脈沖激光器的基礎知識

更新時間：2025-12-18

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什么是脈沖激光？

脈沖激光是一個通用術語，指激光光以脈沖形式振蕩的激光。

脈沖在一定時間內作為頻率反復發出。非脈沖振蕩的激光稱為連續波。

脈沖寬度的差異也使得區分納秒激光、皮秒激光和飛秒激光。選定單個脈沖的能量、脈沖寬度、頻率和波長等參數進行處理和研究。

脈沖激光器廣泛應用于工業和科學行業。它們分別在波長、重復頻率、脈沖寬度和脈沖能量上有所不同。

以下是一些應用示例：

脈沖激光脈沖通過以下方式之一產生：

這是一種通過開關快門來分離連續振蕩光的方法。還有一種方法可以通過控制電流來控制脈沖形狀。由于能夠精確控制脈沖形狀，電流控制方法現已成為主流。

Q開關方法使用反演分布，即激發態粒子數多于基態粒子數的狀態。激光諧振腔的性能通過一個稱為Q值的指標來評估。

Q值是一個指數，諧振腔內損耗越大。通過關閉快門和其他裝置捕捉光線，可以增強共振腔內光的強度。當介質中出現足夠的反演分布并積累能量時，光會一次性全部發射出來。 Q開關方法可以產生大脈沖能量。

激光光譜是一組非常精細的光譜，擁有許多波長，但僅有細微差別。這被稱為豎屏模式。同步和振蕩該垂直模式的方法稱為模式鎖定。該方法用于飛秒和皮秒激光器，因為它可以產生短脈沖。

此外，還有一種利用閃光燈脈沖激發激光介質的方法。

脈沖激光器根據所用諧振腔分為以下類型：

該激光器在諧振腔中使用固體晶體，如YAG激光器。通過照射光線照射晶體中的原子并激發原子以刺激發射，從而增強光線。

其優點是即使是小型共振腔也能獲得較大輸出。它有時用于工業用途，也用于研究機構和其他應用，如等離子體，通過高功率激光照射原子。

這是一種諧振激光器，介質為氦氣和氮氣等氣體混合物。諧振腔可以放大，并可輸出高功率激光。

這是一種利用光纖傳輸光線的激光器。使用光纖可以減少光的損失。這是一種如今在工業領域廣泛使用的激光器。