激光是將高能光束集中在一個很小的范圍內(nèi)
這樣可以產(chǎn)生非常高的溫度
在事實上，它是一種利用高溫切割的設備
一種可以發(fā)射激光的裝置。 2009年研制出第一臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。年 A.L.肖洛和 C.H.湯斯將微波量子放大器的原理擴展到光學頻率范圍，并指出了產(chǎn)生激光的方法。第一臺紅寶石激光器由 T.H.邁曼等人。甲年。賈文等人制造了氦氖激光器。注冊護士年霍爾等人發(fā)明了砷化鎵半導體激光器。從那時起，激光器的種類越來越多。根據(jù)工作介質(zhì)，激光器可分為四類：氣體激光器、固態(tài)激光器、半導體激光器和染料激光器。最近，還開發(fā)了自由電子激光器。工作介質(zhì)是在周期性磁場中運動的高速電子束。激光波長可以覆蓋從微波到 X 射線的寬波段。按工作方式有連續(xù)、脈沖、調(diào)Q、超短脈沖等幾種。高功率激光器通常是脈沖輸出的。各種類型的激光器發(fā)射出數(shù)千種激光波長。微波波段最長波長為0、7毫米，遠紫外波段最短波長為埃。 X 射線波段的激光也在研究中。
除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理相同，器件的基本組成部分包括激發(fā)（或泵浦）、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)和諧振器（見光學諧振腔） ) 3 部分。激發(fā)是工作介質(zhì)在吸收外界能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實現(xiàn)和維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激發(fā)方法包括光激發(fā)、電激發(fā)、化學激發(fā)和核能激發(fā)。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)態(tài)能級，以受激發(fā)射為主，從而實現(xiàn)光放大。諧振器可以使腔內(nèi)的光子具有相同的頻率、相位和運行方向，使激光具有良好的方向性和相干性。
激光工作材料是指用于實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生受激輻射放大光的材料體系，有時也稱為激光增益介質(zhì)，可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體）、離子氣體，分子氣體），半導體和液體。對激光工作材料的主要要求是在其工作粒子的比能級之間盡可能實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，并在整個激光發(fā)射過程中盡可能有效地保持這種反轉(zhuǎn)；為此，要求工作物質(zhì)具有合適的能級結(jié)構(gòu)和躍遷特性。 激光產(chǎn)生的原理。
激發(fā)（泵）系統(tǒng)是指為激光工作材料提供能量源以實現(xiàn)和維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的機構(gòu)或裝置。根據(jù)工作材料和激光器的工作條件，可以采用不同的激發(fā)方式和激發(fā)裝置，常見的有以下四種。 ① 光激發(fā)（光泵）。整個激發(fā)裝置通常由氣體放電光源（如氙燈、氪燈）和聚光鏡組成。 ②氣體放電激勵。粒子數(shù)反演是通過氣體工作物質(zhì)中發(fā)生的氣體放電過程來實現(xiàn)的。整個勵磁裝置通常由放電電極和放電電源組成。 ③化學誘因。粒子數(shù)反演是利用工作物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學反應過程實現(xiàn)的，通常需要適當?shù)幕瘜W反應物和相應的引發(fā)措施。 ④ 核能激勵。它利用裂變碎片、高能粒子或小核裂變反應產(chǎn)生的輻射來激發(fā)工作物質(zhì)，實現(xiàn)種群反轉(zhuǎn)。
光學諧振腔通常由兩個具有一定幾何形狀和光學反射特性的反射鏡以特定方式組合而成。其作用是：①提供光反饋能力，使受激輻射光子在腔內(nèi)多次往返，形成相干連續(xù)振蕩。 ②限制腔內(nèi)往復振蕩光束的方向和頻率，保證輸出激光具有一定的方向性和單色性。諧振腔的效果①由幾何形狀（反射面的曲率半徑）和通常構(gòu)成諧振腔的兩個反射鏡的相對組合決定；不同頻率的光具有不同的選擇性損耗特性。 光束激光
有許多類型的分類激光器。下面將從激光工作材料、激發(fā)方式、工作方式、輸出波長范圍等方面進行分類介紹。 簡述激光產(chǎn)生的原理。
工作物質(zhì)的分類 根據(jù)工作物質(zhì)的不同狀態(tài)，所有激光器可分為以下幾類： ①固態(tài)（晶體和玻璃）激光器，此類激光器中使用的工作物質(zhì)是由混合制成的金屬離子受激發(fā)射進入晶體或玻璃基體，形成發(fā)光中心； ②氣體激光器，它們使用的工作物質(zhì)是氣體，根據(jù)氣體中實際產(chǎn)生受激發(fā)射的工作粒子的性質(zhì)不同，又分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準分子氣體激光器， 等等。; ③液體激光器，這類激光器使用的工作物質(zhì)主要有兩類，一類是有機熒光染料溶液，另一類是含有稀土金屬離子的無機化合物溶液，其中金屬離子（如Nd）起工作顆粒，而無機化合物液體（如 SeOCl）起基質(zhì)作用； ④ 半導體激光器，這類激光器是以某些半導體材料為基礎的。作為工作物質(zhì)，產(chǎn)生受激發(fā)射。其原理是通過一定的激發(fā)方式（電注入、光泵浦或高能電子束注入），在半導體材料的能帶之間或能帶與雜質(zhì)能級之間，通過激發(fā)非平衡載流子來實現(xiàn)種群反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生受激發(fā)射光； ⑤ 自由電子激光器，它是一種特殊的新型激光器，工作物質(zhì)是在空間周期性磁場中定向自由高速運動的電子束，通過改變自由電子束的速度可以產(chǎn)生可調(diào)諧的相干電磁輻射.原則上，它的相干輻射光譜可以從X射線波段過渡到微波區(qū)域，因此具有非常誘人的前景。 簡述激光打印機的原理。
按激發(fā)法分類 ①光泵浦激光器。指由光泵激發(fā)的激光器，包括幾乎所有的固態(tài)激光器和液態(tài)激光器，以及少數(shù)氣體激光器和半導體激光器。 ②電激發(fā)激光。大多數(shù)氣體激光器是通過氣體放電（直流放電、交流放電、脈沖放電、電子束注入）來激發(fā)的，而常見的半導體激光器大多是通過結(jié)電流注入來激發(fā)的，有些半導體激光器也可以通過結(jié)電流注入來激發(fā)。由高能電子束注入激發(fā)。 ③化學激光。這具體是指激光利用化學反應釋放的能量激發(fā)工作物質(zhì)，預期產(chǎn)生的化學反應可以分別由光、放電和化學觸發(fā)。 ④核泵浦激光器。指利用微小核裂變反應釋放的能量來激發(fā)工作物質(zhì)的一種特殊類型的激光器，如核泵浦氦氬激光器。
按工作方式分類 由于激光器的工作物質(zhì)、激發(fā)方式和應用目的不同，其工作方式和工作狀態(tài)也不同，因此可分為以下幾種主要類型。 ①連續(xù)激光，其工作特性是工作物質(zhì)的激發(fā)和相應的激光輸出，可以在較長的時間范圍內(nèi)以連續(xù)的方式連續(xù)進行。而半導體激光器就屬于這一類。由于設備在連續(xù)運行過程中往往不可避免地會出現(xiàn)過熱效應，因此大多需要采取適當?shù)慕禍卮胧?②單脈沖激光器，對于這種激光器，工作材料的激發(fā)和相應的激光發(fā)射在時間上都是一個單脈沖過程。一般的固體激光器、液體激光器和一些特殊的氣體激光器，都是這樣工作的，此時器件的熱效應可以忽略不計，所以不能采取特殊的冷卻措施。 ③重復脈沖激光。這種設備的特點是其輸出是一系列重復的激光脈沖。為此，該器件可以以重復脈沖的形式被激發(fā)，或者以連續(xù)的方式激發(fā)，但以某種方式調(diào)制激光振蕩過程。獲得重復的脈沖激光輸出通常還需要對設備采取有效的冷卻措施。 ④調(diào)光激光器，是指采用一定的開關技術獲得更高輸出功率的脈沖激光器。其工作原理是工作物質(zhì)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)形成后，不引起激光振蕩（開關關閉）。 ），當粒子數(shù)積累到足夠高的水平后，突然打開開關，這樣可以在很短的時間內(nèi)（例如，10- 10 秒）（參見“技術”類=鏈接>激光調(diào)諧技術）。 ⑤鎖模激光器，它是一種采用鎖模技術的特殊類型激光器，其工作特點是諧振腔內(nèi)不同縱模之間存在一定的相位關系，所以從時間上看，該系列是一個等間隔的一系列激光超短脈沖（脈沖寬度 10-10 秒）。如果進一步采用特殊的快速光開關技術，也可以從上述脈沖序列中選擇單個超短激光脈沖（見激光鎖模技術）。 ⑥單模和穩(wěn)頻激光器，單模激光器是指采用一定限模技術后工作在單橫?；騿慰v模的激光器，穩(wěn)頻激光器是指采用一定的自動控制措施來穩(wěn)定輸出激光波長或頻率在一定精度范圍內(nèi)的特種激光器件，在某些情況下，還可制成具有單模工作和自動穩(wěn)頻控制能力的特種激光器件（見激光穩(wěn)頻技術）⑦可調(diào)諧激光器，一般來說，激光器的輸出波長是固定的，但是在使用特殊的調(diào)諧技術后，一些激光器的輸出激光波長可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)可控地變化。 ，這種類型的激光器稱為可調(diào)諧激光器（見激光調(diào)諧技術）。
按輸出波段范圍分類根據(jù)輸出激光波長范圍的不同，各種類型的激光器可分為以下幾種。 ①遠紅外激光，輸出波長范圍在25微米到微米之間，部分分子氣體激光器和自由電子激光器的激光輸出落入該區(qū)域。 ②中紅外激光器是指輸出激光波長在中紅外區(qū)域（2、5-25微米）的激光器件。 ，以CO分子氣體激光器（10、6微米）和CO分子氣體激光器（5-6微米）為代表。 ③近紅外激光器是指輸出激光波長在近紅外區(qū)域（0、75-2、5微米）的激光器件，以摻釹固態(tài)激光器（1、06微米）、CaAs半導體二極管激光器（約0、8微米）為代表，以及一些氣體激光器等。 ④可見激光器是指輸出激光波長在可見光譜區(qū)（～?；?、4～0、7微米）的一類激光器。代表的有紅寶石激光器（Angstrom）、氦氖激光器（Angstrom）、氬離子激光器（Angstrom、Angstrom）、氪離子激光器（Angstrom、Angstrom、Angstrom、Angstrom）以及一些可調(diào)諧染料激光器等。⑤近紫外激光器，其輸出激光波長范圍在近紫外光譜區(qū)（~埃），以氮分子激光器（埃）、氟化氙（XeF）準分子激光器（埃、埃）、氟化氪（KrF）準分子激光器（E）為代表和一些可調(diào)諧染料激光器。 ）等待。 ⑦X射線激光器，是指輸出波長在X射線光譜區(qū)域（0、01-50埃）的激光系統(tǒng)。目前軟X射線已經(jīng)研制成功，但仍處于探索階段。激光鐳射機工作原理。
光束激光
