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激光器
激光器一般由三个部分组成:
1、工作物质:激光器的核心,只有能实现能级跃迁的物质才能作为激光器的工作物质。
2、激励能源:它的作用是给工作物质以能量,将原子由低能级激发到高能级的外界能量。通常可以有光能源、热能源、电能源、化学能源等。
3、光学共振腔:作用一是使工作物质的受激辐射连续进行;二是不断给光子加速;三是限制激光输出的方向。的光学共振腔是由放置在氦激光器两端的两个相互平行的反射镜组成。当一些原子在实现了粒子数反转的两能级间发生跃迁,辐射出平行于激光器方向的光子时,这些光子将在两反射镜之间来回反射,于是就不断地引起受激辐射,很快地就产生出相当强的激光
展中国家在制造业升级过程中,逐步使用激光设备代替传统设备,对激光器的需求旺盛,系目前**激光行业市场主要的驱动力之一。
按照增益介质的不同,激光器主要可以分为液体激光器、气体激光器、半导体激光器和固体激光器等。半导体激光器具有体积小、重量轻、寿命长、运转可靠性高、能耗低、电光转换效率高、易于大规模生产以及价格较低廉等优点、光纤通信、光存储器、激光打印机等获得广泛应用,范围覆盖了整个光电子学领域。光纤激光器属于新一代固体激光器的一种,具有光电转换效率高、结构简单、光束质量好等特点。
高功率半导体激光器的发展使得许多重要的应用成为可能。这些激光器已经取代了许多传统技术,并实现了全新产品类别。
随着每十年成本和性能10倍以上的提高,固体激光器,高功率半导体激光器以不可预知的方式破坏了市场的正常运行。虽然很难准确预测未来的应用情况,但回顾过去三十年的发展历程,激光器,为下一个十年的发展提供框架可能性是非常有意义的。
20世纪80年代:光存储和的小众应用。光存储是半导体激光器行业的一个大型应用。就在霍尔展示了红外半导体激光器之后不久,通用电气公司的NickHolonyak也展示了一个可见红光半导体激光器。二十年后,光盘(CD)被推向市场,随后就出现了光存储市场。
半导体激光器技术的不断创新带来了注入数字多功能光盘(DVD)和蓝光光盘(BD)等光存储技术的发展。这是半导体激光器的一个大市场,但是通常适度的功率水平将其他应用限制在了相对较小的利基市场,如热敏打印、应用以及精选的航空和*应用等。
20世纪90年代:光网络盛行。在20世纪90年代,半导体激光器成为通信网络的关键。半导体激光器被用于通过光纤网络传输信号,但是用于光放大器的较高功率的单模泵浦激光器对于实现光网络的规模化以及真正支持互联网数据的增长是至关重要的。
其带来的电信行业繁荣影响深远,以高功率半导体激光器行业初的**之一的SpectraDiodeLabs(SDL)为例。SDL成立于1983年,由美国Newport集团旗下的激光器品牌Spectra-Physics(光谱物理)和施乐(Xerox)合资组建,光纤激光器,1995年上市,市值约1亿美元。五年后,SDL在电信业高峰期间以**过400亿美元的价格出售给JDSU,半导体激光器,这也大的技术收购之一。不久之后,电信业泡沫破灭,摧毁了数万亿美元的资本,现在被视为上大的泡沫。
2000年代:激光成为一种工具。虽然电信市场泡沫的破灭较具破坏性,但对大功率半导体激光器的巨额投资为更广泛的采用奠定了基础。随着性能和成本的提高,这些激光器在各种各样的工艺中开始取代传统的气体激光器或其他能量转换源。
半导体激光器已经成为广泛使用的工具。工业应用范围从传统的制造工艺(如切割和焊接)到新的先进制造技术(如3D打印金属部件的增材制造)等。微型制造应用更加多样化,因为诸如智能手机之类的关键产品已经通过这些激光器而实现了商业化。航空航天和*应用涉及广泛的关键任务应用,未来还可能将包括下一代定向能源系统。