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激光器发展历程中的主要代表以及未来的发展方向
发布时间:2019-11-11   点击次数:85次
   激光器从出现到现在经历了很长的一段时间,其中比较有代表性的激光器主要有三种,分别是:红宝石激光器、氦氖激光器以及激光二极管等,其中:
 
  1、红宝石激光:开始的激光器是红宝石被明亮的闪光灯泡所激励,所产生的激光是“脉冲激光”,而非连续稳定的光束。这种激光器所产生的光束质量和我们现在使用的激光二极管产生的激光有本质的区别。红宝石激光仅仅持续几纳秒的强光发射非常适合捕捉容易移动的物体,例如拍摄全息的人物肖像画。
 
  2、氦氖激光器:作为台气体激光器,氦氖激光器是全息摄影师常用的装备,其优点有产生连续激光输出;且不需要闪光灯泡进行光激励,而用电激励气体。
 
  3、激光二极管:激光二极管在如今的应用比较广泛,我们将二极管的PN结两侧电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时,一旦经过已发射的电子—空穴对附近,就能激励二者复合,产生新光子,这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大,则会形成和热平衡状态相反的载流子分布,即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下,少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射,造成选频谐振正反馈,或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时,就可从PN结发出具有良好谱线的相干光——激光。激光二极管的发明让激光应用可以迅速普及,各类信息扫描、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光唱片、激光指示器、超市的收款等等,各类应用正在不断被开发和普及。
 
  在未来,激光器将继续朝着更快、更高、更好、更短四大发展方向发展:
 
  1、更好:激光器输出的光束质量越来越好,光纤激光器的光束质量已经达到10万瓦级单模。在过去的一年中,光纤激光器、碟片激光器、直接半导体激光器的亮度都有大幅度提升。
 
  2、更高:激光器的功率越来越高,平均功率已经超过10万瓦。2013年,台商用的10万瓦级光纤激光器在日本名古屋NADEX中心安装,用于焊接300mm厚的钢板。激光切割应用也向着更高的功率发展,激光切割机的功率持续走高,已经达到8—12kW。
 
  3、快:激光器的脉冲速度越来越快,超快激光器取得了快速发展,已经凭借着更简单的结构、更方便的操作、更低廉的成本和更稳定的性能,走出实验室进入工业应用中。
 
  4、更短:激光器的输出波长覆盖更短的波段,短波长激光器已经广泛应用。很多先进的制造工艺都需要冷加工,例如在智能手机制造中,很多时候需要用短波长、短脉冲的紫外激光来处理。短波长激光已经在表面标记、半导体晶圆加工、钻孔、切割等领域获得了大量应用。
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