激光器产生激光的三个基本结构合集

  一、引言 激光器是一种能够产生单色、高亮度、几乎无散射的光束的装置，广 泛应用于科学研究、医疗、通信等领域。激光器的基本结构有三种， 分别是气体激光器、固体激光器和半导体激光器。本文将详细介绍这 三种激光器的基本结构及其工作原理。

  二、气体激光器 1. 气体激光器的基本结构 气体激光器由放电管和反射镜组成。放电管是一个密闭的玻璃管，内 部填有稀薄气体（如氦氖气），两端分别安装有高压电极和低压电极。 反射镜则是由两个平面镜或球面镜组成，其中一个反射镜具有一定透 过率。 2. 气体激光器的工作原理 当高压电极加上高电压时，放电管内的气体被电离，形成等离子体。 等离子体中的自由电子通过碰撞使得氦原子发生受激辐射，产生激光。 激光在反射镜间来回反射，形成一个稳定的激光束。 3. 气体激光器的应用 气体激光器大范围的应用于科学研究、医疗、通信等领域。其中，二氧化 碳激光器被广泛应用于工业加工领域，如切割、焊接和打孔等。

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  激光器一般包括以下部分。 1、激光工作介质 激光的产生必须选择合适的工作介质，可以是常体、液体、固体或半导体。在这种介质中可 以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件。显然亚稳态能级的存在，对实现粒子数反 转世非常有利的。现有工作介质近千种，可产生的激光波长包括从真空紫外道远红外，非常 广泛。 作为激光器的核心，是由激活粒子（都为金属）和基质两部分组成，激活粒子的能级结构决 定了激光的光谱特性和荧光寿命等激光特性， 基质主要决定了工作物质的理化性质。 根据激 活粒子的能级结构形式，可分为三能级系统（例如红宝石激光器）与四能级系统（例如 Er： YAG 激光器）。工作物质的形状目前常用的主要有四种：圆柱形（目前使用最多）、平板 形、圆盘形及管状。 2、激励源 为了使工作介质中出现

  按量子力学原理，原子只能稳定地存在于一系列能 量不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级”；原 子能量的任何变化（吸收或辐射）都只能在某两个定态 之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃 迁。

  能级: 粒子的内部能量值 高能级: 能量较高的能级 低能级: 能量较低的能级

  按量子力学原理，原子只能稳定地存在于一系列能 量不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级”；原 子能量的任何变化（吸收或辐射）都只能在某两个定态 之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃 迁。

  能级: 粒子的内部能量值 高能级: 能量较高的能级 低能级: 能量较低的能级

  按量子力学原理，原子只能稳定地存在于一系列能 量不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级”；原 子能量的任何变化（吸收或辐射）都只能在某两个定态 之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃 迁。

  (相应的状态称基态） 激发能级: 能量高于基 能级的其它所有能级(相 应状态称激发态)

  1.跃迁: 粒子由一个能级过渡到另一能级的过程 2.辐射跃迁: 粒子发射或吸收光子的跃迁(满足跃迁选择定则) ①发射跃迁: 粒子发射一光子ε = hv=E2－E1而由高能级跃迁 至低能级; E2

  按量子力学原理，原子只能稳定地存在于一系列能量 不连续的定态中，这些定态称为原子的“能级”；原子 能量的任何变化（吸收或辐射）都只能在某两个定态之 间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃迁。

  能级: 粒子的内部能量值 高能级: 能量较高的能级 低能级: 能量较低的能级

  激光器是一种能够产生单色、高亮度、高定向性的光束的装置。 它的基本组成主要包括激光介质、泵浦源、光学反馈装置和输出耦合 装置等。

  激光介质是激光器中最关键的部分，它是产生激光的核心。激光 介质通常是一种高度浓缩的气体、液体或固体材料，当它受到泵浦源 的能量输入时，激发介质中的原子或分子从基态跃迁到激发态，产生 光辐射并逐渐放大形成激光。泵浦源通常使用强光脉冲或高电压放电 等方式，将能量输入到激光介质中。

  光学反馈装置主要是由反射镜和激光介质构成的，利用这些装置 将激发的光反复地在激光介质中反射，逐渐放大光的强度，最终形成 一束高亮度、高定向性的激光束。输出耦合装置则是将激光束从激光 器中输出的装置，它通常是由一个反射镜和透镜构成的。

  产生激光的基本原理是受激辐射。当激光介质中的原子或分子受 到外界的能量输入时，它们从基态跃迁到激发态，处于激发态的原子 或分子会受到周围激光辐射的刺激，从而再次跃迁到基态并放出能量。 这些放出的能量与初始能量的相位一致，形成了一束相干光，并通过 光学反馈装置逐渐放大形成激光。由于激发态的原

  发射激光的三个基本要素：激励源、⼯作物质、谐振腔 再来看看激光器的基本结构：激励源、⼯作物质 、谐振腔 （1）激励源：激励源的作⽤是为⼯作物质中形成粒⼦数反转分 布和光放⼤提供必要的能量来源。也就是说，激光的能量是由 激励源的能量转变来的。 （2）⼯作物质：产⽣激光的物质基础(⼜称激活媒质)，也就是 发⽣上⾯说的“受激辐射”的地⽅。并不是任何物质都能作为激光 ⼯作物质，也不是任何能实现粒⼦数反转的物质都能⽤来制造 实⽤的激光器。⼈们总是尽量选⽤那些在室温下更容易实现粒 ⼦数反转的物质，⽽且它们应对激励源有很强的吸收性。 激光⼯作物质可分为⽓体、液体、固体与半导体四⼤类。 （3）光学谐振腔

  在激光能量还不够的时候，就会在激光腔（⼯作物质就在激光 腔中）中振动来振动去，从全反镜反射到半反镜，再从半反反 射到全反镜……直到激光的能量⾜够穿过半反镜，激光就透射 出来了！

  xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯