海目星---激光&自动化综合解决方案提供商
/
/
激光的分类及用途

激光的分类及用途

2020-04-26 10:19

激光(LASER,Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,受激辐射的光放大),是20世纪60年代发展起来的,继原子能、计算机和半导体技术之后的重大科技成果之一。被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。

激光是通过受激辐射产生,即外部发射光子入射工作介质诱发电子从高能级跃迁到低能级释放光子,之后在谐振腔中通过谐振腔的两面反射镜重复受激辐射的过程,使光子数量提高,之后由其中一面射出,此时出射光被称为激光。

世界上第一台激光器是1960年梅曼(Theodore Maiman)成功地应用人工合成的淡红色宝石晶体制造出出来的,其输出波长694.3nm我国在1961年研制出第一台红宝石激光器。又在1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。

红宝石激光器原理

激光分类:

激光从诞生开始到现在,出现了各种各样不同的激光, 激光按波段分,可分为可见光、红外、紫外、X光、多波长可调谐,目前工业应用最广泛的是红外及紫外激光,例如:CO2激光器10.64um红外激光,氪灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光,氙灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光,半导体侧面泵浦 YAG激光器1.064um红外激光。

但是在日常中我们通常按照产生激光的工作介质将其分类,也就是通过激光器的受激媒介分类,到目前为止我们其要将激光器分为4类:

1、固体激光器:

这类激光器所采用的固体工作物质,是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。这些掺杂到固体基质中的金属离子的主要特点是:具有比较宽的有效吸收光谱带,比较高的荧光效率,比较长的荧光寿命和比较窄的荧光谱线,因而易于产生粒子数反转和受激发射。

纳秒紫外绿光激光器

固体激光器在军事、加工、医疗和科学研究领域有广泛的用途。它常用于测距、跟踪、制导、打孔、切割和焊接、半导体材料退火、电子器件微加工、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术、等离子体诊断、脉冲全息照相以及激光核聚变等方面

2、气体激光器:

气体激光器利用气体和金属蒸汽作为工作物质产生激光的器件。主要激励方式有电激励、热激励、气动激励、光激励和化学激励等。其中电激励方式最常用。在适当放电条件下,利用电子碰撞激发和能量转移激发等,气体粒子有选择性地被激发到某高能级上,从而形成与低能级间的粒子数反转,产生受激发射跃迁。

气体激光器结构简单、造价低,操作方便,工作介质均匀,光束质量好以及能长时间较稳定地连续工作。是目前品种最多、应用最广泛的一类激光器,市场占有率达60%。氦氖激光器是其中最常见的一种。

3、液体激光器: 

液体激光器也称染料激光器,因为这类激光器的激活物质是某些有机染料溶解在乙醇、甲醇或水等液体中形成的溶液。为了激发它们发射出激光,一般采用高速闪光灯作激光源,或者由其他激光器发出很短的光脉冲。

激光波长连续可调是染料激光器最重要的输出特性。器件特点是结构简单、价格低廉。染料溶液的稳定性比较差,是这类器件的不足。染料激光器主要应用于科学研究、医学等领域,如激光光谱光、光化学、同位素分离、光生物学等方面。

4、半导体激光器:

半导体激光器又称激光二极管,是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。

产生激光的激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

激光应用:

随着激光技术的发展,经过多年对于激光技术的开发和应用,目前激光技术已经广泛应用在多个领域,其中以工业、医疗、信息和军事四个领域为主。

工业

激光在工业上的应用非常的广泛。如激光打标、激光雕刻、激光切割、激光焊接等等。激光的迅速准确的特性能够更好的在工业生产上发挥重要作用,同时也能够更好的节约成本。

皮秒激光器切割示意图

其中激光切割为例,激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至汽化温度,蒸发形成孔洞,随着光束对材料的移动,孔洞连续形成宽度很窄的切缝(0.1mm左右),完成对材料的切割。激光切割相比于传统的切割技艺具有切缝窄,工件变形小,无接触加工、适应性和灵活性等优点。

海目星激光切割机

医疗

在医学、生活中激光的应用也非常广泛。如激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗,其中激光治疗又分为:激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。

通过光敏剂和激光之间的作用,可以针对性治疗例如肿瘤,癌细胞,生理组织病变等疾病,提高治愈机率,增加手术的适用范围,满足患者的各种需求。

信息

光纤常被电信公司用于传达电话、构建网络等。跟传统的铜线相比光纤的信号衰减小、抗干扰能力高,特别是在远距离、大容量传输场合,光纤的优势更为明显。

激光通信的容量大、保密性好,不受电磁干扰。但激光在大气中传输时受雨、雾、雪、霜等影响,衰耗要增大,故一般用于边防、海岛、跨越江河等近距离通信,以及大气层外的卫星间通信和深空通信。

军事

激光在科技、军事上的应用也有很多。如激光光谱、激光雷达、激光武器(远程击毁导弹)等等。

激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境影响等弱点。激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取得突破。美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。目前,低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要采用化学激光器。

 

友情链接: 广州海目星

Copyright © 2017 深圳市海目星激光智能装备股份有限公司 All rights reserved 粤ICP备18103171号 网站建设:中企动力深圳