








激光器的温度控制
激光器按照冷却方式可以分为水冷式、风冷式、液氮冷却式等等,冷却方式的选择往往是根据激光器的发热量以及工作环境来确定的,水冷式激光器适用于发热量较大、需要长期稳定工作的情形,风冷式散热激光器适合发热量小、对环境要求不太严苛的情形,液氮冷却一般出现在激光晶体需要工作在极低温度的情形,比如液氮冷却的Yb:YAG激光器。激光技术中的关键概念早在1917年爱因斯坦提出“受激辐射”时已经开始建立起来了,激光这个词曾经饱受争议。
激光介绍
随着激光器件的发展,飞秒强激光的产生、超短强激光与物质的相互作用已成为当今研究的热点之一。强激光与物质(固体、分子、原子、团簇)作用过程中,等离子体的动力学特性,如温度、密度分布及其均匀性直接影响了X射线的发射特性、产生的X射线激光的增益高低及X射线的传输特性[1,2],因而利用X射线谱来获取等离子体的温度、密度等重要参数,有助于我们对激光与物质相互作用机制和过程的认识和理解。国内P. X. Lu,王晓方等用条纹相机对纳秒光与各种固体靶进行了比较细致的研究[3,4],但是在飞秒的激光脉冲条件下,激光与物质的作用过程很快,很强激光能迅速地消融固体靶面,等离子体膨胀和扩散时间变得很小或可以忽略不计,等离子体的尺度在百分之一到十分之一个激光波长的范围,从而激光能量可以直接沉积在固体表面上,产生大梯度的具有极高乃至近似固体密度的等离子体,其动力学过程及原子与离子的状态和时空特性与纳秒情况下完全不同。因此对飞秒的激光下等离子体的特性,特别是时间与空间特性方面的研究具有重要的意义,飞秒与纳秒激光与物质作用的比较研究也有利于对其相互作用机理的理解。本文报道了利用具有空间分辨能力的大面积透射光栅软X射线谱仪对铝等离子体在0.5~11 nm的发射光谱进行的研究,并用线强度比的方法对纳秒与飞秒的激光打铝靶产生的等离子体的温度、密度特性进行了诊断,对其空间特性也做了简单的比较。因此,本文将各类型的激光器进行了汇总,为大家逐一讲解各类激光器的特点及实际应用的情况。
超快激光的特点、应用及市场前景分析
实际上,纳秒、皮秒、飞秒都是时间单位,1ns=10-9s,1ps=10-12s,1fs=10-15s。这个时间单位,表示的是一个激光脉冲的脉冲宽度,简言之就是在如此短暂的时间内输出一个脉冲激光。由于其输出单脉冲时间非常非常短,因此这样的激光称为超快激光。当把激光能量集中在如此短的时间内,会获得巨大的单脉冲能量和极高的峰值功率,在进行材料加工时,会很大程度上避免长脉宽、低强度激光造成材料熔化与持续蒸发现象(热影响),可以大大提高加工质量。全固态激光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。
在工业上,通常将激光分成连续波(CW)、准连续(QCW)、短脉冲(Q-Switched)、超短脉冲(Mode-Locked)四类。连续波以多模连续光纤激光器为代表,占据了当前工业市场的大部分份额,广泛应用于切割、焊接、熔覆等领域,具有光电转换率高、加工速度快等特点。准连续波又称长脉冲,可产生ms~μs量级的脉冲,占空比为10%,这使得脉冲光具有比连续光高十倍以上的峰值功率,对于钻孔、热处理等应用来说非常有利。短脉冲指的是ns量级的脉冲,广泛的应用于激光标刻、钻孔、激光测距、二次谐波的产生、军事等领域。超短脉冲则是我们所说的超快激光,包括达到ps、fs量级的脉冲激光。激光器产品趋势是向高功率光纤激光器和超快激光器方向进行研发突破。