固體激光器原理及應用

固體激光器原理及應用

自**臺紅寶石激光器問世，固體激光器就一 直占據了激光器發展的主導地位，特別是在20 直占據了激光器發展的主導地位，特別是在20 世紀80 世紀80 年代出現的半導體激光器以及在此基礎 上出現的全固化固體激光器更因為體積小、重 量輕、效率高、性能穩定、可靠性好和壽命長 等優點，逐漸成為光電行業中**發展前途的 領域。目前世界范圍內銷售的商品固體激光器 已有500 余種，但從1998 已有500 余種，但從1998 年開始，固體激光器 中的Nd:YAG 中的Nd:YAG 激光器的市場占有率和銷售額已 升為**位。

傳統的固體YAG 傳統的固體YAG 激光器，通常由摻釹釔鋁石 榴石晶體棒、泵浦燈、聚光腔、光學諧振腔、 電源及制冷系統組成，其轉換效率為2%到3%。 電源及制冷系統組成，其轉換效率為2%到3%。 另一方面整個激光器需要龐大的制冷系統，體 積很大。泵浦燈的壽命約為300 積很大。泵浦燈的壽命約為300 到1000 小時， 操作人員需花很多時間頻繁的換燈，中斷系統 工作，使自動化生產線的效率大大降低， 工作，使自動化生產線的效率大大降低，間接 提高了生產成本。因此技術上沒有大的發展空 間。現在國際上的激光廠家已經淘汰了中小功 率燈泵浦固體激光器的生產和研發，將來隨著 大功率的二極管、光纖激光器的研發和應用， 成本的下降，燈泵浦固體激光器將會逐步淘汰。 這是固體激光器的發展方向。

一、三類固體激光器的特性比較
特性 工作方式
輻射波長（納米）

光纖激光器 連續或脈沖
532, 1070, 1800-2000 高達2KW/高達1mJ

二極管泵浦固體激光器

燈泵浦固體激光器

連續或脈沖 532, 1060
高達2KW/高達60mJ

連續或脈沖 1060
高達5KW/高100J

輸出功率/能量 電光轉換效率 光束質量 功率/能量穩定 性 冷卻方式 可靠性 維護周期 使用壽命 系統體積 光纖傳輸 設備成本 運行成本 技術

高達20%
基模 光斑細

高達20%
基模或多階模光斑較細

低于6%
基模或多階模 光斑粗

< 1.5% 風冷 ** 無需維護 大于10 萬小時 小巧緊湊 單模光纖 較高 較低 **

< 3% 風冷或水冷 較好 無需維護 大于1.5 萬小時 較小 多模光纖 較高 一般 新

< 3% 水冷 較差 300 小時 大于3百小時 較大 多模光纖 較低 較高 舊
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