激光器分類：工作物質、運轉方式等

激光器的分類方式多樣，可從工作物質、運轉方式、輸出波長、激勵方式等多個維度劃分。以下是常見的分類體系及詳細說明：

一、按工作物質（增益介質）分類

1. 固體激光器

以固體材料為增益介質，結構緊湊，應用廣泛。

· 晶體激光器：

· Nd:YAG 激光（摻釹釔鋁石榴石）：波長 1064nm，用于工業切割、焊接、激光測距。

·Ti: 藍寶石激光：可調諧波長（660-1180nm），用于超快脈沖激光（飛秒激光）。

·紅寶石激光（Cr:Al?O?）：波長 694.3nm，早期用于激光測距、打孔。

· 玻璃激光器：

·釹玻璃激光：波長 1053nm，用于高功率激光系統（如慣性約束核聚變）。

2. 氣體激光器

以氣體或混合氣體為工作物質，輸出光束質量好。

· 原子氣體激光：

·氦氖（He-Ne）激光：波長 632.8nm（紅光），用于激光瞄準、教學演示。

·氬離子激光：波長 488nm（藍光）、514nm（綠光），用于激光投影、醫學理療。

· 分子氣體激光：

·CO?激光：波長 10.6μm（中紅外），用于金屬切割、雕刻、醫療手術（如激光脫毛）。

· 準分子激光：

·ArF（193nm）、KrF（248nm）：紫外波段，用于半導體光刻、眼科近視矯正（LASIK 手術）。

3. 液體激光器

以有機染料溶液為增益介質，波長可調諧。

· 染料激光：如羅丹明 6G，波長范圍 550-650nm，用于光譜分析、激光顯示。

4. 半導體激光器（LD）

基于半導體 PN 結發光，體積小、效率高。

· 紅光半導體激光（650nm）：用于激光筆、條碼掃描。

· 藍光半導體激光（405nm、445nm）：用于藍光光盤、激光投影。

· 紅外半導體激光（808nm、980nm）：用于光纖通信泵浦、激光醫療。

5. 光纖激光器

以摻雜稀土離子的光纖為增益介質，光束質量高，適合長距離傳輸。

· 摻鉺光纖激光（1550nm）：光纖通信的核心光源。

· 摻鐿光纖激光（1060nm 附近）：用于工業高功率切割、焊接。

二、按運轉方式（工作狀態）分類

1. 連續激光器（CW）

· 持續輸出激光，功率穩定。

· 應用：材料表面處理、激光通信、科學研究。

2. 脈沖激光器

以脈沖形式輸出激光，峰值功率高。

· 普通脈沖激光：脈寬毫秒級（如 Nd:YAG 脈沖激光，用于打孔）。

· 調 Q 脈沖激光：脈寬納秒級（10??秒），峰值功率可達兆瓦級，用于激光打標、測距。

· 鎖模脈沖激光：脈寬皮秒（10?12 秒）或飛秒（10?1?秒）級，用于超快光譜、精密微加工（如芯片刻蝕）。

三、按激勵方式分類

1. 電激勵激光器

· 通過電流注入（如半導體激光）或氣體放電（如 CO?激光、氬離子激光）激發。

2. 光泵浦激光器

· 用強光（如閃光燈、其他激光器）照射增益介質（如 Nd:YAG 激光用氙燈泵浦）。

3. 化學激勵激光器

· 通過化學反應釋放能量激發激光（如氟化氫激光，用于軍事高能激光武器）。

4. 核泵浦激光器

· 利用核能輻射激勵工作物質，用于特殊軍事或科研場景。

四、按功率和用途分類

1. 低功率激光器

· 功率 < 100mW，如激光筆、條碼掃描器。

2. 中功率激光器

· 功率 100mW-100W，如激光打印機、醫學理療設備。

3. 高功率激光器

· 功率 > 100W，如工業切割（kW 級光纖激光）、激光武器（MW 級 CO?激光）。

五、其他分類方式

· 按光束模式：單模激光器（光束聚焦性好，如光纖激光）、多模激光器（功率高，如 CO?激光）。

· 按結構形式：小型便攜式激光器（如半導體激光筆）、大型裝置（如核聚變用高功率激光系統）。

總結

激光器的分類體系反映了其技術原理與應用場景的多樣性。從基礎科研到工業生產，從醫療美容到通信國防，不同類型的激光器憑借獨特的工作物質、波長特性和輸出方式，在各領域發揮關鍵作用。隨著技術進步，新型激光器（如可調諧激光、太赫茲激光）仍在不斷拓展應用邊界。

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