一文了解激光器的構(gòu)造

信息來源： TIME：2025-4-16 瀏覽：

根據(jù)使用的激光媒質(zhì)或構(gòu)造、振蕩波長、激發(fā)源等不同，工業(yè)用激光器大致分為4種。激光媒質(zhì)是一種包含可將激發(fā)光的能量轉(zhuǎn)換為激光的原子的物質(zhì)，激光的種類正是根據(jù)媒質(zhì)進行分類。

1:固體激光:一般為YAG激光和YVO4激光，激光媒質(zhì)采用YAG、YVO4結(jié)晶。

2:氣體激光:廣泛使用CO2氣體為媒質(zhì)的CO2激光。

3:半導體激光:以具有活性層(發(fā)光層)構(gòu)造的半導體為媒質(zhì)的激光。

4:光纖激光:進入21世紀后廣泛普及的一種激光，如字面所述，以光纖為媒質(zhì)。

一、半導體激光

重疊材質(zhì)不同的半導體結(jié)晶以構(gòu)成活性層(發(fā)光層)，從而產(chǎn)生光。讓光在構(gòu)成兩端的一對鏡面間往返從而放大，最終產(chǎn)生激光。

二、氣體激光(CO2激光)

CO2激光是以CO2氣體為媒質(zhì)的激光。在填充有CO2氣體的管內(nèi)，配置電極板產(chǎn)生放電。電極板連接外部電源，使其可投入高頻率電力作為激發(fā)源。因電極間放電而在氣體中產(chǎn)生等離子體，CO2分子會變換為激發(fā)態(tài)，該數(shù)量增加后開始受激輻射。

三、固體激光(YAG激光、側(cè)面抽運方式)

側(cè)面抽運方式Y(jié)AG激光是以YAG結(jié)晶為激光媒質(zhì)的一種固體激光。YAG是指Yttrium Aluminum Garnet的結(jié)晶，并添加釹。激光器的構(gòu)成是在與YAG結(jié)晶的軸平行的兩側(cè)配置激發(fā)用LD。使用一對鏡面構(gòu)成諧振器，在兩者之間配置Q開關。用于對金屬的刻印、切斷、雕刻、焊接。

四、固體激光(YVO4激光、側(cè)面抽運方式)

側(cè)面抽運方式Y(jié)VO4激光是以YVO4結(jié)晶為激光媒質(zhì)的一種固體激光。YVO4是指釩酸釔結(jié)晶，與YAG同樣添加有釹。采用從YVO4結(jié)晶端面單側(cè)照射激發(fā)光的方式，以一對鏡面構(gòu)成揩振器，并在鏡面間配置結(jié)晶和Q開關。可輸出高品質(zhì)的激光。

五、光纖激光

光纖激光使用光纖為媒質(zhì)，是長距離通信的中斷放大技術發(fā)展為高功率輸出激光的產(chǎn)物。光纖由中心傳輸光的核心和以同心圓狀包覆核心的金屬包層構(gòu)成。光纖激光以該核心為激光媒質(zhì)放大光。

光纖激光的構(gòu)成一般是通過激光二級管(Seed LD)產(chǎn)生的稱之為種子光源(Seed Light)的脈沖光，然后通過2個以上的光纖放大器進行放大。激發(fā)用LD配備多個單管發(fā)射器(發(fā)光層為1個)LD。各LD為低功率輸出，因此具有熱負荷較小的優(yōu)點，實現(xiàn)了長壽命。此外，該LD數(shù)量越多，越可實現(xiàn)高功率輸出的激光。光纖激光振蕩效率較高，與固體激光和氣體激光相比，具有功率消耗較低的特點。

放大用光纖(前置放大器、主要放大器)為3層構(gòu)造，包括核心和2層金屬包層。激發(fā)光進入內(nèi)側(cè)的金屬包層(內(nèi)層包覆)和添加Yb的核心內(nèi)，使核心內(nèi)部的原子變換為激發(fā)態(tài)。激光被封閉于核心內(nèi)前進，再通過激發(fā)原子放大，在媒質(zhì)內(nèi)越前進，強度越強。與固體激光或氣體激光不同，光朝一個方向前進，不會往返。

轉(zhuǎn)自：機械工程文萃

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