激光器通常根據(jù)用于光放大的增益介質(zhì)進行分類。常見的增益介質(zhì)類型有氣體、半導(dǎo)體(二極管)和固態(tài)等。

氣體激光器

例如氦氖 (HeNe)，由于其高光束質(zhì)量和長相干長度，通常用于計量應(yīng)用。其他類型的氣體激光器，例如二氧化碳 (CO2) 激光器，經(jīng)常用于材料加工，因為它們可以達到極高的平均功率。

二極管激光器

包含一個半導(dǎo)體 pn 結(jié)作為增益介質(zhì)。它們往往具有zui高的功率成本比，并受益于高功率轉(zhuǎn)換效率、高量子效率和廣泛的可用波長。二極管激光器用于許多應(yīng)用，包括電信、材料加工、條形碼掃描、醫(yī)療激光器和 LIDAR 系統(tǒng)。

固態(tài)激光器

利用摻雜有過渡金屬或稀土離子的晶體或玻璃材料。它們通常用于高功率應(yīng)用，例如材料加工和醫(yī)療激光，因為它們可以達到所有商用激光器中的一些zui高峰值功率。然而，固態(tài)增益介質(zhì)更難冷卻，這限制了重復(fù)率和平均功率。

固態(tài)激光器的兩種特殊情況是量子級聯(lián)激光器 (QCL)和帶間級聯(lián)激光器 (ICL)。QCL 是可調(diào)諧半導(dǎo)體中紅外激光器，通過薄半導(dǎo)體層或“阱”的交替層中的子帶間躍遷工作。子帶間躍遷是導(dǎo)帶內(nèi)量化能態(tài)之間的激發(fā)。由于孔的尺寸極小，量子效應(yīng)起主導(dǎo)作用，發(fā)射波長隨孔厚度而變化。通過量子效應(yīng)和級聯(lián)效應(yīng)的結(jié)合，QCL 可以在長波長下產(chǎn)生高功率。大多數(shù)市售 QCL 的波長往往在 4-11μm 左右，但市售 QCL 的極端波長范圍為 2.63-150μm。

ICL 類似于 QCL，因為它們使用分層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和量子阱進行中紅外激光發(fā)射，但光子是通過帶間躍遷而不是子帶內(nèi)躍遷產(chǎn)生的。它們能夠以比 QCL 更低的輸入功率運行。

光纖激光器

是一種特殊類型的固態(tài)激光器，它使用摻雜稀土離子的光纖作為增益介質(zhì)。它們是在高精度加工和醫(yī)療應(yīng)用中創(chuàng)建非常精細特征的zui佳選擇，因為它們在具有高光束質(zhì)量的單光學(xué)模式中包含高平均功率。

薄盤激光器

是另一種特殊類型的固態(tài)激光器，其中增益介質(zhì)是非常薄的固體材料圓盤。它們是光纖激光器和其他固態(tài)激光器之間的平衡，因為它們實現(xiàn)了高峰值功率和增益，同時利用使其更容易冷卻的幾何形狀，提高了它們的重復(fù)率和平均功率。然而，它們需要復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計，因此比其他激光器類型成本更高。

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