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激光的原理早在1916年已被著名的美國物理學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn),但直到 1960 年激光才被首次成功制造。激光是在有理論準備和生產(chǎn)實踐迫切需要的背景下應(yīng)運而生的,它一問世,就獲得了異乎尋常的飛快發(fā)展,激光的發(fā)展不僅使古老的光學(xué)科學(xué)和光學(xué)技術(shù)獲得了新生,而且導(dǎo)致整個一門新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。激光可使人們有效地利用前所未有的先進方法和手段,去獲得空前的效益和成果,從而促進了生產(chǎn)力的發(fā)展。

激光的理論基礎(chǔ)起源于大物理學(xué)家“愛因斯坦”,1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術(shù)理論“光與物質(zhì)相互作用”。這一理論是說在組成物質(zhì)的原子中,有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā),會從高能級跳到（躍遷）到低能級上,這時將會輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光,而且在某種狀態(tài)下,能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就叫做“受激輻射的光放大”,簡稱激光。

例子

1958年,美國科學(xué)家肖洛（Schawlow）和湯斯（Townes）發(fā)現(xiàn)了一種神奇的現(xiàn)象：當他們將氖光燈泡所發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時,晶體的分子會發(fā)出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。根據(jù)這一現(xiàn)象,他們提出了"激光原理",即物質(zhì)在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發(fā)時,都會產(chǎn)生這種不發(fā)散的強光——激光。他們?yōu)榇税l(fā)表了重要論文,并獲得1964年的諾貝爾物理學(xué)獎。

1960年5月15日,美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學(xué)家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光,這是人類有史以來獲得的第一束激光,梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領(lǐng)域的科學(xué)家。

1960年7月7日,梅曼宣布世界上第一臺激光器誕生,梅曼的方案是,利用一個高強閃光燈管,來激發(fā)紅寶石。由于紅寶石其實在物理上只是一種摻有鉻原子的剛玉,所以當紅寶石受到刺激時,就會發(fā)出一種紅光。在一塊表面鍍上反光鏡的紅寶石的表面鉆一個孔,使紅光可以從這個孔溢出,從而產(chǎn)生一條相當集中的纖細紅色光柱,當它射向某一點時,可使其達到比太陽表面還高的溫度。

前蘇聯(lián)科學(xué)家尼古拉·巴索夫于1960年發(fā)明了半導(dǎo)體激光器。半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)通常由p層、n層和形成雙異質(zhì)結(jié)的有源層構(gòu)成。其特點是：尺寸小、p合效率高、響應(yīng)速度快、波長和尺寸與光纖尺寸適配、可直接調(diào)制、相干性好。

微觀粒子都具有特定的一套能級（通常這些能級是分立的）。任一時刻粒子只能處在與某一能級相對應(yīng)的物質(zhì)與光相互作用的規(guī)律狀態(tài)（或者簡單地表述為處在某一個能級上）。與光子相互作用時,粒子從一個能級躍遷到另一個能級,并相應(yīng)地吸收或輻射光子。光子的能量值為此兩能級的能量差△E,頻率為ν=△E/h（h為普朗克常量）。

光子-圖冊(2張)

1、受激吸收（簡稱吸收）

處于較低能級的粒子在受到外界的激發(fā)（即與其他的粒子發(fā)生了有能量交換的相互作用,如與光子發(fā)生非彈性碰撞）,吸收了能量時,躍遷到與此能量相對應(yīng)的較高能級。這種躍遷稱為受激吸收。

2、自發(fā)輻射

粒子受到激發(fā)而進入的激發(fā)態(tài),不是粒子的穩(wěn)定狀態(tài),如存在著可以接納粒子的較低能級,即使沒有外界作用,粒子也有一定的概率,自發(fā)地從高能級激發(fā)態(tài)（E2）向低能級基態(tài)（E1）躍遷,同時輻射出能量為（E2-E1）的光子,光子頻率 ν=（E2-E1）/h。這種輻射過程稱為自發(fā)輻射。眾多原子以自發(fā)輻射發(fā)出的光,不具有相位、偏振態(tài)、傳播方向上的一致,是物理上所說的非相干光。

3、受激輻射、激光

1917年愛因斯坦從理論上指出：除自發(fā)輻射外,處于高能級E2上的粒子還可以另一方式躍遷到較低能級。他指出當頻率為 ν=（E2-E1）/h的光子入射時,也會引發(fā)粒子以一定的概率,迅速地從能級E2躍遷到能級E1,同時輻射一個與外來光子頻率、相位、偏振態(tài)以及傳播方向都相同的光子,這個過程稱為受激輻射。

可以設(shè)想,如果大量原子處在高能級E2上,當有一個頻率 ν=（E2-E1）/h的光子入射,從而激勵E2上的原子產(chǎn)生受激輻射,得到兩個特征完全相同的光子,這兩個光子再激勵E2能級上原子,又使其產(chǎn)生受激輻射,可得到四個特征相同的光子,這意味著原來的光信號被放大了。這種在受激輻射過程中產(chǎn)生并被放大的光就是激光。

愛因斯坦1917提出受激輻射,激光器卻在1960年問世,相隔43年,為什么？主要原因是,普通光源中粒子產(chǎn)生受激輻射的概率極小。當頻率一定的光射入工作物質(zhì)時,受激輻射和受激吸收兩過程同時存在,受激輻射使光子數(shù)增加,受激吸收卻使光子數(shù)減小。物質(zhì)處于熱平衡態(tài)時,粒子在各能級上的分布,遵循平衡態(tài)下粒子的統(tǒng)激光計分布律。按統(tǒng)計分布規(guī)律,處在較低能級E1的粒子數(shù)必大于處在較高能級E2的粒子數(shù)。這樣光穿過工作物質(zhì)時,光的能量只會減弱不會加強。要想使受激輻射占優(yōu)勢,必須使處在高能級E2的粒子數(shù)大于處在低能級E1的粒子數(shù)。這種分布正好與平衡態(tài)時的粒子分布相反,稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布,簡稱粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。如何從技術(shù)上實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件。

理論研究表明,任何工作物質(zhì),在適當?shù)募�勵條件下,可在粒子體系的特定高低能級間實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。若原子或分子等微觀粒子具有高能級E2和低能級E1,E2和E1能級上的布居數(shù)密度為N2和N1,在兩能級間存在著自發(fā)發(fā)射躍遷、受激發(fā)射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發(fā)射躍遷所產(chǎn)生的受激發(fā)射光,與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方激光向。因此,大量粒子在同一相干輻射場激發(fā)下產(chǎn)生的受激發(fā)射光是相干的。受激發(fā)射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比于入射輻射場的單色能量密度。當兩個能級的統(tǒng)計權(quán)重相等時,兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下N2N1,這種狀態(tài)稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)。在這種情況下,受激發(fā)射躍遷占優(yōu)勢。光通過一段長為l的處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的激光工作物質(zhì)（激活物質(zhì)）后,光強增大eGl倍。G為正比于（N2-N1）的系數(shù),稱為增益系數(shù),其大小還與激光工作物質(zhì)的性質(zhì)和光波頻率有關(guān)。一段激活物質(zhì)就是一個激光放大器。如果,把一段激活物質(zhì)放在兩個互相平行的反射鏡（其中至少有一個是部分透射的）構(gòu)成的光學(xué)諧振腔中（圖1）,處于高能級的粒子會產(chǎn)生各種方向的自發(fā)發(fā)射。其中,非軸向傳播的光波很快逸出諧振腔外：軸向傳播的光波卻能在腔內(nèi)往返傳播,當它在激光物質(zhì)中傳播時,光強不斷增長。如果諧振腔內(nèi)單程小信號增益G0l大于單程損耗δ（G0l是小信號增益系數(shù)）,則可產(chǎn)生自激振蕩。原子的運動狀態(tài)可以分為不同的能級,當原子從高能級向低能級躍遷時,會釋放出相應(yīng)能量的光子（所謂自發(fā)輻射）。同樣的,當一個光子入射到一個能級系統(tǒng)并為之吸收的話,會導(dǎo)致原子從低能級向高能級躍遷（所謂受激吸收）；然后,部分躍遷到高能級的原子又會躍遷到低能級并釋放出光子（所謂受激輻射）。這些運動不是孤立的,而往往是同時進行的。當我們創(chuàng)造一種條件,譬如采用適當?shù)拿劫|(zhì)、共振腔、足夠的外部電場,受激輻射得到放大從而比受激吸收要多,那么總體而言,就會有光子射出,從而產(chǎn)生激光。

1953年：美國物理學(xué)家Charles Townes用微波實現(xiàn)了激光器的前身：微波受激發(fā)射放大（英文首字母縮寫maser）

1957年：Townes的博士生Gordon Gould創(chuàng)造了“l(fā)aser”這個單詞,從理論上指出可以用光激發(fā)原子,產(chǎn)生一束相干光束,之后人們?yōu)槠渖暾埩藢＠?相關(guān)法律糾紛維持了近30年。

1960年：美國加州Hughes 實驗室的Theodore Maiman實現(xiàn)了第一束激光

1961年：激光首次在外科手術(shù)中用于殺滅視網(wǎng)膜腫瘤。

1962年：發(fā)明半導(dǎo)體二極管激光器,這是今天小型商用激光器的支柱。

1969年：激光用于遙感勘測,激光被射向阿波羅11號放在月球表面的反射器,測得的地月距離誤差在幾米范圍內(nèi)。

1971年：激光進入藝術(shù)世界,用于舞臺光影效果,以及激光全息攝像。英國籍匈牙利裔物理學(xué)家Dennis Gabor憑借對全息攝像的研究獲得諾貝爾獎。

1974年：第一個超市條形碼掃描器出現(xiàn)

1975年：IBM投放第一臺商用激光打印機

1978年：飛利浦制造出第一臺激光盤（LD）播放機,不過價格很高

1982年：第一臺緊湊碟片（CD）播放機出現(xiàn),第一部CD盤是美國歌手Billy Joel在1978年的專輯52nd Street。

1983年：里根總統(tǒng)發(fā)表了“星球大戰(zhàn)”的演講,描繪了基于太空的激光武器

1988年：北美和歐洲間架設(shè)了第一根光纖,用光脈沖來傳輸數(shù)據(jù)。

1990年：激光用于制造業(yè),包括集成電路和汽車制造

1991年：第一次用激光治療近視,海灣戰(zhàn)爭中第一次用激光制導(dǎo)導(dǎo)彈。

1996年：東芝推出數(shù)字多用途光盤（DVD）播放器

2008年：法國神經(jīng)外科學(xué)家使用廣導(dǎo)纖維激光和微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)治療了腦瘤

2010年：美國國家核安全管理局（NNSA）表示,通過使用192束激光來束縛核聚變的反應(yīng)原料、氫的同位素氘（質(zhì)量數(shù)2）和氚（質(zhì)量數(shù)3）,解決了核聚變的一個關(guān)鍵困難。

普通光源是向四面八方發(fā)光。要讓發(fā)射的光朝一個方向傳播,需要給光源裝上一定的聚光裝置,如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡,使輻射光匯集起來向一個方向射出。激光器發(fā)射的激光,天生就是朝一個方向射出,光束的發(fā)散度極小,大約只有0.001弧度,接近平行。1962年,人類第一次使用激光照射月球,地球離月球的距離約38萬公里,但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照燈光柱射向月球,按照其光斑直徑將覆蓋整個月球。

二亮度極高

在激光發(fā)明前,人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高,與太陽的亮度不相上下,而紅寶石激光器的激光亮度,能超過氙燈的幾百億倍。因為激光的亮度極高,所以能夠照亮遠距離的物體。紅寶石激光器發(fā)射的光束在月球上產(chǎn)生的照度約為0.02勒克斯（光照度的單位）,顏色鮮紅,激光光斑肉眼可見。若用功率最強的探照燈照射月球,產(chǎn)生的照度只有約一萬億分之一勒克斯,人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原因是定向發(fā)光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內(nèi)射出,能量密度自然極高。

激光的亮度與陽光之間的比值是百萬級的,而且它是人類創(chuàng)造的。

激光的顏色

激光的顏色取決于激光的波長,而波長取決于發(fā)出激光的活性物質(zhì),即被刺激后能產(chǎn)生激光的那種材料。刺激紅寶石就能產(chǎn)生深玫瑰色的激光束,它應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,比如用于皮膚病的治療和外科手術(shù)。公認最貴重的氣體之一的氬氣能夠產(chǎn)生藍綠色的激光束,它有諸多用途,如激光印刷術(shù),在顯微眼科手術(shù)中也是不可缺少的。半導(dǎo)體產(chǎn)生的激光能發(fā)出紅外光,因此我們的眼睛看不見,但它的能量恰好能"解讀"激光唱片,并能用于光纖通訊。但有的激光器可調(diào)節(jié)輸出激光的波長。

激光分離技術(shù)

激光分離技術(shù)主要指激光切割技術(shù)和激光打孔技術(shù)。激光分離技術(shù)是將能量聚焦到微小的空間,可獲得105~1015W/cm2極高的輻照功率密度,利用這一高密度的能量進行非接觸、高速度、高精度的加工方法。在如此高的光功率密度照射下,幾乎可以對任何材料實現(xiàn)激光切割和打孔。激光切割技術(shù)是一種擺脫傳統(tǒng)的機械切割、熱處理切割之類的全新切割法,具有更高的切割精度、更低的粗糙度、更靈活的切割方法和更高的生產(chǎn)效率等特點。激光打孔方法作為在固體材料上加工孔方法之一,已成為一項擁有特定應(yīng)用的加工技術(shù),主要運用在航空、航天與微電子行業(yè)中。

三顏色極純

光的顏色由光的波長（或頻率）決定。一定的波長對應(yīng)一定的顏色。太陽輻射出的可見光段的波長分布范圍約在0.76微米至0.4微米之間,對應(yīng)的顏色從紅色到紫色共7種顏色,所以太陽光談不上單色性。發(fā)射單種顏色光的光源稱為單色光源,它發(fā)射的光波波長單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源,只發(fā)射某一種顏色的光。單色光源的光波波長雖然單一,但仍有一定的分布范圍。如氖燈只發(fā)射紅光,單色性很好,被譽為單色性之冠,波長分布的范圍仍有0.00001納米,因此氖燈發(fā)出的紅光,若仔細辨認仍包含有幾十種紅色。由此可見,光輻射的波長分布區(qū)間越窄,單色性越好。[1]

激光器輸出的光,波長分布范圍非常窄,因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例,其光的波長分布范圍可以窄到2×10^-9納米,是氪燈發(fā)射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見,激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。

四能量密度極大

光子的能量是用E=hv來計算的,其中h為普朗克常量,v為頻率。由此可知,頻率越高,能量越高。激光頻率范圍3.846×10^（14）Hz到7.895×10^（14）Hz。

電磁波譜可大致分為：

1、無線電波：波長從幾千米到0.3米左右,一般的電視和無線電廣播的波段就是用這種波；

2、微波：波長從0.3米到10^-3米,這些波多用在雷達或其它通訊系統(tǒng)；

3、紅外線：波長從10^-3米到7.8×10^-7米；

4、可見光：這是人們所能感光的極狹窄的一個波段。波長從780—380nm。光是原子或分子內(nèi)的電子運動狀態(tài)改變時所發(fā)出的電磁波。由于它是我們能夠直接感受而察覺的電磁波極少的那一部分；

5、紫外線：波長從3 ×10^-7米到6×10^-10米。這些波產(chǎn)生的原因和光波類似,常常在放電時發(fā)出。由于它的能量和一般化學(xué)反應(yīng)所牽涉的能量大小相當,因此紫外光的化學(xué)效應(yīng)最強；

6、倫琴射線：這部分電磁波譜,波長從2×10^-9米到6×10^-12米。倫琴射線（X射線）是電原子的內(nèi)層電子由一個能態(tài)跳至另一個能態(tài)時或電子在原子核電場內(nèi)減速時所發(fā)出的；

7、伽馬射線：是波長從10^-10～10^-14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內(nèi)發(fā)出來的,放射性物質(zhì)或原子核反應(yīng)中常有這種輻射伴隨著發(fā)出。γ射線的穿透力很強,對生物的破壞力很大。由此看來,激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大（因為它的作用范圍很小,一般只有一個點）,短時間里聚集起大量的能量,用做武器也就可以理解了。

傷害

激光波長與眼睛傷害：在激光的傷害中,以機體中眼睛的傷害最為嚴重。波長在可見光和近紅外光的激光,眼屈光介質(zhì)的吸收率較低,透射率高,而屈光介質(zhì)的聚焦能力（即聚光力）強。強度高的可見或近紅外光進入眼睛時可以透過人眼屈光介質(zhì),聚積光于視網(wǎng)膜上。此時視網(wǎng)膜上的激光能量密度及功率密度提高到幾千甚至幾萬倍,大量的光能在瞬間聚中于視網(wǎng)膜上,致視網(wǎng)膜的感光細胞層溫度迅速升高,以至使感光細胞凝固變性壞死而失去感光的作用。激光聚于感光細胞時產(chǎn)生過熱而引起的蛋白質(zhì)凝固變性是不可逆的損傷。一旦損傷以后就會造成眼睛的永久失明。

激光的波長不同對眼球作用的程度不同,其后果也不同。遠紅外激光對眼睛的損害主要以角膜為主,這是因為這類波長的激光幾乎全部被角膜吸收,所以角膜損傷最重,主要引起角膜炎和結(jié)膜炎,患者感到眼睛痛,異物樣刺激、怕光、流眼淚、眼球充血,視力下降等。發(fā)生遠紅外光損傷時應(yīng)遮住保護傷眼,防止感染發(fā)生,對癥處理。

紫外激光對眼的損傷主要是角膜和晶狀體,此波段的紫外激光幾乎全部被眼的晶狀體吸收,而中遠以角膜吸收為主,因而可致晶狀體及角膜混濁。

可見波長激光的警告標簽分別為紅綠藍紫激光器通常都會標示有著安全等級編號的激光警示標簽：

第1級 (Class I/1)：通常是因為光束被完全的封閉在內(nèi),例如在CD或DVD播放器內(nèi)。

第2級 (Class II/2)：在正常使用狀況下是安全的,這類設(shè)備通常功率低于1mW,例如激光指示器。

第3 a/R級 (Class IIIa/3R)：功率通常會達到5mW,注視這種光束幾秒鐘會對視網(wǎng)膜造成立即的傷害。

第3b/B級 (Class IIIb/3B)：在暴露下會對眼睛造成立即的損傷。

第4級 (Class IV/4)：激光會燒灼皮膚,即使散射的激光光也會對眼睛和皮膚造成傷害。

鄧鴻林作為我國工業(yè)激光風向標的大功率激光切割裝備,其市場令人振奮。2010年11月上海國際工業(yè)博覽會上,國內(nèi)外20家廠商展出了30臺大功率數(shù)控激光切割機,是歷年國內(nèi)各種展會上展商與展品最多的一年。展品的亮點是：國產(chǎn)三維激光切割機、國產(chǎn)光纖激光切割機及進口激光與沖裁復(fù)合機。會上有6臺（4臺平面機,2臺機器人）國產(chǎn)光纖激光切割機展示6mm以下金屬板的切割。

激光功率已不足以描述切割能力的大小,亮度（Brightness）才是。亮度的定義是“單位面積單位立體角的激光功率”。

對比CO2激光器、碟片激光器和光纖激光器,可以得出這樣的結(jié)論：直到5千瓦,以光纖激光的亮度最大,切割金屬板最快最厚的當屬光纖激光。但實際上切割厚板尚不如CO2激光,盡管碳鋼對近紅外的1.07摻鐿光纖激光的吸收率數(shù)倍于中紅外10.6的CO2激光,但10倍于光纖激光波長的CO2激光之切縫比光纖的寬得多（一般2mm）,氧氣易于吹入。 這就是CO2激光46年來一直獨占固體激光之鰲頭的緣由。第一,國產(chǎn)激光切割機的量產(chǎn)與自主開發(fā)力度的加大,外國一線公司在華本土化的生產(chǎn),縮小了二者的產(chǎn)品差距與價格差距。用戶對國產(chǎn)機的認同度不斷提高,其在2010年國內(nèi)市場的占比高達80%。

第二,2010年我國千瓦以上大功率CO2激光切割機銷量達1000臺,占全球市場的20%-25%。上海團結(jié)普瑞瑪、大族激光、武漢法利萊、奔騰楚天等一線廠商都有大幅的增長。最多一家竟占了國內(nèi)市場的30%。

市場興旺得力于擴大內(nèi)需,但主要是這種加工手段的魅力,特別在鐵路鋼鐵、工程機械、汽車造船、航空航天和軍工等高端市場的旺盛需求。

明年市場難料,但可深信一點,今年大起,明年絕不會大落,作為制造大國的中國,保有量不會低于10000臺。須知2000年前的10年我國的總量才280臺。

第三,我國大功率激光切割裝備的產(chǎn)業(yè)鏈遠未形成,尚無自主知識產(chǎn)權(quán)的新型大功率激光器,無論激光器還是切割機的關(guān)鍵元部件都得依賴進口。價昂的電容切割頭及作為耗材的光學(xué)鏡片等的研發(fā)生產(chǎn),迄今都無人問津。成不了國內(nèi)配套,進軍海外市場不過是夢想。唯有待到國產(chǎn)整機批量出口之日,才是我國這一產(chǎn)業(yè)的形成之時。

第四,光纖激光是當前的熱門話題。ROFIN與TRUMPF分別收購NUFERN與SPI公司發(fā)展光纖激光已三年,今春上海慕尼黑激光展上,ROFIN展出了2KW光纖激光器,但全球高功率光纖激光器市場依然是IPG一統(tǒng)天下。繼上年SALVAGNINI與LASER PHOTONICS等公司展出用其的光纖激光器之切割機后,2010年11月在亞特蘭大的FABTECH 與漢諾威的EUROBLECH 展會上又推出愈來愈多的光纖激光切割機。欣喜的是一批海歸博士矢志回國創(chuàng)業(yè),創(chuàng)建了武漢銳科光纖激光、西安炬光等公司,研發(fā)生產(chǎn)高功率光纖激光器與二極管激光泵源,相信有自主知識產(chǎn)權(quán)的4KW連續(xù)波光纖激光器不久將會呈現(xiàn)在國人面前。

超快激光器是太阿激光基于SESAM鎖模技術(shù)的Amberpico系列皮秒激光器、Amberfemto系列飛秒激光器開發(fā)的激光器。 Amberpico系列皮秒激光器具有超短脈沖寬度（小于15PS）、高單脈沖能量（最大單脈沖能量30mJ）、高重復(fù)頻率（1kHz以上）和值得信賴的優(yōu)良輸出性能, 太阿激光機(6張)Amberfemto系列飛秒激光器脈沖寬度小于200fs,重復(fù)頻率1Hz—100kHz可選,具有優(yōu)異的空間模式和卓越的功率穩(wěn)定性�？梢詫崿F(xiàn)高效的二倍頻、三倍頻、甚至四倍頻光的輸出。波長范圍遍及紅外、綠光、紫外,波長最短可以達到266/263nm。

皮秒連續(xù)鎖模激光器

皮秒連續(xù)鎖模激光器就是脈沖寬度壓縮到ps量級（10-12s） 的“超短”脈沖連續(xù)鎖模激光器。按照泵浦方式,可以分為燈泵浦皮秒連續(xù)鎖模激光器和半導(dǎo)體泵浦皮秒連續(xù)鎖模激光器；按照鎖模方式,可以分為半導(dǎo)體可飽和吸收體連續(xù)鎖模皮秒激光器和染料連續(xù)鎖模皮秒鎖模激光器；按照激光媒質(zhì),可以分為固體皮秒連續(xù)鎖模激光器和光纖皮秒連續(xù)鎖模激光器等。 一般采用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡作為鎖模器件,LD泵浦的皮秒連續(xù)鎖模激光器。所謂半導(dǎo)體可飽和吸收鏡,一般是采用外延法將半導(dǎo)體可飽和吸收體直接生長在半導(dǎo)體布拉格反射鏡上,因此被叫做可飽和半導(dǎo)體布拉格反射鏡（Saturable Bragg Reflector,簡稱SBR）或半導(dǎo)體可飽和吸收鏡（Semiconductor Saturable ABSorber Mirror,簡稱SESAM）。

激光美容

1、激光在美容界的用途越來越廣泛。激光是通過產(chǎn)生高能量,聚焦精確,具有一定穿透力的單色光,作用于人體組織而在局部產(chǎn)生高熱量從而達到去除或破壞目標組織的目的,各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉著。

2、激光手術(shù)有傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。首先激光手術(shù)不需要住院治療,手術(shù)切口小,術(shù)中不出血,創(chuàng)傷輕,無瘢痕。例如：眼袋的治療傳統(tǒng)手術(shù)法存在著由于剝離范圍廣、術(shù)中出血多,術(shù)后愈合慢,易形成瘢痕等缺點,而應(yīng)用高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋,則以它術(shù)中不出血,不需縫合,不影響正常工作,手術(shù)部位水腫輕,恢復(fù)快,無瘢痕等優(yōu)點,令傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬。

激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料（包括金屬與非金屬）進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源,識別物體等的一門技術(shù),傳統(tǒng)應(yīng)用最大的領(lǐng)域為激光加工技術(shù)。激光技術(shù)是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(shù),傳統(tǒng)上看,它的研究范圍一般可分為：

激光加工系統(tǒng)。

包括激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機床、控制系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。

激光加工工藝。

包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微雕等各種加工工藝。

激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。

激光切割：汽車行業(yè)、計算機、電氣機殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光治療

可以用于手術(shù)開刀,減輕痛苦,減少感染。

激光打標

在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用,目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。

激光打孔

激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展,主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主,也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。

激光熱處理

在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛,如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理,同時在航空航天、機床行業(yè)和其它機械行業(yè)也應(yīng)用廣泛。我國的激光熱處理應(yīng)用遠比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器為主。

激光快速成型

將激光加工技術(shù)和計算機數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合而形成。多用于模具和模型行業(yè)。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。

激光涂敷

在航空航天、模具及機電行業(yè)應(yīng)用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。

激光成像

利用激光束掃描物體,將反射光束反射回來,得到的排布順序不同而成像。用圖像落差來反映所成的像。激光成像具有超視距的探測能力,可用于衛(wèi)星激光掃描成像,未來用于遙感測繪等科技領(lǐng)域。