【正文】 目前激光器 市場前景最廣闊的發(fā)展方向是 使器件的 體積 愈來愈 小、 器件的 重量 愈來愈 輕、效率 愈來愈 高、光束質(zhì)量 愈來愈 好、可靠性 能愈來愈強 、 生命愈來愈久 、運轉(zhuǎn) 愈來愈敏捷 的全固態(tài)激光器。在視網(wǎng)膜、青光眼以及鞏膜的手術(shù)上面紅寶石激光器也非常方便，紅寶石激光器不僅是全球第一臺激光器，也是最早在醫(yī)學(xué)治療中使用的激光器 [11]。 激光器在軍事領(lǐng)域的成功運用，對于戰(zhàn)場態(tài)勢的轉(zhuǎn)變有非常大的變化，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，它很能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化的批量生產(chǎn)，這就使得在軍 事領(lǐng)域更加的方面快捷，更有甚至可以成為單邊作戰(zhàn)的重要元器件。下圖 為激光切割圖。 它 的工作物質(zhì)現(xiàn)在少說都有 100 多種，并且 呈現(xiàn)出越來越猛烈的增長勢頭 。 這類 激光 器的基本結(jié)構(gòu)與 Nd3+:YAG 激光器 的類 似， 一般是利用 脈沖氙燈 作為泵浦源 ，聚光腔 是 鍍銀的單橢圓 柱腔或雙橢圓柱腔， 不過它的 光學(xué)元件 必須 與水蒸氣隔離（ 不隔離 激光束將破壞）， 所以必須 將激光器密閉在干燥的容器之中 [7]。如下圖 為紅寶石中鉻離子的能級結(jié)構(gòu)。激光中的很多重要的性能參數(shù)都是由激活粒子能級構(gòu)造作用而成，基質(zhì)主要是對物質(zhì)的性能產(chǎn)生影響。 單色亮度是衡量光源的發(fā)光能力 的指標，它的物理意義是單位截面、頻寬和立體角內(nèi)，光源的發(fā)射功率。全固態(tài)激光器的應(yīng)用擴展到了 我們生活的 各個領(lǐng)域， 它是應(yīng)用領(lǐng)域中基礎(chǔ)的、特別重要的核心器件，已經(jīng)成為了我們?nèi)粘；顒又胁豢苫蛉钡膸褪帧? 二極管泵浦的固體激光器 ................................... 錯誤 !未定義書簽。Working Principle。 激光產(chǎn)生的條件 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 軍事領(lǐng)域的應(yīng)用 .............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 如今，我國的激光市場發(fā)展穩(wěn)定、增長速度飛快。 1958 年 ， 美國 物理 學(xué)家 Schawlow 和 Townes 通過諧振腔的作用得到了激光器以及俄國科學(xué)家普羅霍羅夫也研制成功了振蕩器和放大器，這兩個發(fā)明對于激光的發(fā)現(xiàn) 提供了非常偉大 的幫助。 ` 8 3） 聚光系統(tǒng) 該部分主要有以下兩個功能：首先 為 把工作物質(zhì)和泵浦 系統(tǒng)這兩個重要部分結(jié)合起來 ；第二個功能則是對于工作物質(zhì)的光密度排列方式起著決定作用，進而可以對光束的各種參數(shù)性能指 標進行干擾。 摻釹釔鋁石榴石激光器（ Nd3+:YAG） 這類是四能級系統(tǒng)的激光器，它的工作效率較高，使用時間長以及工作的閾值較低，輸出的波長較低，所以能夠長時間的進行工作。 前者是指工作物質(zhì)為 有 色心的晶體，這種色心是由于正負離子的缺失造成的。紅寶石激光器工作轉(zhuǎn)換效率一般在百分之零點五至百分之一之間的范圍內(nèi)，而摻釹釔鋁石榴石激光器為百分之一至百分之二，百分之三已經(jīng)是它的極限了。 下圖 是這種技術(shù)在生產(chǎn)中切割鋼材的圖片。 1）醫(yī)學(xué)研究工具 在 研究醫(yī)學(xué)病理、生理、生化 的過程中 ， 我們 可以 通過 固體激光器的激光照射各個細胞，以便對細胞的生理 開展探究 ，也可利用激光 來做 細胞手術(shù)。下圖 中激光作為手術(shù)刀。 在此向?qū)懻撐臅r幫助和指導(dǎo)過我的老師和同學(xué)做出最真誠的感謝。最開始的增益介質(zhì)是紅寶石， 接下來 是釹玻璃、摻釹釔鋁石榴石、摻釹鎵釓石榴石，而 如今 的新型激光材料的基質(zhì)是陶瓷。 利用激光器來檢測血藥流動方面的內(nèi)容的時候，在不需要血藥進行擾亂的情況下就可以成功的測量。 直到 1990 年，有專家研發(fā)了大功率的 LD 激光器， 這 才使得激光器在軍事方面大顯身手 ，如圖 所示為諾思羅普 。這主要是因為它的能級構(gòu)造較特殊，所以能夠輸出能量和功率較大的激光。氪燈與氙燈的構(gòu)造基本相同，區(qū)別是它的燈管內(nèi)充有大氣壓為 2 到 4 的氪氣。 為了使 得激光器和其` 9 他構(gòu)件的安全，我們一般都是通過對工作物質(zhì)、泵浦系統(tǒng)以及聚光腔的降溫冷卻來實現(xiàn)對其的保護作用。激光器的 類型 較多，我們可以遵循 以下的分類 手段 將其 類別 ： 1）工作物質(zhì)：按照這種方式我們可以將其 主要區(qū)別成 固體、氣體、 染料 、半導(dǎo)體、光纖以及自由電力 這六 種 類型 。 激光的特性 激光產(chǎn)生的機理與普通光源的發(fā)光 有區(qū)別 ，所以激光 具備 不同于普通光的特性：高度的方向性、單色性、相干性和高亮度 [2]。自上世紀 60 年代，梅曼發(fā)明了全球首臺激光器以來，激光技術(shù)的發(fā)展至今已經(jīng)碩果累累，并且已經(jīng)在人類社會的各行各業(yè)中普遍應(yīng)用。 典型的固體激光器 .......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 摘 要 固體激光器具有 許多 突出的優(yōu)點，它是當前 獲得 應(yīng)用最廣泛的激光器之一。 固體激光器的工作原理和基本結(jié)構(gòu) .............................. 錯誤 !未定義書簽。 ` ii ` 1 第一章 引言 激光是偉大的科學(xué)家們在上個世紀所創(chuàng)建的一個特別優(yōu)秀的技術(shù)成就。 3） 有能夠使工作物質(zhì)從低級向高級轉(zhuǎn)化所需要的能量，從而能夠使得激光達到發(fā)生的條件。 而對于我國激光器 具體 的研 制成功的發(fā)展情況 ，由下表 可以清晰的 看 到： 激光器的類型 自上世紀 60 年代激光器發(fā)明至今，有關(guān)這方面的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)得到了很大的進步，現(xiàn)在各行各業(yè)都有激光技術(shù)的成功運用。由于固體激光器在 發(fā)生作用時容易 造成 非常 劇烈 的熱效應(yīng)，故一般必須 使用 冷卻 的方法 。 它通常把 氪燈 當作是 泵浦光源。 全固態(tài)激光器種類很多，我們能夠按照如下表 來 分類： 固體激光器的優(yōu)點與缺點 固體激光器的優(yōu)點： ` 13 1）它的能量輸出較大，而且峰值處的功率也較大。 工業(yè)加工中的應(yīng)用 在工業(yè)加工領(lǐng)域，激光加工是最為常見的一種應(yīng)用形式 ,我們一般將其分為光熱和光 化學(xué)反應(yīng)兩類激光加工 ,包括光化學(xué)沉積、立體光刻、激光刻蝕等 [10]。 ` 17 圖 激光鉆孔機 軍事領(lǐng)域的應(yīng)用 固體激光器 如今在軍工方面的 應(yīng)用也 表現(xiàn) 出了 愈發(fā)強大 的 發(fā)展空間，它 在軍工方面 的 運用發(fā)展歷程 中 算是激光器中的后來居上。比如現(xiàn)在科學(xué)家正在研究利用能量為 400J、輸出寬度為半毫米的激光器對牙齒進行檢測。第一，改進了增益介質(zhì)。轉(zhuǎn)眼間，四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，感謝各位老師、同學(xué)的陪伴，感謝一起奮斗的小伙伴。 圖 激光手術(shù)刀 由于 Nd3+： YAG 激光器通過倍頻技術(shù)可以得到波長為