激光器種類和用途

 激光器發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應用。
紅寶石激光：初的激光器是紅寶石被明亮的閃光燈泡所激勵，所產(chǎn)生的激光是“脈沖激光”，而非連續(xù)穩(wěn)定的光束。這種激光器產(chǎn)生的光束質(zhì)量和我們現(xiàn)在使用的激光二管產(chǎn)生的激光有本質(zhì)的區(qū)別。這種僅僅持續(xù)幾納秒的強光發(fā)射非常適合捕捉容易移動的物體，例如拍攝全息的人物肖像畫，副激光肖像在1967年誕生。紅寶石激光器需要昂貴的紅寶石而且只能產(chǎn)生短暫的脈沖光。
氦氖激光器：1960年科學家Ali Javan、William R.Brennet Jr.和Donald Herriot 設計了氦氖激光器。這是臺氣體激光器，這種激光器是全息攝影師常用的裝備。兩個優(yōu)點：1、產(chǎn)生連續(xù)激光輸出；2、不需要閃光燈泡進行光激勵，而用電激勵氣體。
激光二管：激光二管是當前為常用的激光器之一，在二管的PN結(jié)兩側(cè)電子與空穴的自發(fā)復合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過半導體時，一旦經(jīng)過已發(fā)射的電子—空穴對附近，就能激勵二者復合，產(chǎn)生新光子，這種光子誘使已激發(fā)的載流子復合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大，則會形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布，即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下，少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復反射而產(chǎn)生感應輻射，造成選頻諧振正反饋，或者說對某一頻率具有增益。當增益大于吸收損耗時，就可從PN結(jié)發(fā)出具有良好譜線的相干光——激光。激光二管的發(fā)明讓激光應用可以迅速普及，各類信息掃描、光纖通信、激光測距、激光雷達、激光唱片、激光指示器、超市的收款等等，各類應用正在不斷被開發(fā)和普及。

氣體激光器
介質(zhì)是氣體的激光器，此種激光器通過放電得到激發(fā)。
氦氖激光器：重要的紅光放射源（632.8 nm）。
二氧化碳激光器：波長約10.6 μm（紅外線），重要的工業(yè)激光。
一氧化碳激光器：波長約6-8 μm（紅外線），只在冷卻的條件下工作。
氮氣激光器：337.1 nm (紫外線)。
氬離子激光器：具有多個波長，457.9 nm (8%)丶476.5 nm (12%)丶488.0 nm (20%)丶496.5 nm (12%)丶501.7 nm (5%)丶514.5 nm (43%)（由藍光到綠光）。
氦鎘激光器：重要的藍光（442nm）和近紫外激光源（325nm）。
氪離子激光器：具有多個波長，350.7nm丶356.4nm丶476.2nm丶482.5nm丶520.6nm丶530.9nm丶586.2nm丶647.1nm (強)丶676.4nm丶752.5nm丶799.3nm (從藍光到深紅光)。
氧離子激光器
氙離子激光器
混合氣體激光器：不含純氣體，而是幾種氣體的混合物（一般為氬丶氪等）。
準分子激光器：比如KrF (248 nm)丶XeF (351-353 nm)丶ArF (193 nm)丶XeCl (308 nm)丶F2 (157 nm) (均為紫外線)。
金屬蒸汽激光器：比如銅蒸汽激光器，波長介於510.6-578.2 nm之間。由於很好的加強性，可以不用諧振鏡。
金屬鹵化物激光器：比如溴化銅激光器，波長介於510.6-578.2 nm之間。由於很好的加強性，可以不用諧振鏡。
化學激發(fā)激光器是一種特殊的形式。激發(fā)通過媒介中的化學反應來進行。媒介是一次性的，使用後就被消耗掉了。對於高功率的條件及軍事領域是非常理想的。
鹽酸激光器
碘激光器

固體激光器
介質(zhì)是固體的激光器，此種工作物質(zhì)通過燈丶半導體激光器陣列丶其他激光器光照泵浦得到激發(fā)。熱透鏡效應是大多數(shù)固體激光器的一項缺陷。
紅寶石激光器：世界上臺激光器，1960年7月7日，美國青年科學家梅曼宣布世界上臺激光器由誕生，這臺激光器就是紅寶石激光器，工作波長一般為6943，工作狀態(tài)是單次脈沖式，每脈沖在1ms量級，輸出能量為焦耳數(shù)量級。
Nd:YAG（摻釹釔鋁石榴石）：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(tǒng)，還有其他能級可以輸出其他波長的激光。
Nd:YVO4（摻釹釩酸釔）：低功率應用廣泛的固體激光器，工作波長一般為1064nm，可以通過KTP,LBO非線性晶體倍頻後產(chǎn)生532nm綠光的激光器。
Yb:YAG（摻鐿釔鋁石榴石）：適用於高功率輸出，這種材料的碟片激光器在激光工業(yè)加工領域有很強優(yōu)勢。
鈦藍寶石激光器：具有較寬的波長調(diào)節(jié)范圍（670nm～1200nm）

半導體激光器
 
纖綠半導體激光模組
半導體激光器也稱為半導體激光二管，或簡稱激光二管（Laser Diode，LD）。由于半導體材料本身物質(zhì)結(jié)構(gòu)的特異性以及半導體材料中電子運動規(guī)律的特殊性，使半導體激光器的工作特性具有其特殊性。
半導體激光器是以一定的半導體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射作用的器件。.其工作原理是通過一定的激勵方式，在半導體物質(zhì)的能帶（導帶與價帶）之間，或者半導體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)（受主或施主）能級之間，實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復合時，便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導體激光器的激勵方式主要有三種，即電注入式，光泵式和高能電子束激勵式。電注入式半導體激光器，一般是由砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等等材料制成的半導體面結(jié)型二管，沿正向偏壓注入電流進行激勵，在結(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激發(fā)射。光泵式半導體激光器，一般用N型或P型半導體單晶（如GaAS,InAs,InSb等）做工作物質(zhì)，以其他激光器發(fā)出的激光作光泵激勵.高能電子束激勵式半導體激光器，一般也是用N型或者P型半導體單晶如PbS,CdS,ZhO等)做工作物質(zhì)，通過由外部注入高能電子束進行激勵。在半導體激光器件中，性能較好，應用較廣的是具有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電注入式GaAs二管激光器。
半導體激光器采用注入電流方式泵浦。

 
纖綠半導體激光手電
半導體激光器波長覆蓋范圍為紫外至紅外波段（300nm~十幾微米），其中1.3um與1.55um為光纖傳輸?shù)膬蓚�窗口。半導體激光器具有能量轉(zhuǎn)換效率高、易于進行高速電流調(diào)制、超小型化、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命才長等突出特點，使其成為重要具應用價值的一類的激光器。
半導體激光器是成熟較早、進展較快的一類激光器，由于它的波長范圍寬，制作簡單、成本低、易于大量生產(chǎn)，并且由于體積小、重量輕、壽命長，因此，品種發(fā)展快，應用范圍廣，已超過300種，半導體激光器的主要應用領域是Gb局域網(wǎng)，850nm波長的半導體激光器適用于）1Gb局域網(wǎng)，1300nm -1550nm波長的半導體激光器適用于1OGb局域網(wǎng)系統(tǒng).半導體激光器的應用范圍覆蓋了整個光電子學領域，已成為當今光電子科學的核心技術(shù).半導體激光器在激光測距、激光雷達、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導跟蹤、引燃引爆、自動控制、檢測儀器等方面獲得了廣泛的應用，形成了廣闊的市場。1978年，半導體激光器開始應用于光纖通信系統(tǒng)，半導體激光器可以作為光纖通信的光源和指示器以及通過大規(guī)模集成電路平面工藝組成光電子系統(tǒng).由于半導體激光器有著超小型、高效率和高速工作的優(yōu)異特點，所以這類器件的發(fā)展，一開始就和光通信技術(shù)緊密結(jié)合在一起，它在光通信、光變換、光互連、并行光波系統(tǒng)、光信息處理和光存貯、光計算機外部設備的光禍合等方面有重要用途.半導體激光器的問世大地推動了信息光電子技術(shù)的發(fā)展，到如今，它是當前光通信領域中發(fā)展快、為重要的激光光纖通信的重要光源.半導體激光器再加上低損耗光纖，對光纖通信產(chǎn)生了重大影響，并加速了它的發(fā)展.因此可以說，沒有半導體激光器的出現(xiàn)，就沒有當今的光通信.GaAs/AlGaAs雙異質(zhì)結(jié)激光器是光纖通信和大氣通信的重要光源，如今，凡是長距離、大容量的光信息傳輸系統(tǒng)無不都采用分布反饋式半導體激光器（DFB一LD).半導體激光器也廣泛地應用于光盤技術(shù)中，光盤技術(shù)是集計算技術(shù)、激光技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)于一體的綜合性技術(shù).是大容t.高密度、快速有效和低成本的信息存儲手段，它需要半導體激光器產(chǎn)生的光束將信息寫人和讀出。