脈衝激(jī)光器(qì)的(dí)基(jī)礎(chǔ)知識(shí)

更(gēng)新(xīn)時間(jiān)：2025-12-18

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什(shí)麼是(shì)脈(mài)衝(chōng)激(jī)光(guāng)？

脈(mài)衝激光(guāng)是(shì)一個(gè)通(tōng)用術語(yǔ)，指(zhǐ)激光(guāng)光以脈衝(chōng)形(xíng)式振蕩的激(jī)光。

脈衝(chōng)在一定時(shí)間(jiān)內(nèi)作為(wéi)頻率(shuài)反(fǎn)復發出。非脈(mài)衝振蕩的激(jī)光(guāng)稱(chēng)為連(lián)續波。

脈衝寬度的差異也(yě)使(shǐ)得(dé)區分(fēn)納秒(miǎo)激(jī)光，皮秒激光(guāng)和飛秒(miǎo)激光。選定單(dān)個脈衝(chōng)的能量，脈(mài)衝(chōng)寬度，頻率(shuài)和波長(cháng)等參數(shù)進行(háng)處理和研究。

脈(mài)衝(chōng)激光(guāng)器應用

脈(mài)衝激光器廣(guǎng)泛(fàn)應用於(yú)工業(yè)和(hé)科學行(háng)業。它們分(fēn)別(bié)在(zài)波長，重復頻(pín)率，脈衝(chōng)寬(kuān)度(dù)和(hé)脈衝能(néng)量上(shàng)有所不(bù)同。

以(yǐ)下是(shì)一些應用(yòng)示例：

微(wēi)加工，如(rú)鑽(zuān)孔(kǒng)，劃(huá)綫(xiàn)和(hé)切割
標記與表(biǎo)麵(miàn)變形
激光機振(zhèn)蕩(dàng)器(qì)
皮(pí)膚科去(qù)除(chú)瑕疵和(hé)淤(yū)青
醫(yī)療手術(shù)刀
圖書(shū)
無(wú)損(sǔn)測(cè)試光(guāng)波測距儀(yí)
激光聚變
顯微鏡(jìng)
激光消(xiāo)融(róng)
通過超(chāo)短(duǎn)脈衝處理MEMS。

脈(mài)衝(chōng)激光的原(yuán)理

脈(mài)衝激(jī)光脈衝通(tōng)過以下方式(shì)之(zhī)一(yī)產生(shēng)：

1. 直(zhí)接調製方法(fǎ)

這(zhè)是一種通(tōng)過(guò)開(kāi)關快門來分(fēn)離(lí)連續振蕩(dàng)光的方(fāng)法。還有(yǒu)一(yī)種(zhǒng)方法可以(yǐ)通過控製電流來控(kòng)製(zhì)脈衝(chōng)形(xíng)狀(zhuàng)。由(yóu)於能夠(gòu)精(jīng)確(què)控(kòng)製脈衝形(xíng)狀，電流控(kòng)製方法(fǎ)現(xiàn)已成為(wéi)主(zhǔ)流。

2. Q-交(jiāo)換(huàn)方(fāng)法

Q開關方法使(shǐ)用反(fǎn)演分布，即(jí)激發態粒子數(shù)多於(yú)基(jī)態(tài)粒子數的(dí)狀態(tài)。激光(guāng)諧振腔(qiāng)的(dí)性(xìng)能(néng)通(tōng)過一(yī)個稱(chēng)為Q值的指(zhǐ)標來(lái)評(píng)估(gū)。

Q值是(shì)一個指數，諧(xié)振腔內(nèi)損耗(hào)越大。通過關閉快門(mén)和其(qí)他(tā)裝置捕(bǔ)捉光(guāng)綫，可(kě)以增(zēng)強共(gòng)振腔內(nèi)光的強度。當介質中出現足(zú)夠(gòu)的反(fǎn)演(yǎn)分布(bù)並積累能(néng)量時，光會一次性(xìng)全部發射出來。 Q開關(guān)方(fāng)法可(kě)以產生大脈衝(chōng)能(néng)量(liáng)。

3. 模式鎖(suǒ)定（模(mó)式(shì)同步）

激光(guāng)光譜(pǔ)是一組非常(cháng)精細的光譜(pǔ)，擁有許(xǔ)多波(bō)長，但(dàn)僅有細微差別。這(zhè)被稱(chēng)為豎屏模式。同步和(hé)振(zhèn)蕩(dàng)該垂直模式的方(fāng)法(fǎ)稱為模(mó)式鎖定。該方法用於飛(fēi)秒(miǎo)和皮秒激(jī)光器，因為(wéi)它(tā)可以產生(shēng)短(duǎn)脈衝。

此外，還有一(yī)種利(lì)用閃光(guāng)燈(dēng)脈衝激發激(jī)光介(jiè)質(zhì)的方法(fǎ)。

脈衝激(jī)光器的類(lèi)型(xíng)

脈衝激光器根(gēn)據(jù)所(suǒ)用(yòng)諧(xié)振腔(qiāng)分(fēn)為以下類(lèi)型：

1. 固態激光器(qì)

該激光(guāng)器(qì)在諧(xié)振(zhèn)腔中(zhōng)使用固(gù)體晶(jīng)體(tǐ)，如YAG激光器(qì)。通過(guò)照射光(guāng)綫(xiàn)照(zhào)射晶體中的(dí)原(yuán)子(zǐ)並激(jī)發(fā)原(yuán)子以刺(cì)激發(fā)射，從而增強(qiáng)光綫(xiàn)。

其優(yōu)點(diǎn)是(shì)即使(shǐ)是(shì)小型(xíng)共振(zhèn)腔也(yě)能獲得較大輸(shū)出。它有時(shí)用於(yú)工業用途，也用於(yú)研究(jiū)機構(gòu)和其(qí)他(tā)應用(yòng)，如等離(lí)子體，通過(guò)高功率(shuài)激(jī)光照(zhào)射原子(zǐ)。

2. 氣(qì)體(tǐ)激光(guāng)器

這(zhè)是一(yī)種諧(xié)振(zhèn)激(jī)光(guāng)器，介(jiè)質為氦氣和(hé)氮氣(qì)等(děng)氣(qì)體(tǐ)混合物。諧振腔可(kě)以(yǐ)放(fàng)大，並可輸出高功率(shuài)激光。

3. 光纖激(jī)光器(qì)

這(zhè)是一(yī)種利用光(guāng)纖(xiān)傳輸(shū)光綫的(dí)激(jī)光器。使(shǐ)用(yòng)光纖可(kě)以減少(shǎo)光的(dí)損(sǔn)失(shī)。這是(shì)一(yī)種(zhǒng)如今在工業領域廣(guǎng)泛使(shǐ)用(yòng)的(dí)激光器。

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