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激光器歷史發展

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激光的英文laser 這個詞是由開始的首字母縮略詞LASER演變而來，LASER的意思是“受激輻射光放大器”英文的單詞的縮寫簡略。激光技術中的關鍵概念早在1917年愛因斯坦提出“受激輻射”時已經開始建立起來了，激光這個詞曾經飽受爭議；Gordon Gould是記載中個使用這個詞匯的人。1953年，美國物理學家查爾斯·哈德·湯斯和他的學生阿瑟·肖洛制成了臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。1958年，C.H.湯斯和A.L.肖洛把微波量子放大器原理推廣應用到光頻范圍。1960年，T.H.西奧多·梅曼制成了臺紅寶石激光器。2013年，南非科學與工業研究人員開發出世界個數字激光器，開辟了激光應用的新前景。激勵抽運系統是指為使激光工作物質實現并維持粒子數反轉而提供能量來源的機構或裝置。研究成果發表在2013年8月2日英國《自然通訊》雜志上。

納秒激光器

二極管泵浦固態（DPSS）激光器是在20世紀90年代末被首先引入工業環境的。當時，首臺此類激光器僅具有幾瓦的低輸出功率，其波長為355nm。在二極管泵浦之前，使用燈泵浦可獲得激光，但是這類激光器是非常不可靠的。Nd:YAG（摻釹釔鋁石榴石）：較常用的固體激光器，工作波長一般為1064nm，這一波長為四能級系統，還有其他能級可以輸出其他波長的激光。當時，幾瓦的納秒紫外光的成本超過10萬美元。

隨后，納秒激光器的市場變得越來越成熟，而這些激光器現在也可以從許多不同的制造商（提供紅外、可見和紫外波長）處購買到，10W紫外輸出功率的納秒激光器的價格低于5萬美元。在大多數情況下，這些激光器的脈沖持續時間介于幾十到幾百納秒的范圍內。

超快激光的特點、應用及市場前景分析

實際上，納秒、皮秒、飛秒都是時間單位，1ns＝10-9s，1ps＝10－12s，1fs＝10－15s。這個時間單位，表示的是一個激光脈沖的脈沖寬度，簡言之就是在如此短暫的時間內輸出一個脈沖激光。由于其輸出單脈沖時間非常非常短，因此這樣的激光稱為超快激光。⑤自由電子激光器，這是一種特殊類型的新型激光器，工作物質為在空間周期變化磁場中高速運動的定向自由電子束，只要改變自由電子束的速度就可產生可調諧的相干電磁輻射，原則上其相干輻射譜可從X射線波段過渡到微波區域，因此具有很誘人的前景。當把激光能量集中在如此短的時間內，會獲得巨大的單脈沖能量和極高的峰值功率，在進行材料加工時，會很大程度上避免長脈寬、低強度激光造成材料熔化與持續蒸發現象（熱影響），可以大大提高加工質量。

在工業上，通常將激光分成連續波（CW）、準連續（QCW）、短脈沖（Q－Switched）、超短脈沖（Mode－Locked）四類。連續波以多模連續光纖激光器為代表，占據了當前工業市場的大部分份額，廣泛應用于切割、焊接、熔覆等領域，具有光電轉換率高、加工速度快等特點。準連續波又稱長脈沖，可產生ms～μs量級的脈沖，占空比為10％，這使得脈沖光具有比連續光高十倍以上的峰值功率，對于鉆孔、熱處理等應用來說非常有利。短脈沖指的是ns量級的脈沖，廣泛的應用于激光標刻、鉆孔、激光測距、二次諧波的產生、軍事等領域。但由于其介質壽命短，輸出功率受限，基本被鈦藍寶石等波長可調的固體激光器取代。超短脈沖則是我們所說的超快激光，包括達到ps、fs量級的脈沖激光。