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激光科技廣泛應用于高端制造、信息通訊、生物和醫(yī)療健康等產業(yè)及軍事工業(yè)、國防安全等領域，是當今世界戰(zhàn)略高科技競爭的重要領域之一。世界主要發(fā)達國家紛紛將發(fā)展激光技術作為本國優(yōu)先布局的領域，給予大力支持。近年來，工業(yè)高技術產業(yè)超越傳統(tǒng)產業(yè)，激光加工技術與裝備作為現(xiàn)代化高科技加工手段，越來越多的傳統(tǒng)產業(yè)依靠激光加工技術，提升產品的加工質量或解決傳統(tǒng)加工方法和工藝不能解決的難題，高技術、高成長的激光產業(yè)發(fā)展迅速，激光技術的應用和技術改造令部分傳統(tǒng)產業(yè)轉型成功。

激光器的工作原理

除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同。產生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉和增益大于損耗，所以裝置中必不可少的組成部分有激勵（或抽運）源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質兩個部分。激勵是工作介質吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉創(chuàng)造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。

工作介質具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導地位，從而實現(xiàn)光放大。激光器中常見的組成部分還有諧振腔，但諧振腔（ 見光學諧振腔）并非必不可少的組成部分，諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向，從而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地縮短工作物質的長度，還能通過改變諧振腔長度來調節(jié)所產生激光的模式（即選模），所以一般激光器都具有諧振腔。

激光器一般由三個部分組成

1、工作物質：激光器的核心，只有能實現(xiàn)能級躍遷的物質才能作為激光器的工作物質。

2、激勵能源：它的作用是給工作物質以能量，將原子由低能級激發(fā)到高能級的外界能量。通?？梢杂泄饽茉?、熱能源、電能源、化學能源等。

3、光學共振腔：作用一是使工作物質的受激輻射連續(xù)進行；二是不斷給光子加速；三是限制激光輸出的方向。最簡單的光學共振腔是由放置在氦氖激光器兩端的兩個相互平行的反射鏡組成。當一些氖原子在實現(xiàn)了粒子數(shù)反轉的兩能級間發(fā)生躍遷，輻射出平行于激光器方向的光子時，這些光子將在兩反射鏡之間來回反射，于是就不斷地引起受激輻射，很快地就產生出相當強的激光。

激光器發(fā)出的光質量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應用

紅寶石激光：最初的激光器是紅寶石被明亮的閃光燈泡所激勵，所產生的激光是“脈沖激光”，而非連續(xù)穩(wěn)定的光束。這種激光器產生的光速質量和我們現(xiàn)在使用的激光二極管產生的激光有本質的區(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，第一副激光肖像在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。這是第一臺氣體激光器，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。

激光二極管：激光二極管是當前最為常用的激光器之一，在二極管的PN結兩側電子與空穴的自發(fā)復合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當自發(fā)輻射所產生的光子通過半導體時，一旦經過已發(fā)射的電子—空穴對附近，就能激勵二者復合，產生新光子，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。當有源層內的載流子在大量反轉情況下，少量自發(fā)輻射產生的光子由于諧振腔兩端面往復反射而產生感應輻射，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結發(fā)出具有良好譜線的相干光——激光。激光二極管的發(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。