欣天激光向您介紹固體激光器的詳細細節
固體(ti) 激光器用固體(ti) 激光資料作為(wei) 作業(ye) 物質的激光器。1960年，T.H.梅曼創造的紅寶石激光器即是固體(ti) 激光器，也是世界上第一台激光器。固體(ti) 激光器通常由激光作業(ye) 物質、鼓勵源、聚光腔、諧振腔反射鏡和電源等有些構成。
這類激光器所選用的固體(ti) 作業(ye) 物質，是把具有能發生受激發射效果的金屬離子摻入晶體(ti) 而製成的。在固體(ti) 中能發生受激發射效果的金屬離子首要有三類：(1)過渡金屬離子（如Cr3+）；(2)大多數鑭係金屬離子（如Nd3+、Sm2+、Dy2+等）；(3)錒係金屬離子（如U3+）。這些摻雜到固體(ti) 基質中的金屬離子的首要特點是：具有比較寬的有用吸收光譜帶，比較高的熒光功率，比較長的熒光壽數和比較窄的熒光譜線，因此易於(yu) 發生粒子數回轉和受激發射。用作晶體(ti) 類基質的人工晶體(ti) 首要有：剛玉（NaAlSi2O6）、釔鋁石榴石（Y3Al5，O12）、鎢酸鈣（CaWO4）、氟化鈣（CaF2）等，以及鋁酸釔（YAlO3）、鈹酸鑭（La2Be2O5）等。用作玻璃類基質的首要是優(you) 質矽酸鹽光學玻璃，例如常用的鋇冕玻璃和鈣冕玻璃。與(yu) 晶體(ti) 基質比較，玻璃基質的首要特點是製備便利和易於(yu) 取得大尺度優(you) 質資料。關(guan) 於(yu) 晶體(ti) 和玻璃基質的首要要求是：易於(yu) 摻入起激活效果的發光金屬離子；具有傑出的光譜特性、光學透射率特性和高度的光學（折射率）均勻性；具有適於(yu) 長時間激光作業(ye) 的物理和化學特性（如熱學特性、抗劣化特性、化學穩定性等）。晶體(ti) 激光器以紅寶石（Al2O3：Cr3+）和摻釹釔鋁石榴石（簡寫(xie) 為(wei) YAG：Nd3+）為(wei) 典型代表。玻璃激光器則是以釹玻璃激光器為(wei) 典型代表。
作業(ye) 物質
固體(ti) 激光器的作業(ye) 物質，由光學通明的晶體(ti) 或玻璃作為(wei) 基質資料，摻以激活離子或其他激活物質構成。這種作業(ye) 物質通常應具有傑出的物理－化學性質、窄的熒光譜線、強而寬的吸收帶和高的熒光量子功率。
玻璃激光作業(ye) 物質簡單製成均勻的大尺度資料，可用於(yu) 高能量或高峰值功率激光器。但其熒光譜線較寬，熱功能較差，不適於(yu) 高平均功率下作業(ye) 。常見的釹玻璃有矽酸鹽、磷酸鹽和氟磷酸鹽玻璃。80年代前期，研製成功折射率溫度係數為(wei) 負值的釹玻璃，可用於(yu) 高重複頻率的中、小能量激光器。
晶體(ti) 激光作業(ye) 物質通常具有傑出的熱功能和機械功能，窄的熒光譜線，但取得優(you) 質大尺度資料的晶體(ti) 成長技能雜亂(luan) 。60年代以來已有 300種以上摻入各種稀土金屬或過渡金屬離子氧化物和氟化物晶體(ti) 完成了激光振動。常用的激光晶體(ti) 有紅寶石(Cr:Al2O3,波長6943埃)、摻釹釔鋁石榴石（Nd:Y3Al5O12，簡稱Nd:YAG,波長1.064微米）、氟化釔鋰(LiYF4,簡稱YLF;Nd:YLF,波長1.047或1.05微米;Ho:Er:Tm:YLF,波長2.06微米)等。
1973年以來又有一類自激活激光晶體(ti) 。它的激活離子是晶體(ti) 的一個(ge) 化學組分,因此激活離子濃度高,不致發生熒光猝滅。這種晶體(ti) 的激光增益高，抽遠閾值低。首要種類有五磷酸釹(NdP5O14)、四磷酸鋰釹(NdLiP4O12)和硼酸鋁釹（NdAl3(BO4)3）等。它們(men) 多用熔鹽法成長,晶體(ti) 尺度小，可用於(yu) 小型固體(ti) 激光器。
已研製成的還有多種具有寬帶熒光特性的可調諧激光晶體(ti) ,如終端聲子躍遷的金綠寶石（Cr:BeAl2O4,波長0.701～0.815微米，室溫作業(ye) ）、摻鎳氟化鎂（Ni:MgF2,波長1.6～1.8微米，低溫作業(ye) ）、5d→4f 躍遷的摻鈰氟化釔鋰（Ce:YLF,波長0.306～0.315微米,用準分子激光器鼓勵，室溫作業(ye) ）和堿鹵化物的色心激光晶體(ti) （不摻雜或摻雜的氯化鉀、氟化鋰等，波長0.8～3.9微米，大多在低溫下作業(ye) ）。
鼓勵源
固體(ti) 激光器以光為(wei) 鼓勵源。常用的脈衝(chong) 鼓勵源有充氙亮光燈；接連鼓勵源有氪弧燈、碘鎢燈、鉀銣燈等。在小型長壽數激光器中，可用半導體(ti) 發光二極管或太陽光作鼓勵源。一些新的固體(ti) 激光器也有選用激光鼓勵的。
固體(ti) 激光器因為(wei) 光源的發射光譜中隻要一有些為(wei) 作業(ye) 物質所吸收，加上其他損耗，因此能量變換功率不高，通常在千分之幾到百分之幾之間。
特性
固體(ti) 激光器可作大能量和高功率相幹光源。紅寶石脈衝(chong) 激光器的輸出能量可達千焦耳級。經調 Q和多級擴大的釹玻璃激光體(ti) 係的最高脈衝(chong) 功率達10瓦。釔鋁石榴石接連激光器的輸出功率達百瓦級，多級串接可達千瓦。
固體(ti) 激光器運用Q開關(guan) 技能（見光調製）,能夠得到納秒至百納秒級的短脈衝(chong) ，選用鎖模技能可得到皮秒至百皮秒量級的超短脈衝(chong) 。
因為(wei) 作業(ye) 物質的光學不均勻性等緣由，通常固體(ti) 激光器的輸出為(wei) 多模。若選用光學均勻性好的作業(ye) 物質和采納精心設計諧振腔等技能措施，可得到光束發散角挨近衍射極限的基橫模(TEM00)激光,還可取得單縱模激光。
使用和趨勢
固體(ti) 激光器在軍(jun) 事、加工、醫療和科學研討範疇有廣泛的用處。它常用於(yu) 測距、盯梢、製導、打孔、切開和焊接、半導體(ti) 資料退火、電子器材微加工、大氣檢測、光譜研討、外科和眼科手術、等離子體(ti) 確診、脈衝(chong) 全息照相以及激光核聚變等方麵。固體(ti) 激光器還用作可調諧染料激光器的鼓勵源。
固體(ti) 激光器的發展趨勢是資料和器材的多元化，包含尋求新波長和作業(ye) 波長可調諧的新作業(ye) 物質，進步激光器的變換功率，增大輸出功率，改進光束質量，緊縮脈衝(chong) 寬度，進步可靠性和延伸作業(ye) 壽數等。
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