激光器是一種能發(fā)射激光的裝置，激光器發(fā)出的光質量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應用。目前已經(jīng)運用于工業(yè)、農業(yè)、精密測量和探測、通訊與信息處理、YL、軍事等各方面。

激光器是什么

　　激光器是一種能發(fā)射激光的裝置。1954年制成了diyi臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。1958年肖洛和湯斯把微波量子放大器原理推廣應用到光頻范圍，并指出了產生激光的方法。1960年梅曼等人制成了diyi臺紅寶石激光器。1961年賈文等人制成了氦氖激光器。1962年霍耳等人創(chuàng)制了砷化鎵半導體激光器。以后，激光器的種類就越來越多。按工作介質分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類?，F(xiàn)代高科技領域中，激光器從發(fā)明到漸漸深入發(fā)展，并逐漸占有越來越重要的地位。激光科學技術的興起使人類對光的認識和利用達到了一個嶄新的水平。

激光器的原理

　　激光器顧名思義就是能發(fā)射激光的裝置。從1954年制成了diyi臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。一直到現(xiàn)在，激光器的種類就越來越多。按工作介質分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類，近來還發(fā)展了自由電子激光器。其工作介質是在周期性磁場中運動的高速電子束，激光波長可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段。按工作方式分，有連續(xù)式、脈沖式、調Q和超短脈沖式等幾類。

　　除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同。產生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉和增益大過損耗，所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(或抽運)源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質兩個部分。激勵是工作介質吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉創(chuàng)造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導地位，從而實現(xiàn)光放大。

　　激光器中常見的組成部分還有諧振腔，但諧振腔( 見光學諧振腔)并非必不可少的組成部分，諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向，從而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地縮短工作物質的長度，還能通過改變諧振腔長度來調節(jié)所產生激光的模式(即選模)，所以一般激光器都具有諧振腔。

激光器的結構

　　激光器一般包括三個部分。

　　1、激光工作介質

　　激光的產生必須選擇合適的工作介質，可以是氣體、液體、固體或半導體。在這種介質中可以實現(xiàn)粒子數(shù)反轉，以制造獲得激光的必要條件。顯然亞穩(wěn)態(tài)能級的存在，對實現(xiàn)粒子數(shù)反轉世非常有利的。激光器現(xiàn)有工作介質近千種，可產生的激光波長包括從真空紫外道遠紅外，非常廣泛。

　　2、激勵源

　　為了使工作介質中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉，必須用一定的方法去激勵原子體系，使處于上能級的粒子數(shù)增加。一般可以用氣體放電的辦法來利用具有動能的電子去激發(fā)介質原子，稱為電激勵;也可用脈沖光源來照射工作介質，稱為光激勵;還有熱激勵、化學激勵等。激光器各種激勵方式被形象化地稱為泵浦或抽運。為了不斷得到激光輸出，必須不斷地“泵浦”以維持處于上能級的粒子數(shù)比下能級多。

　　3、諧振腔

　　有了合適的工作物質和激勵源后，可實現(xiàn)粒子數(shù)反轉，但這樣產生的受激輻射強度很弱，無法實際應用。人們就想到了用光學諧振腔進行放大。所謂光學諧振腔，實際是在激光器兩端，面對面裝上兩塊反射率很高的鏡。一塊幾乎全反射，一塊光大部分反射、少量透射出去，以使激光可透過這塊鏡子而射出。被反射回到工作介質的光，繼續(xù)誘發(fā)新的受激輻射，光被放大。因此，光在諧振腔中來回振蕩，造成連鎖反應，雪崩似的獲得放大，產生強烈的激光，從部分反射鏡子一端輸出。

激光器的主要特點

　　激光器主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高單色性和高相干性。

　　激光器的高亮度：固體激光器的亮度更可高達10^11W/cm2Sr。不僅如此，具有高亮度的激光束經(jīng)透鏡聚焦后，能在焦點附近產生數(shù)千度乃至上萬度的高溫，這就使其可能可加工幾乎所有的材料。

　　激光器的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地傳遞較長的距離的同時，還能保證聚焦得到極高的功率密度，這兩點都是激光加工的重要條件

　　激光器的高單色性：由于激光的單色性極高，從而保證了光束能精確地聚焦到焦點上，得到很高的功率密度。

　　激光器的高相干性：相干性主要描述光波各個部分的相位關系。正是激光具有如上所述的奇異特性因此在工業(yè)加工中得到了廣泛地應用。