四種激光器的工作原理分別是什么？
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激光器是能發(fā)射激光的裝置。1954年制成了第一臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.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(chǎn)生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一臺紅寶石激光器。1961年A.賈文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.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(zhì)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(zhì)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(diào)Q和超短脈沖式等幾類。大功率激光器通常都是脈沖式輸出。各種不同種類的激光器所發(fā)射的激光波長已達數(shù)千種，最長的波長為微波波段的0.7毫米，最短波長為遠紫外區(qū)的210埃，X射線波段的激光器也正在研究中。
激光工作物質(zhì) 是指用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系，有時也稱為激光增益媒質(zhì)，它們可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導體和液體等媒質(zhì)。對激光工作物質(zhì)的主要要求，是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉，并使這種反轉在整個激光發(fā)射作用過程中盡可能有效地保持下去；為此，要求工作物質(zhì)具有合適的能級結構和躍遷特性。
除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，裝置的必不可少的組成部分包括激勵（或抽運）、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)和諧振腔（ 見光學諧振腔）3部分。激勵是工作介質(zhì)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(zhì)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。諧振腔可使腔內(nèi)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定向性和相干性。
激勵(泵浦)系統(tǒng) 是指為使激光工作物質(zhì)實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉而提供能量來源的機構或裝置。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運轉條件的不同，可以采取不同的激勵方式和激勵裝置，常見的有以下四種。①光學激勵(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質(zhì)以實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的，整個激勵裝置，通常是由氣體放電光源（如氙燈、氪燈）和聚光器組成。②氣體放電激勵。是利用在氣體工作物質(zhì)內(nèi)發(fā)生的氣體放電過程來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的，整個激勵裝置通常由放電電極和放電電源組成。③化學激勵。是利用在工作物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學反應過程來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的，通常要求有適當?shù)幕瘜W反應物和相應的引發(fā)措施。④核能激勵。是利用小型核裂變反應所產(chǎn)生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵工作物質(zhì)并實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的。
光學共振腔 通常是由具有一定幾何形狀和光學反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為：①提供光學反饋能力，使受激輻射光子在腔內(nèi)多次往返以形成相干的持續(xù)振蕩。②對腔內(nèi)往返振蕩光束的方向和頻率進行限制，以保證輸出激光具有一定的定向性和單色性。共振腔作用①，是由通常組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀（反射面曲率半徑）和相對組合方式所決定；而作用②，則是由給定共振腔型對腔內(nèi)不同行進方向和不同頻率的光，具有不同的選擇性損耗特性所決定的。
幾種常見激光器及其用途介紹如下：
Nd：YAG激光器，1064nm，固體激光器，連續(xù)激光器的最大輸出功率1000W，可用于激光切割金屬。
Ho：YAG，固體激光器，可產(chǎn)生對人眼安全的2097nm和2091nm激光，適用于雷達和醫(yī)學應用。
He-Ne激光器，632.8nm，氣體激光器，功率為幾mW，用于準直，定位，全息照相等。
CO2激光器，氣體激光器，輸出波長10.6um，廣泛用于激光加工，醫(yī)療，大氣通信及其他軍事應用。
N2分子激光器，氣體激光器，輸出紫外光，峰值功率可達數(shù)十兆瓦，脈寬小于10ns，重復頻率為數(shù)十至數(shù)千赫，作可調(diào)諧燃料激光器的泵浦源，也可用于熒光分析，檢測污染等方面。
激光工作物質(zhì) 是指用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系，有時也稱為激光增益媒質(zhì)，它們可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導體和液體等媒質(zhì)。對激光工作物質(zhì)的主要要求，是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉，并使這種反轉在整個激光發(fā)射作用過程中盡可能有效地保持下去；為此，要求工作物質(zhì)具有合適的能級結構和躍遷特性。
除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，裝置的必不可少的組成部分包括激勵（或抽運）、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)和諧振腔（ 見光學諧振腔）3部分。激勵是工作介質(zhì)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(zhì)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。諧振腔可使腔內(nèi)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定向性和相干性。
激勵(泵浦)系統(tǒng) 是指為使激光工作物質(zhì)實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉而提供能量來源的機構或裝置。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運轉條件的不同，可以采取不同的激勵方式和激勵裝置，常見的有以下四種。①光學激勵(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質(zhì)以實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的，整個激勵裝置，通常是由氣體放電光源（如氙燈、氪燈）和聚光器組成。②氣體放電激勵。是利用在氣體工作物質(zhì)內(nèi)發(fā)生的氣體放電過程來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的，整個激勵裝置通常由放電電極和放電電源組成。③化學激勵。是利用在工作物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學反應過程來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的，通常要求有適當?shù)幕瘜W反應物和相應的引發(fā)措施。④核能激勵。是利用小型核裂變反應所產(chǎn)生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵工作物質(zhì)并實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的。
光學共振腔 通常是由具有一定幾何形狀和光學反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為：①提供光學反饋能力，使受激輻射光子在腔內(nèi)多次往返以形成相干的持續(xù)振蕩。②對腔內(nèi)往返振蕩光束的方向和頻率進行限制，以保證輸出激光具有一定的定向性和單色性。共振腔作用①，是由通常組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀（反射面曲率半徑）和相對組合方式所決定；而作用②，則是由給定共振腔型對腔內(nèi)不同行進方向和不同頻率的光，具有不同的選擇性損耗特性所決定的。
幾種常見激光器及其用途介紹如下：
Nd：YAG激光器，1064nm，固體激光器，連續(xù)激光器的最大輸出功率1000W，可用于激光切割金屬。
Ho：YAG，固體激光器，可產(chǎn)生對人眼安全的2097nm和2091nm激光，適用于雷達和醫(yī)學應用。
He-Ne激光器，632.8nm，氣體激光器，功率為幾mW，用于準直，定位，全息照相等。
CO2激光器，氣體激光器，輸出波長10.6um，廣泛用于激光加工，醫(yī)療，大氣通信及其他軍事應用。
N2分子激光器，氣體激光器，輸出紫外光，峰值功率可達數(shù)十兆瓦，脈寬小于10ns，重復頻率為數(shù)十至數(shù)千赫，作可調(diào)諧燃料激光器的泵浦源，也可用于熒光分析，檢測污染等方面。
好
不好其 他 回 答共2條
1樓
受激發(fā)射
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