第 5 章 典型激光器介绍自第一台固体脉冲红宝石激光器问世后，激光器的研制发展非常迅速。各种工作物质、运转方式的激光器不断出现。激光器有各种分类方法。如果按工作波段分，可分为红外和远红外激光器、可见光激光器、紫外和真空紫外激光器、X 射线激光器。如果按运转方式分，可分为连续激光器、脉冲激光器、超短脉冲激光器。本章将按激光器工作物质分类，主要讨论下列几种类型的激光器：固体激光器、气体激光器、染料激光器和半导体激光器。然后简单介绍一些具有特殊运行方式且有较好应用前景的激光器。通过这几种激光器的介绍说明前几章的理论，并为以下的应用章节做必要的准备。5.1 固体激光器固体激光器是以掺杂离子的绝缘晶体或玻璃作为工作物质的激光器。在激光发展史上，固体激光器是最早实现激光工作的。目前已经实现激光振荡的固体工作物质有百余种，激光谱线有数千条，但是最常采用的固体工作物质仍然是红宝石、钕玻璃、掺钕钇铝石榴石(Nd3＋：YAG 等三种。与其它种类的激光器相比较，固体激光器的特点是：输出能量大(可达数万焦耳，峰值功率高(连续功率可达数千瓦，脉冲峰值功率可达千兆瓦、几十兆兆瓦，结构紧凑牢固耐用。因此它在工业、国防、医疗、科研等方面得到了广泛的应用，例如打孔、焊接、划片、微调、激光测距、雷达、制导、激光视网膜凝结、全息照相、激光存储、大容量通信等。随着激光器性能的不断提高，固体激光器的应用范围还在继续扩大。5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质固体激光器基本上都是由工作物质、泵浦系统、谐振腔和冷却、滤光系统构成的。图(5—1 是长脉冲固体激光器的基本结构示意图(冷却、滤光系统未画出。固体激光工作物质是固体激光器的核心。影响固体激光器工作特性的关键是固体激光工作物质的物理和光谱性质，这主要是指吸收带，荧光谱线，热导率等。目前研究过的固体工作物质很多，用它们制作了各种各样的固体激光器，但是最广泛使用的是红宝石激光器、掺钕钇铝石榴石（YAG）激光器和钕玻璃激光器三种。后两种产生激光的机制是类似的，而红宝石和 YAG 激光器 从产生激光的机制来讲，分别属于三能级和四能级系统，有一定的代表性，所以下面只介绍红宝石和 YAG 激光工作物质。图（5—1） 固体激光器的基本结构示意图1．红宝石(Cr3＋：A12O3红宝石是在三氧化二铝(A12O3 中掺入少量的氧化铬(Cr2O3 生长成的晶体。它的吸收光谱特性主要取决于铬离子(Cr3＋，如图（5—2）所示。由图可见...
