固体激光器具有元件小、强度大、使用方便、输出功率高等特点。 近年来发展极为迅速的光纤激光器,采用一段光纤作为工作物质,其中掺杂有不同的元素。 以形成较宽波长范围的激光。

C. 半导体激光器。 半导体激光器采用半导体材料作为工作介质。 目前比较成熟的是砷化镓激光器,发射840nm激光。 还有掺铝多晶硅、硫化铬、硫化锌等激光器。 半导体激光器的激发方式主要有电注入、光泵浦和高能电子束激发三种。 电注入半导体激光器通常是由GaAs(多晶硅)、InAs(砷化物)、InSb(锑)等材料制成的半导体表面结晶闸管,通过沿正向展宽注入电压来激发。 光泵浦半导体激光器通常采用N型或P型半导体单晶硅(如GaAs、InSb等)作为工作材料,并利用其他激光器发出的激光作为光泵激发。高能电子束激发半导体激光器通常采用N型或P型半导体单晶硅(如PbS、US、ZnO等)作为工作材料。

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部分注入高能电子束进行激发。 半导体激光器元件中,目前性能较好,应用最广泛的是双异质结构电注入砷化镓晶闸管激光器。 半导体激光器体积小、重量轻、寿命长、结构简单、坚固,非常容易在客机、车辆、航天器上使用。 20世纪70年代末,光纤通信和光盘技术的发展大大加速了半导体激光器的发展。

②按波长分类。 现有激光器覆盖的波长范围包括远红外线、红外线、可见光、紫外线和远紫外线。 最近,X射线激光器已被开发出来,Y射线激光器正在开发中。

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③按激励形式分类。 根据激发方式的不同,激光器可分为光学激发(光源或紫外光激发)、气体放电激发、化学反应激发、核反应激发等类型。

④按不同输出形式分类。 有连续激光、单脉冲激光、连续脉冲激光和超短脉冲激光,脉冲激光的峰值功率可以很大。

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⑤ 按激活介质的拉力子结构分类。 有原子、离子、分子和自由电子激光器。 氦氖激光器形成的激光是由有效原子发射的,红宝石激光器形成的激光是由铬离子发射的。 还有从甲烷分子发射的激光。 激光的频率可以连续变化,但可以覆盖很宽的频率范围。

不同的工作物质产生不同的激光波长。 上述各种激光器的出现主要是为了满足不同的应用目的。 目前半导体激光器的优点,我国应用最广泛的激光器是Co2二氧化碳激光器和Nd:YAG激光器。 此外,随着近年来高功率光纤激光器制造技术的发展,其在工业中的应用也日益增多。