激光器分类:工作物质、运转方式等

2025-07-11


激光器的分类方式多样,可从工作物质、运转方式、输出波长、激励方式等多个维度划分。以下是常见的分类体系及详细说明:


一、按工作物质(增益介质)分类


1. 固体激光器

以固体材料为增益介质,结构紧凑,应用广泛。


· 晶体激光器

· Nd:YAG 激光(掺钕钇铝石榴石):波长 1064nm,用于工业切割、焊接、激光测距。

·Ti: 蓝宝石激光:可调谐波长(660-1180nm),用于超快脉冲激光(飞秒激光)。

·红宝石激光(Cr:AlO):波长 694.3nm,早期用于激光测距、打孔。

· 玻璃激光器

·钕玻璃激光:波长 1053nm,用于*功率激光系统(如惯性约束核聚变)。


2. 气体激光器

以气体或混合气体为工作物质,输出光束质量好。


· 原子气体激光

·氦氖(He-Ne)激光:波长 632.8nm(红光),用于激光瞄准、教学演示。

·氩离子激光:波长 488nm(蓝光)、514nm(绿光),用于激光投影、医学理疗。

· 分子气体激光

·CO激光:波长 10.6μm(中红外),用于金属切割、雕刻、医疗手术(如激光脱毛)。

· 准分子激光

·ArF(193nm)、KrF(248nm):紫外波段,用于半导体光刻、眼科近视矫正(LASIK 手术)。


3. 液体激光器

以有机染料溶液为增益介质,波长可调谐。


· 染料激光:如罗丹明 6G,波长范围 550-650nm,用于光谱分析、激光显示。


4. 半导体激光器(LD)

基于半导体 PN 结发光,体积小、效率*。


· 红光半导体激光(650nm):用于激光笔、条码扫描。

· 蓝光半导体激光(405nm、445nm):用于蓝光光盘、激光投影。

· 红外半导体激光(808nm、980nm):用于光纤通信泵浦、激光医疗。


5. 光纤激光器

以掺杂稀土离子的光纤为增益介质,光束质量*,适合长距离传输。


· 掺铒光纤激光(1550nm):光纤通信的核心光源。

· 掺镱光纤激光(1060nm 附近):用于工业*功率切割、焊接。


二、按运转方式(工作状态)分类


1. 连续激光器(CW)

· 持续输出激光,功率稳定。

· 应用:材料表面处理、激光通信、科学研究。


2. 脉冲激光器

以脉冲形式输出激光,峰值功率*。


· 普通脉冲激光:脉宽毫秒级(如 Nd:YAG 脉冲激光,用于打孔)。

· 调 Q 脉冲激光:脉宽纳秒级(10⁻⁹秒),峰值功率可达兆瓦级,用于激光打标、测距。

· 锁模脉冲激光:脉宽皮秒(10¹² 秒)或飞秒(10¹秒)级,用于超快光谱、精密微加工(如芯片刻蚀)。


、按激励方式分类


1. 电激励激光器

· 通过电流注入(如半导体激光)或气体放电(如 CO激光、氩离子激光)激发。

2. 光泵浦激光器

· 用强光(如闪光灯、其他激光器)照射增益介质(如 Nd:YAG 激光用氙灯泵浦)。

3. 化学激励激光器

· 通过化学反应释放能量激发激光(如氟化氢激光,用于军事*能激光武器)。

4. 核泵浦激光器

· 利用核能辐射激励工作物质,用于特殊军事或科研场景。


、按功率和用途分类


1. 低功率激光器

· 功率 < 100mW,如激光笔、条码扫描器。

2. 中功率激光器

· 功率 100mW-100W,如激光打印机、医学理疗设备。

3. *功率激光器

· 功率 > 100W,如工业切割(kW 级光纤激光)、激光武器(MW 级 CO激光)。


、其他分类方式


· 按光束模式:单模激光器(光束聚焦性好,如光纤激光)、多模激光器(功率*,如 CO激光)。

· 按结构形式:小型便携式激光器(如半导体激光笔)、大型装置(如核聚变用*功率激光系统)。



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总结

激光器的分类体系反映了其技术原理与应用场景的多样性。从基础科研到工业生产,从医疗美容到通信国防,不同类型的激光器凭借独特的工作物质、波长特性和输出方式,在各领域发挥关键作用。随着技术进步,新型激光器(如可调谐激光、太赫兹激光)仍在不断拓展应用边界。


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