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激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation），即受激輻射光放大。相比于普通光源，激光具有單色性好、方向性好、相干性好以及高亮度的特點。自1960年第一臺紅寶石激光器問世以來，激光器的發(fā)展十分迅猛，各種工作物質(zhì)、運轉方式的激光器層出不窮。這些激光器都有三個基本組成部分：增益介質(zhì)（工作物質(zhì)）、泵浦源和諧振腔：

激光器中光與介質(zhì)發(fā)生相互作用，存在兩種物理過程——低能級粒子吸收光子和高能級粒子發(fā)生受激輻射。 如果吸收大于受激輻射，進入介質(zhì)的入射光穿過介質(zhì)時，因介質(zhì)吸收而減少的光子數(shù)多于因受激輻射而補充的光子數(shù)，光強會逐漸變?nèi)?，不能形成激光?反之，如果受激輻射大于吸收，進入介質(zhì)的光會越來越強，就有可能形成激光。 因此，若要產(chǎn)生激光，就必須使介質(zhì)中受激輻射過程大于吸收過程，即需要介質(zhì)中高能級粒子數(shù)密度大于低能級粒子數(shù)密度（發(fā)生粒子數(shù)反轉），而處于這種狀態(tài)的介質(zhì)即增益介質(zhì)。一般情況下，介質(zhì)中大多數(shù)粒子處于低能級上，為將粒子不斷地由低能級抽運到高能級上，必須需要一個激勵源，即泵浦源。常見的激勵方式有光激勵、電激勵、化學激勵等。

除了增益介質(zhì)和泵浦源之外，激光器還需要一個合適的光學諧振器。由于處在高能級上的粒子既可以通過受激輻射而發(fā)出光子，也可以通過自發(fā)輻射而發(fā)出光子，而 要形成激光，必須使受激輻射成為增益介質(zhì)中的主要發(fā)光過程，這需要依靠加大增益介質(zhì)中傳播的光能密度來實現(xiàn)，且增益介質(zhì)越長，光能密度越大。 由于技術和經(jīng)濟上的原因，無法把介質(zhì)做得很長，因此可以重復增益介質(zhì)對光的受激放大作用來解決這個問題，即采用光學諧振腔。最簡單的光學諧振器是在增益介質(zhì)兩端各加一塊平面反射鏡并保持互相嚴格平行。光在兩反射鏡中不斷反射并經(jīng)過增益介質(zhì)獲得放大，其中一部分光會通過部分反射鏡作為輸出激光。

激光器有多種不同的分類方法。根據(jù)工作波段可分為紅外和遠紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等。根據(jù)激光器運轉方式可分為連續(xù)激光器、脈沖激光器等。也可以按照激光器的工作物質(zhì)來分類，下面將介紹幾種常見的幾種激光器類型：固體激光器、氣體激光器、染料激光器和半導體激光器。本文將根據(jù)工作物質(zhì)來介紹幾種常見的激光器：

1.固體激光器：固體激光器是最早實現(xiàn)激光的激光器，通常采用摻雜過渡金屬或稀土離子的晶體或玻璃作為工作物質(zhì)的激光器，經(jīng)激勵后發(fā)生受激輻射產(chǎn)生激光。常見的固體激光器工作物質(zhì)有紅寶石、釹玻璃、摻釹釔鋁石榴石等。由于固體激光器的工作物質(zhì)一般是絕緣晶體，所以一般采用光泵浦激勵的方式。這類激光器以輸出能量大、峰值功率高、緊湊結構、牢固耐用、壽命長而著稱，在工業(yè)加工（如切割、焊接）、醫(yī)療（如眼科手術）、國防（如雷達、激光制導）、科研等領域中均有廣泛的應用。

2.氣體激光器：氣體激光器是以氣體或蒸汽作為工作物質(zhì)的激光器。由于氣體激光器是利用氣體原子、分子或離子的分離能級進行工作，其躍遷譜線及相應的激光波長范圍較寬，目前的氣體激光器譜線種類繁多，已不下萬條，覆蓋紫外到遠紅外。相比固體激光器，氣體激光器的突出優(yōu)點是輸出光束的質(zhì)量好（方向性好，光束質(zhì)量高，單色性好且輸出穩(wěn)定）。然而，由于氣體激光器需要更大體積的工作物質(zhì)才能獲得足夠的功率輸出，所以氣體激光器的體積通常較大。常見的氣體激光器有He-Ne激光器、\( CO_2 \)激光器，在工業(yè)、國防等領域中均有廣泛的應用。

氦氖激光器是最早研制成功的氣體激光器，內(nèi)部充有He氣和Ne氣，其中工作物質(zhì)是Ne原子，He主要起提高Ne原子泵浦速率的輔助作用。氦氖激光器能在可見及紅外波段產(chǎn)生多條激光譜線，其具有結構簡單、體積較小、使用方便、光束質(zhì)量好、工作可靠等優(yōu)點，至今仍是一種廣泛使用的氣體激光器。

3.染料激光器：1966 年，人們第一次利用巨脈沖紅寶石激光器泵浦氯化鋁酞化菁(CAP)和花菁類染料， 獲得了受激輻射。 此后，染料激光器得到了迅速的發(fā)展。染料以有機染料溶液或某些液態(tài)化合物作為激光工作物質(zhì)。通過泵浦激發(fā)染料分子，產(chǎn)生激光。染料激光器輸出激光波長可調(diào)諧，某些染料激光器波長可調(diào)寬度達上百納米。目前染料激光器已在紫外到半紅外波段內(nèi)實現(xiàn)寬波段范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)諧輸出，在摻鈦藍寶石出現(xiàn)之前，染料激光器是最理想的可調(diào)諧激光器。由于每個染料分子均具有十分復雜的能級結構，所以染料激光器工作物質(zhì)能帶很寬，是鎖模激光器的良好工作介質(zhì)，可以實現(xiàn)很窄的光脈沖。由于染料激光器具有可調(diào)諧性和可產(chǎn)生極窄光脈沖的特點，在光化學、光譜學、同位素分離等領域獲得了廣泛的應用。

4.半導體激光器：半導體激光器是最實用、最常見的一類固體激光器，其采用半導體材料作為工作物質(zhì)，體積小巧、效率高、壽命長、便于調(diào)制，易集成到集成電路內(nèi)。自問世以來，發(fā)展迅猛，廣泛應用于光通信、光存儲、激光打印等領域。其電子躍遷發(fā)生于半導體材料導帶中的電子和價帶中的空穴之間。 在激勵下，半導體價帶中的電子可以獲得能量，躍遷到導帶上，在價帶中形成一個空穴，這相當于受激吸收過程。 此外，價帶中的空穴也可被從導帶躍遷下來的電子填補復合。 電子和空穴被統(tǒng)稱為載流子，載流子復合會發(fā)出光子， 這相當于自發(fā)輻射或受激輻射。

晶萃光學JCOPTIX現(xiàn)提供小型激光器模組和半導體激光器兩種激光器。晶萃光學JCOPTIX提供的小型激光器模組，包括激光器與電源驅動，外殼直徑為?16 mm，可安裝于V形光學調(diào)整架和標準螺紋轉接件FADT-16。螺紋轉接件內(nèi)的小型激光器模組可兼容晶萃光學JCOPTIX各類標準的SM1螺紋的光機組件，如標準鏡架，圓形兩軸反射鏡架等。所有小型激光器模組均為準直輸出，輸出光功率為5/10 mW，波長覆蓋405-1550 nm，輸出光斑形狀近似圓形。小型激光器模組體積小巧，光斑準直性好，適合用作簡易光學測試系統(tǒng)短期測試光源或精密光學系統(tǒng)光路對準光源。

晶萃光學JCOPTIX提供的分體式半導體激光器包括激光器與可調(diào)驅動電源，在405-940 nm波段內(nèi)有十三種波長可選。激光器采用高性能LD，波長穩(wěn)定，輸出功率0-15/0-20 mW連續(xù)可調(diào)穩(wěn)定輸出。激光器持有先進微處理器控制系統(tǒng)，配高精度的ATC（溫控電路）和ACC（恒流電路）控制電路，抗干擾能力強，可實現(xiàn)穩(wěn)定輸出。可調(diào)驅動電源具備顯示電流與功率大小功能；轉動旋鈕調(diào)節(jié)功率范圍；支持SMA標準射頻接口DIG（數(shù)字）與ANA（模擬）調(diào)制，DIG接口支持數(shù)字信號調(diào)制，懸空或接TTL高電平激光器正常出光，短接時激光器關閉；ANA接口支持模擬信號調(diào)制，懸空或接大于2.5 V高電平，激光器以最大功率運行，接0-2.5 V范圍電平，激光器隨電壓高低功率線性變化。晶萃光學JCOPTIX提供的分體式半導體激光器激光準直性好，光強均勻，光斑形狀近似圓形，使用壽命長，操作便捷，適用于光學測試系統(tǒng)長期測試或精密光學系統(tǒng)光路對準光源，可用于生物監(jiān)測分析和生物醫(yī)療成像。半導體激光器出光面標配30 mm同軸系統(tǒng)的4-40螺紋孔，方便配合同軸系統(tǒng)光機搭建超緊湊光路。同時激光器出光高度設計為36 mm，兼容MCO-B2，MCO-B4兩款同軸系統(tǒng)支撐座，可以保證由激光器直接引出的光路更牢固穩(wěn)定。