什么是激光器？

讓我們從頭開始。LASER是受激輻射光放大的縮寫。這個(gè)縮寫詞簡(jiǎn)明扼要地描述了激光的工作原理。通過(guò)使用能量源來(lái)刺激材料中原子的光子發(fā)射，可以放大電磁輻射或光。隨著時(shí)間的推移，激光已經(jīng)徹底改變了世界，取得了越來(lái)越多的進(jìn)步。由于激光提供的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，曾經(jīng)被認(rèn)為不可能或做夢(mèng)也想不到的事情現(xiàn)在變得可能，甚至司空見慣。

那么，激光到底是什么呢？

激光器是一種具有特定組件和特征的設(shè)備，使其能夠通過(guò)光學(xué)放大過(guò)程產(chǎn)生強(qiáng)烈、準(zhǔn)直、相干的光子或光束。有許多類型的激光器，包括氣體激光器、固態(tài)激光器、染料激光器、半導(dǎo)體二極管激光器和準(zhǔn)分子激光器。每種激光類型中也有不同級(jí)別的集成，從組件到OEM模塊，再到完整的交鑰匙系統(tǒng)。所有這些類型的激光器都有一套基本的零部件：

1.一種能夠維持受激發(fā)射的增益介質(zhì)

2.泵浦或激發(fā)增益介質(zhì)中原子的能量源

3.一種全反射器，用于將光子反射通過(guò)增益介質(zhì)多次通過(guò)

4.一種部分反射器/輸出耦合器，用于反射光子但允許一定百分比的光子離開諧振器

5.隨著放大光總量的增加，通過(guò)部分反射器輸出的激光束

簡(jiǎn)單地說(shuō)，激光器的作用如下：增益介質(zhì)由一種特殊材料組成，通常是晶體、玻璃、液體、染料或氣體，其中含有有利于激光過(guò)程的原子。這意味著當(dāng)被泵浦源激發(fā)或通電時(shí)，材料中的原子可以被激發(fā)到半穩(wěn)定狀態(tài)。泵浦源通常采用閃光燈、電極或甚至激光器（例如，用于二極管泵浦的固態(tài)或DPSS激光器的二極管激光器）的形式。當(dāng)增益介質(zhì)中的激發(fā)原子回落到基態(tài)時(shí)，光子就會(huì)釋放出來(lái)。隨著這一過(guò)程的進(jìn)行，附近的其他原子吸收了這些光子，這個(gè)過(guò)程重復(fù)了很多次，增加了能量。

這種重復(fù)的過(guò)程被稱為布居反轉(zhuǎn)——將處于較高能量狀態(tài)的電子布居增加到可以發(fā)生激光作用的程度。當(dāng)光在反射鏡（全反射鏡和部分反射鏡）之間振蕩時(shí)，這個(gè)過(guò)程被進(jìn)一步放大。在反射鏡之間的每一次后續(xù)振蕩中，原子激發(fā)機(jī)制都會(huì)成倍增加。部分反射器或輸出耦合器將以單色、相干和定向光束（激光束）的形式傳輸總放大光的一小部分。這一解釋旨在以簡(jiǎn)化的方式說(shuō)明該過(guò)程，而絕不是涵蓋各種形式的激光技術(shù)如何產(chǎn)生激光束的所有細(xì)微方面。

大多數(shù)常見的激光器發(fā)射從電磁光譜的深UV（紫外線）到遠(yuǎn)IR或長(zhǎng)波紅外（LWIR）部分的光。紫外線的波長(zhǎng)較短，頻率較高，而紅外線的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，因此頻率較低。因此，激光波長(zhǎng)和頻率成反比，如激光頻率公式C=f?λ所示，其中C是光速，f是頻率，λ（λ）是波長(zhǎng)。由于光速是恒定的，當(dāng)波長(zhǎng)減小時(shí)，頻率必然會(huì)增加。