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固体激光器

固体激光器介质是固体的激光器，此种工作物质通过灯丶半导体激光器阵列丶其他激光器光照泵浦得到激发。热透镜效应是大多数固体激光器的一项缺陷。红宝石激光器：世界上台激光器，1960年7月7日，美国青年科学家梅曼宣布世界上台激光器由诞生，这台激光器就是红宝石激光器，工作波长一般为6943，工作状态是单次脉冲式，每脉冲在1ms量级，输出能量为焦耳数量级。Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）：较常用的固体激光器，工作波长一般为1064nm，这一波长为四能级系统，还有其他能级可以输出其他波长的激光。Nd:YVO4（掺钕钒酸钇）：低功率应用较广泛的固体激光器，工作波长一般为1064nm，可以通过KTP,LBO非线性晶体倍频後产生532nm绿光的激光器。相比气体的和固态的激光介质，染料激光器通常可以用于更广泛的波长范围内。Yb:YAG（掺镱钇铝石榴石）：适用於高功率输出，这种材料的激光器在激光工业加工领域有很强优势。钛蓝宝石激光器：具有较宽的波长调节范围（670nm～1200nm）

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激光器产业发展概况

激光加工技术是一种新型的绿色制造技术，相比传统机械加工具备明显优势，其加工方式以非接触方式进行，加工过程能耗低、环保效益高、加工速度快、低噪音、热影响小、适应性强，可加工超高硬度、高脆性、高熔点材料，并可实现自动控制，在精密加工、复杂结构加工、批量自动化生产等领域具备明显优势，被公认为“未来制造系统的共同加工手段”。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子来激励工作物质并实现粒子数反转的。

随着技术不断进步，激光技术应用领域不断拓展，适用于激光加工的材料包括金属及合金、塑料、陶瓷、玻璃、木材、皮革、树脂、橡胶等，在广泛应用于打标、雕刻、切割、焊接、钻孔、熔覆、微加工及表面改性等工业加工领域的同时，还应用于信息通讯数据储存、医学美容、科研军事、仪器传感、显示、增材制造等新兴领域。传统观点认为焊接和连接需要具有高脉冲能量的毫秒级长脉冲，但显然并不是这样。

作为激光加工设备的核心部件的激光器，自1960年台红宝石激光器明问世以来，随着技术的发展，发生了巨大的变化，极大的推动了其他科学技术的发展，被认为是二十世纪人类伟大的发明之一。近十几年来，激光器的发展更为迅速，出现了种类繁多的激光器，按照增益介质的不同，可分为光纤、固体、气体、半导体激光器等，特定增益介质输出特定波长的激光，本质决定了激光输出功率和应用领域。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转激光器的，整个激励装置，通常是由气体放电光源和聚光器组成，这种激励方式也称作灯泵浦。

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纳秒脉冲光纤激光器概述

自从 1961 年，美国光学公司的 Snitzer 和 Koester 报道了世界上首台光纤激光器以来，由于光纤激光器具有光束质量高、成本低、转换效率较高、稳定性好、体积小、兼容性强、寿命长、散热快等优点而备受关注。尤其是高功率的纳秒脉冲光纤激光器，已经被广泛的应用于激光加工、激光测距仪、二次谐波的产生、军事等领域。因此，高功率纳秒脉冲光纤激光器的研发和实用化技术已成为激光技术领域的一个热点。由于纳秒脉冲光纤激光器具有如下优点：(1)光束质量高。光纤的纤芯直径在几个微米的量级，能大大的提高激光器的光束质量，从而满足工业加工的高质量需求。(2)散热好。光纤激光器的体积很小，无需庞大的水冷系统，高功率运转时也只需要风冷。(3)体积小。光纤具有良好的柔性，使得激光器可以设计得相当小巧、结构紧凑、易于集成，并且在高冲击、强震动、高温度、大灰尘等相对恶劣的环境中也能工作。(4)良好的光谱特性。通过改变不同掺杂的增益光纤和与之相匹配的光纤元器件，可以实现不同波长的激光输出。因此，研究纳秒脉冲光纤激光器已成为当今的趋势。在光纤激光器中，主要通过调 Q 技术实现纳秒脉冲，调 Q 方式分为主动调 Q 和被动调 Q 两种。激光器中常见的组成部分还有谐振腔，但谐振腔（见光学谐振腔）并非必不可少的组成部分，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。主动调 Q 技术主要是在腔内插入电光开关或声光开关调制腔内的 Q 值来产生短高强的激光脉冲，产生的脉冲宽度从几十纳秒到几百纳秒。被动调 Q 技术主要是采用可饱和吸收体(半导体材料或者掺稀土的晶体薄片)进行调 Q。与主动调 Q 相比，被动调 Q 具有成本低廉、结构紧凑、峰值功率高、脉冲宽度窄等优点，因此采用被动调 Q 技术得到的窄脉宽、高重频、高功率光纤激光器具有重要的实际意义。