固体紫外激光器
固体紫外激光器按泵浦方式分为氙灯泵浦紫外激光器、氪灯泵浦紫外激光器以及新型的激光二极管泵浦全固态激光器。固体紫外激光器光电转换效率一般较低，而LD全固态紫外激光器则具有效率高、重频高、性能可靠、体积小、光束质量较好及功率稳定等特点。
由于紫外光子能量大，难以通过外激励源激励产生一定高功率的连续紫外激光，故实现紫外连续波激光一般是应用晶体材料非线性效应变频方法产生。全固态紫外激光谱线产生的方法一般有两种，一是直接对红外全固体激光器进行腔内或腔外3倍频或4倍频来得到紫外激光谱线;二是先利用倍频技术得到二次谐波然后再利用和频技术得到紫外激光谱线。前一种方法有效非线性系数小，转换效率低，后一种方法由于利用的是二次非线性极化率，转换效率比前一种高很多。晶体倍频可实现连续紫外激光，其光束形状为高斯型，所以光斑呈圆形，能量从中心到边缘逐渐下降。由于波长短和光束质量限制，光束可以聚焦在10微毫米量级范围。
气体紫外激光器
气体激光器包括以脉冲方式工作的准分子激光器、以连续方式工作的离子激光器和氦-镉激光器以及金属蒸气紫外激光器。气体紫外激光器的波长依赖于所使用的气体混合物类型。
准分子激光器是一种脉冲激光器，产生的光束呈非矩形，光束截面强度大致均匀且光斑边缘陡，其输出可使用掩膜技术来产生不同几何形状的光斑，也可使用全息术来产生具体的光束能量图样。准分子激光的产生可分3个过程，即：激光气体的激励过程、准分子生成反应过程和准分子解离过程。其激励方式有电子束激励、放电激励、光激励、微波激励和质子束激励等。不同活性物质产生不同波长的准分子激光，一般为紫外、远紫外和真空紫外波段。准分子激光器是二氧化碳激光器和YAG激光器之后的新一代激光器。其所发出的紫外短脉冲激光具有波长短、光子能量高等优点。常用的准分子激光器有ArF、KrCl、KrF等。激光脉冲频率一般在10~100Hz，有些特殊用途的能够达到1000Hz，平均功率一般在10~100W，脉冲宽度一般在ns量级。
金属蒸气紫外激光器主要指铜蒸气紫外激光器，它产生波长为511nm和578nm的光，利用混频和倍频则可产生波长为255nm，271nm和289nm的紫外辐射。激光器光束分布服从高斯分布。
气体激光器应用中的突出问题是设备占地面积大、可靠性有限、寿命短、高能耗和高费用。而且，准分子激光光束质量差，掩膜损失大。离子激光器和氦-镉激光器存在光束方向稳定性差的缺点。
固体激光器的基质材料是晶体材料或玻璃材料。在晶体或玻璃中均匀地掺入少量离子，如红宝石中的铬离子，钕玻璃中的钕离子。因为真正发光的是激活的离子，所以，用这类材料制作的激光器称为固体离子激光器。发光的激活离子有：稀土元素钕、镝、钬、镨等；过渡金属元素铬、锰、钴、镍等；还有铀等放射性元素。
基质材料有上百种晶体，但真正实用的仅红宝石和钇铝石榴石晶体；有几十种玻璃材料，实用的有硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、氟化物和硼硅玻璃等。
固体激光器具有体积小、坚固可靠、脉冲功率高和应用广泛等优点。
激光器是能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年AL肖洛和CH汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年TH梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A贾文等人制成了氦氖激光器。1962年RN霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的07毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。
激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体（晶体、玻璃）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去；为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。
除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（ 见光学谐振腔）3部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的定向性和相干性。
激励(泵浦)系统 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置，常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的，整个激励装置，通常是由气体放电光源（如氙灯、氪灯）和聚光器组成。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。
光学共振腔 通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为：①提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。共振腔作用①，是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状（反射面曲率半径）和相对组合方式所决定；而作用②，则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光，具有不同的选择性损耗特性所决定的。
几种常见激光器及其用途介绍如下：
Nd：YAG激光器，1064nm，固体激光器，连续激光器的最大输出功率1000W，可用于激光切割金属。
Ho：YAG，固体激光器，可产生对人眼安全的2097nm和2091nm激光，适用于雷达和医学应用。
He-Ne激光器，6328nm，气体激光器，功率为几mW，用于准直，定位，全息照相等。
CO2激光器，气体激光器，输出波长106um，广泛用于激光加工，医疗，大气通信及其他军事应用。
N2分子激光器，气体激光器，输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽小于10ns，重复频率为数十至数千赫，作可调谐燃料激光器的泵浦源，也可用于荧光分析，检测污染等方面。
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应用最广的气体激光器是什么？
氦氖激光器是一种典型的原子气体激光器，也是人们最早研制成功而且目前仍然是应用最广的一种气体激光器。工作物质为惰性气体氦与氖的混合物，通常采用直流气体放电进行激励，其中氦原子起能量转移作用，而氖原子起粒子数反转和发射激光的作用，通常输出为6328埃的红色可见激光，也可制成近红外波段的激光输出，工作状态为连续运转。
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功率最大的激光武器是气体激光器还是固体激光器，工作原理是啥？
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激光器是能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年AL肖洛和CH汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年TH梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A贾文等人制成了氦氖激光器。1962年RN霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的07毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。
激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体（晶体、玻璃）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去；为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。
除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（ 见光学谐振腔）3部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的定向性和相干性。
激励(泵浦)系统 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置，常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的，整个激励装置，通常是由气体放电光源（如氙灯、氪灯）和聚光器组成。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。
光学共振腔 通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为：①提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。共振腔作用①，是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状（反射面曲率半径）和相对组合方式所决定；而作用②，则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光，具有不同的选择性损耗特性所决定的。
几种常见激光器及其用途介绍如下：
Nd：YAG激光器，1064nm，固体激光器，连续激光器的最大输出功率1000W，可用于激光切割金属。
Ho：YAG，固体激光器，可产生对人眼安全的2097nm和2091nm激光，适用于雷达和医学应用。
He-Ne激光器，6328nm，气体激光器，功率为几mW，用于准直，定位，全息照相等。
CO2激光器，气体激光器，输出波长106um，广泛用于激光加工，医疗，大气通信及其他军事应用。
N2分子激光器，气体激光器，输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽小于10ns，重复频率为数十至数千赫，作可调谐燃料激光器的泵浦源，也可用于荧光分析，检测污染等方面。
设计固体激光器，需要考虑以下6个方面：
1如何选择激光介质？（就是你做一台激光器选择怎样的介质，比如是Nd：YAG 还是Nd：YLF 或者是Nd：YVO4，如果你要求单脉冲能量高重复频率较低的话就选择Dd：YLF 为好，如果需要选择单脉冲能量高而重复频率低的话最好选择Nd：YVO4，当然Nd：YAG 虽然两者都能，但是他也有其局限性；同时也还要考虑现在这些介质实验室和产品分别能做到多大功率）；
2泵浦结构如何选择？（泵浦结构主要包括端泵、侧泵、面泵、等等，那么选择这些结构的理由又分别是什么呢？考虑那些因素呢？）
3冷却方式如何选择？（这个问题需要结合泵浦结构进行讨论，因为他限制了泵浦结构，是水冷还是风冷，是空气自然冷却还是用TEC 进行冷却或者用热管进行冷却，你见过那些冷却方式，最好能提供参考文献）
4腔结构如何选择？（腔大体上分稳定腔和非稳定腔，那么选择何种腔结构的原因分别是什么呢？每一种腔结构又包括具体很多结构，比如稳定腔又包括很多中，比如共焦、共心、平凹等等，选择的理由又是什么呢？对腔设计还要考虑热透镜效用的补偿，那么如何进行热透镜补偿呢？）
5如何进行选模？（模式的选择我们大体可以分为两类，一类是横模的选择，另一类是纵模的选择，那么选择横模就设计到如何方式光阑，光阑放置在什么位置，这两者又与腔结构和腔长有关系，因为选择横模是依靠不同的模式具有不同的衍射损耗而实现的；而单纵模的选择就包括插入布鲁斯特片、光栅、棱镜、双折射波片、标准具等方法；那么这些方法各有什么有缺点呢？我没如何来选取这些方法呢？）
6整体结构如何选择？（这儿的整体结构主要指就仅仅一个振荡器还是利用MOPA 结构，如果使用MOPA 结构，那么要使用多少级，级间效用怎么消除）
光泵浦：红宝石激光器，DPSS（半导体（激光二极管）泵浦固体激光器）
电泵浦：半导体激光器
化学泵浦在固体激光器中不多，主要用于气体激光器。因为化学反应在气相内进行迅速。
光纤激光器，结构小巧，性能稳定，不易受外界干扰，易操作、维护，光束质量差，性噪比差，峰值功率难以做高。
固体激光器，体积大，易受到外界振动、温度变化等因素干扰，稳定性差，难维护，且维护成本高，但输出峰值功率可以很高，光束质量好，性噪比高。
以上就是关于全固态激光器与紫外激光区别全部的内容，包括:全固态激光器与紫外激光区别、固体激光是用什么材料制造的、在目前激光器中电光效率最高的激光器是固体激光器吗等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！
