固体激光器的简介
固体激光器
用固体激光材料作为工作物质的激光器（见激光）。1960年，T.H.梅曼发明的红宝石激光器就是固体激光器，也是世界上第一台激光器。固体激光器一般由激光工作物质、激励源、聚光腔、谐振腔反射镜和电源等部分构成。固体激光器一般采用光激励源。工作物质多为掺有杂质元素的晶体或玻璃。最常见的固体激光器有红宝石激光器、钕玻璃激光器、掺钕钇铝石榴石激光器等，固体激光器输出能量高，小而坚固，在激光加工、激光武器等方面有重要应用。如：Nd:YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝石榴石，晶体结构与红宝石相似。
固体激光器的构成
固体激光器一般由三个部分组成：
（1）工作物质 这是激光器的核心，只有能实现能级跃迁的物质才能作为激光器的工作物质。目前，激光工作物质已有数千种，激光波长已由X光远至红外光。例如氦氖激光器中，通过氦原子的协助，使氖原子的两个能级实现粒子数反转；
（2）激励能源（光泵） 它的作用是给工作物质以能量，即将原子由低能级激发到高能级的外界能量。 通过强光照射工作物质而实现粒子数反转的方法称为光泵法。例如红宝石激光器，是利用大功率的闪光灯照射红宝石（工作物质）而实现粒子数反转，造成了产生激 光的条件。通常可以有光能源、热能源、电能源、化学能源等。
固体激光器的结构
固体激光器的特性
固体激光器可作大能量和高功率相干光源。红宝石脉冲激光器的输出能量可达千焦耳级。经调Q和多级放大的钕玻璃激光系统的最高脉冲功率达10瓦。钇铝石榴石连续激光器的输出功率达百瓦级，多级串接可达千瓦。
固体激光器运用Q开关技术（电光调制），可以得到纳秒至百纳秒级的短脉冲，采用锁模技术可得到皮秒至百皮秒量级的超短脉冲。
由于工作物质的光学不均匀性等原因，一般固体激光器的输出为多模。若选用光学均匀性好的工作物质和采取精心设计谐振腔等技术措施，可得到光束发散角接近衍射极限的基横模（TEM00）激光，还可获得单纵模激光。
固体激光器的激励源
固体激光器以光为激励源。常用的脉冲激励源有充氙闪光灯；连续激励源有氪弧灯、碘钨灯、钾铷灯等。在小型长寿命激光器中，可用半导体发光二极管或太阳光作激励源。一些新的固体激光器也有采用激光激励的。
固体激光器由于光源的发射光谱中只有一部分为工作物质所吸收，加上其他损耗，因而能量转换效率不高，一般在千分之几到百分之几之间。
固体激光器的分类
1、可调谐近红外固体激光器。1988年，Petricev等发现4价铬（Cr可掺合到4配价的Mg2SiO4四方晶格中（Cr∶Mg2SiO4称之为镁橄榄石。镁橄榄石通常被Nd∶YA G激光器泵浦，并且可调谐在1,1301,367nm之间，以锁模方式输出几瓦的功率。Cr∶YA G也是不主动Q开关含钕激光器的良好介质。
Cr∶LiSA F1988年由Livemor实验室研制成功，主要用于超短脉冲的发生和放大，具有从780nm990nm可调谐的优点，并有较好的热力学性质。为材料处理、组织消融、化学和生物过程的快速研究提供了重要的手段。Cr∶LiSA F也可通过腔内倍频蓝光输出和Q开关用于遥感水蒸汽的检测。
2、可调谐紫外Ce3+激光器。Ce∶LiSA F由于其离特有性质，基本的激光物理性质类似于染料激光器。可被侧面泵浦和端面泵浦，波长在280320nm之间，可调谐平均功率>100mW
3、可调谐中红外Cr2+激光器。室温条件下，可调谐中红外固体激光器的发射，由于工作波长较长和频带较宽，导致了非辐射延迟的增加（将泵浦光转变为热，而不是激光辐射）Cr2+∶ZnSe激光器首先获得了室温下的可调谐中红外激光发射，并未受到非辐射延迟的晦气影响。这种资料的吸收和发射光谱显示可用1800nm二极管泵浦提供2,2003,000nm之间的可调谐发射波长。
4、镱Yb激光器。由于Yb∶YA G晶体具有非常低的热载荷（大约是Nd∶YA G晶体的1/3用943nmInGaA 二极管端面泵浦就可得到大于150W功率。另外掺镱的氟磷酸锶Sr5PO43FYb∶S-FA P用900nm激光二极管泵浦可以产生1,047nm激光，输出功率50WQ开关能量47mJ27n脉冲。
5、掺钛蓝宝石激光器。掺钛蓝宝石激光器是以TiA l2O3晶体为激光介质的激光器（简称Ti∶S激光器）具有调谐范围宽（6701200nm输出功率大、转换效率高、运转方式多样等特点。
综上所述，固体激光器的分类有可调谐近红外固体激光器、可调谐紫外Ce3+激光器、可调谐中红外Cr2+激光器、镱Yb激光器及掺钛蓝宝石激光器，并且固体激光器的应用范围较广泛，希望大家掌握好本文的知识，同时还要一如既往的学习，能在工作上学以致用！
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