什么是固态激光器?
固态激光器由固体增益介质组成,而不是染料激光器中使用的液体或气体激光器中的气体。固态激光器的增益介质由玻璃或晶体主体材料组成(例如,Nd:YAG中直径为几毫米的圆柱形棒或薄盘激光器中的盘形棒)。该主体材料必须掺杂过渡金属离子(例如,钛–Ti3+用于钛:蓝宝石激光器)或稀土离子(例如钕–Nd3+、镱–Yb3+或铒Er3+)。有许多主体材料已经实现了激光激发,但广泛使用的类型相对较少。其中,最常见的是掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG晶体)、掺钕钇氟化锂(Nd:YLF)、掺Nd玻璃(Nd:玻璃)以及掺铒或掺镱玻璃(Er:玻璃/Yb:玻璃)。
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固态激光图示例
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增益介质通常使用闪光灯或激光二极管通过侧泵浦或端泵浦进行光学泵浦。通常,闪光灯泵浦的激光器成本较低,并且可以提供高功率输出。然而,这些泵浦源通常表现出低功率效率水平、相对较短的寿命(必须比用二极管进行光泵浦时更频繁地更换闪光灯),并且它们容易在增益介质中引起热透镜效应。二极管泵浦固态(DPSS)激光器往往更高效、更紧凑,总体维护更低,寿命更长,并提供更好的光束质量。最近,随着高功率激光二极管的成本下降,固态DPSS激光器变得越来越普遍,使更多的人受益于固态激光器的优势。
半导体激光器也被归类为固态激光器,但被视为固态激光器的一个单独类别或类型,通常被称为激光二极管或二极管激光器。激光二极管使用电功率作为能量源,并使用掺杂的p-n结作为增益介质。前端面是部分反射器,后端面是全反射器。因此,前端面是激光发射的输出端面。