激光器較為常見的分類有五種,即按增益介質(zhì)、輸出功率、工作方式、輸出波長(zhǎng)、脈沖寬度來(lái)區(qū)分。
按照增益介質(zhì)(工作物質(zhì)):激光器的增益介質(zhì)包括氣體激光器、液體激光器和固定激光器,特定增益介質(zhì)決定了激光波長(zhǎng)、輸出功率和應(yīng)用領(lǐng)域。氣體中具有代表性的是CO2 氣體激光器,固體中具有代表性的包括紅寶石激光器、半導(dǎo)體激光器和光纖激光器、YAG激光器等。
按照輸出功率:可以分為小功率激光器(0-100W)、中功率激光器(100-1KW)、高功率激光器(1KW 以上);但有時(shí)也將100-1.5KW 范圍內(nèi)定義為中功率。不同功率的激光器適應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景不同。
按工作方式:可分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。連續(xù)激光器可以在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)輸出,工作穩(wěn)定、熱效應(yīng)高。脈沖激光器以脈沖形式輸出,主要特點(diǎn)是峰值功率高、熱效應(yīng)?。桓鶕?jù)脈沖時(shí)間長(zhǎng)度,脈沖激光器可進(jìn)一步分為毫秒、微秒、納秒、皮秒和飛秒,一般而言,脈沖時(shí)間越短,單一脈沖能量越高、脈沖寬度越窄、加工精度越高。
按輸出波長(zhǎng):可分為紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等。不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)可吸收的光波長(zhǎng)范圍不同,例如金屬對(duì)近紅外光吸收率較高。
按脈沖寬度:可分為毫秒激光器、微秒激光器、納秒激光器、皮秒激光器、飛秒激光器等。其中飛秒激光是人類目前在實(shí)驗(yàn)室條件下所能獲得最短脈沖的技術(shù)手段。它是一種以脈沖形式運(yùn)轉(zhuǎn)的激光,持續(xù)時(shí)間非常短,只有幾個(gè)飛秒,一飛秒就是10的負(fù)15次方秒,也就是1/1000萬(wàn)億秒,它比利用電子學(xué)方法所獲得的最短脈沖要短幾千倍。這是飛秒激光的第一個(gè)特點(diǎn)。飛秒激光的第二個(gè)特點(diǎn)是具有非常高的瞬時(shí)功率,可達(dá)到百萬(wàn)億瓦,比全世界發(fā)電總功率還要多出百倍。飛秒激光的第三個(gè)特點(diǎn)是,它能聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小的空間區(qū)域,使電磁場(chǎng)的強(qiáng)度比原子核對(duì)其周圍電子的作用力還要高數(shù)倍。
核心觀點(diǎn):
從增益介質(zhì)來(lái)看,光纖激光器是大勢(shì)所;
從輸出功率來(lái)看,大功率成為群雄角逐的焦點(diǎn);
從工作方式來(lái)看,連續(xù)和脈沖各顯神通;
從激光波長(zhǎng)來(lái)看,可調(diào)諧性決定適用廣度。
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