脉冲激光器的基础知识

什么是脉冲激光？

脉冲激光是一个通用术语，指激光光以脉冲形式振荡的激光。

脉冲在一定时间内作为频率反复发出。 非脉冲振荡的激光称为连续波。

脉冲宽度的差异也使得区分纳秒激光、皮秒激光和飞秒激光。 选定单个脉冲的能量、脉冲宽度、频率和波长等参数进行处理和研究。

脉冲激光器应用

脉冲激光器广泛应用于工业和科学行业。 它们分别在波长、重复频率、脉冲宽度和脉冲能量上有所不同。

以下是一些应用示例：

• 微加工，如钻孔、划线和切割

• 标记与表面变形

• 激光机振荡器

• 皮肤科去除瑕疵和淤青

• 医疗手术刀

• 图书

• 无损测试光波测距仪

• 激光聚变

• 显微镜

• 激光消融

• 通过超短脉冲处理MEMS。

脉冲激光的原理

脉冲激光脉冲通过以下方式之一产生：

1. 直接调制方法

这是一种通过开关快门来分离连续振荡光的方法。 还有一种方法可以通过控制电流来控制脉冲形状。 由于能够精确控制脉冲形状，电流控制方法现已成为主流。

2. Q-交换方法

Q开关方法使用反演分布，即激发态粒子数多于基态粒子数的状态。 激光谐振腔的性能通过一个称为Q值的指标来评估。

Q值是一个指数，谐振腔内损耗越大。 通过关闭快门和其他装置捕捉光线，可以增强共振腔内光的强度。 当介质中出现足够的反演分布并积累能量时，光会一次性全部发射出来。 Q开关方法可以产生大脉冲能量。

3. 模式锁定（模式同步）

激光光谱是一组非常精细的光谱，拥有许多波长，但仅有细微差别。 这被称为竖屏模式。 同步和振荡该垂直模式的方法称为模式锁定。 该方法用于飞秒和皮秒激光器，因为它可以产生短脉冲。

此外，还有一种利用闪光灯脉冲激发激光介质的方法。

脉冲激光器的类型

脉冲激光器根据所用谐振腔分为以下类型：

1. 固态激光器

该激光器在谐振腔中使用固体晶体，如YAG激光器。 通过照射光线照射晶体中的原子并激发原子以刺激发射，从而增强光线。

其优点是即使是小型共振腔也能获得较大输出。 它有时用于工业用途，也用于研究机构和其他应用，如等离子体，通过高功率激光照射原子。

2. 气体激光器

它是一种共振激光器，介质为氦气和氮气等气体混合物。 谐振腔可以放大，并能输出高功率激光。

3. 光纤激光器

这种激光器利用光纤传输光。 使用光纤可以减少光损失。 这是一种如今广泛应用于工业领域的激光器。

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