激光器的分类有哪些

  激光器经过200多年的发展，已经研制出了上百种不同的类型，它们特点各异，用途也不同,一般可以按照以下方法进行分类。

  ①按工作介质来分类。主要有气体激光器、固体激光器和半导体激光器三种类型，此外还有化学激光器和自由电子激光器等。

  a.气体激光器。工作介质主要以气体状态进行发射的激光器，在常温常压下是气体，有的物质在通常条件下是液体(如水、汞)或者固体(如铜、镉等)，工作时加热变为蒸气，利用这类蒸气作为工作介质的也称为气体激光器。气体激光器中除了发出激光的工作气体混合。为了延长器件的工作寿命及提高输出功率，还加入了一定量的辅助气体与工作气体混合。气体激光器所采用的工作物质可以是原子气体、分子气体或离子气体。在原子气体激光器中，产生激光作用的是没有电离的气体原子，所用的气体主要是几种惰性气体(如氦、氖、氩、氪、缸等)，有时也可采用某些金属原子（如铜、锌、镉、铯、汞等)蒸气，或其他元素原子气体等。原子气体激光器的典型代表是He-Ne气体激光器。在分子气体激光器中，产生激光作用的是没有电离的气体分子，所采用的主要分子气体工作物质有CO2、CON2、H2和水蒸气等。分子气体激光器的典型代表是二氧化碳(CO2)激光器和氮分子（N2)激光器。离子气体激光器利用电离化的气体离子产生激光作用，主要的有惰性气体离子和金属蒸汽离子，这方面的代表型器件是氩离子激光器、氪离子激光器等。气体激光器具有结构简单、造价低、操作方便、工作介质均匀、光束质量好以及能长时间较稳定地连续工作的优点。因此，它是目前品种最多、应用最广泛的一类激光器。市场占有率达60%左右。

   b.固体激光器。固体激光器的工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺入少量激活离子，除了用红宝石和玻璃外，常用的还有在钇铝石榴石(YAG)晶体中掺人三价奴离子(Nd3+)的激光器，它发射1060nm的近红外激光。固体激光器连续功率一般可达1000W以上，脉冲峰值功率可达109W。一般固体激光器具有器件小、坚固、使用方便、输出功率大的特点。近年来发展十分迅猛的光纤激光器，其工作物质是一段光纤，光纤中掺杂不同的元素。能够产生波段范围很宽的激光。

   C.半导体激光器。半导体激光器以半导体材料作为工作介质，目前较成熟的是砷化稼激光器，发射840nm的激光。另有掺铝的砷化镓、硫化铬、硫化锌等激光器。半导体激光器的激励方式主要有3种，即电注人式、光泵式和高能电子束激励式。电注人式半导体激光器一般是由GaAs(砷化镓)、InAs(砷化姻)、InSb(锑化姻)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注人电流进行激励。光泵式半导体激光器，一般用N型或P型半导体单晶(如GaAs、  InSb等)作工作物质，以其他激光器发出的激光作光泵激励。高能电子束激励式半导体激光器，一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS, US, ZnO等)作工作物质的，通过由外部注人高能电子束进行激励。在半导体激光器件中，目前性能较好，应用较广的是具有双异质结构的电注人式GaAs二极管激光器。半导体激光器体积小、质量轻、寿命长、结构简单而坚固，特别适于在飞机、车辆、宇宙飞船上使用。20世纪70年代末期，由于光纤通信和光盘技术的发展大大推动了半导体激光器的发展。

   ②按波长分类。现有激光器覆盖的波长范围包括远红外、红外、可见光、紫外直到远紫外，最近还研制出了X射线激光器和正在开发的Y射线激光器。

   ③按激励方式分类。激光器按照不同激励方式可分为光激励(光源或紫外光激励)、气体放电激励、化学反应激励、核反应激励等类型。

   ④按输出方式不同分类。有连续激光、单脉冲激光、连续脉冲激光和超短脉冲激光，其中脉冲激光的峰值功率可以非常大。

   ⑤按激活介质的拉子结构不同分类。有原子、离子、分子和自由电子激光器。氦一氖激光器产生的激光是由效原子发射的，红宝石激光器产生的激光则是由铬离子发射的。另外还有二氧化碳分子发射的激光器。激光的频率可以连续变化，而且可以覆盖很宽的频率范围。

   工作物质不同，产生的激光波长也不同。上述各式各样激光器的出现，主要是为了满足不同的应用目的。目前我国使用最多的激光器主要有Co2气体激光器和Nd: YAG激光器，另外近年来随着大功率光纤激光器制造技术的发展，其在工业中的应用也逐渐增多。