德國(guó)SICK激光器分類及原理
一,、原理：
　　除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，產(chǎn)生激光的*的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過(guò)損耗,，所以裝置中*的組成部分有激勵(lì)（或抽運(yùn)）源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的工作介質(zhì)兩個(gè)部分,。激勵(lì)是工作介質(zhì)吸收外來(lái)能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài),，為實(shí)現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵(lì)方式有光學(xué)激勵(lì),、電激勵(lì),、化學(xué)激勵(lì)和核能激勵(lì)等。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級(jí)是使受激輻射占主導(dǎo)地位,，從而實(shí)現(xiàn)光放大,。激光器中常見(jiàn)的組成部分還有諧振腔，但諧振腔（ 見(jiàn)光學(xué)諧振腔）并非*的組成部分,，諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率,、相位和運(yùn)行方向，從而使激光具有良好的方向性和相干性,。而且,，它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長(zhǎng)度，還能通過(guò)改變諧振腔長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)所產(chǎn)生激光的模式（即選模）,，所以一般激光器都具有諧振腔,。
　　二、激光工作物質(zhì)
　　是指用來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系,，有時(shí)也稱為激光增益媒質(zhì),，它們可以是固體（晶體、玻璃）,、氣體（原子氣體,、離子氣體,、分子氣體）、半導(dǎo)體和液體等媒質(zhì),。對(duì)激光工作物質(zhì)的主要要求,，是盡可能在其工作粒子的特定能級(jí)間實(shí)現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，并使這種反轉(zhuǎn)在整個(gè)激光發(fā)射作用過(guò)程中盡可能有效地保持下去,；為此,，要求工作物質(zhì)具有合適的能級(jí)結(jié)構(gòu)和躍遷特性。
　　三,、激勵(lì)抽運(yùn)系統(tǒng)
　　是指為使激光工作物質(zhì)實(shí)現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來(lái)源的機(jī)構(gòu)或裝置,。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運(yùn)轉(zhuǎn)條件的不同，可以采取不同的激勵(lì)方式和激勵(lì)裝置,，常見(jiàn)的有以下四種,。①光學(xué)激勵(lì)(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來(lái)輻照工作物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的,，整個(gè)激勵(lì)裝置,，通常是由氣體放電光源（如氙燈、氪燈）和聚光器組成,，這種激勵(lì)方式也稱作燈泵浦,。②氣體放電激勵(lì)。是利用在氣體工作物質(zhì)內(nèi)發(fā)生的氣體放電過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的,，整個(gè)激勵(lì)裝置通常由放電電極和放電電源組成,。③化學(xué)激勵(lì)。是利用在工作物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的,，通常要求有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)物和相應(yīng)的引發(fā)措施,。④核能激勵(lì)。是利用小型核裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的裂變碎片,、高能粒子或放射線來(lái)激勵(lì)工作物質(zhì)并實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的,。
四、工作物質(zhì)
　　根據(jù)工作物質(zhì)物態(tài)的不同可把所有的激光器分為以下幾大類：①固體激光器（晶體和玻璃）,，這類激光器所采用的工作物質(zhì),，是通過(guò)把能夠產(chǎn)生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質(zhì)中構(gòu)成發(fā)光中心而制成的；②氣體激光器,，它們所采用的工作物質(zhì)是氣體,，并且根據(jù)氣體中真正產(chǎn)生受激發(fā)射作用之工作粒子性質(zhì)的不同，而進(jìn)一步區(qū)分為原子氣體激光器,、離子氣體激光器,、分子氣體激光器、準(zhǔn)分子氣體激光器等,；③液體激光器,，這類激光器所采用的工作物質(zhì)主要包括兩類,，一類是有機(jī)熒光染料溶液，另一類是含有稀土金屬離子的無(wú)機(jī)化合物溶液,，其中金屬離子（如Nd）起工作粒子作用,，而無(wú)機(jī)化合物液體（如SeOCl2）則起基質(zhì)的作用；④半導(dǎo)體激光器,，這類激光器是以一定的半導(dǎo)體材料作工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射作用,，其原理是通過(guò)一定的激勵(lì)方式(電注入、光泵或高能電子束注入),，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶之間或能帶與雜質(zhì)能級(jí)之間,，通過(guò)激發(fā)非平衡載流子而實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生光的受激發(fā)射作用,；⑤自由電子激光器,，這是一種特殊類型的新型激光器，工作物質(zhì)為在空間周期變化磁場(chǎng)中高速運(yùn)動(dòng)的定向自由電子束,，只要改變自由電子束的速度就可產(chǎn)生可調(diào)諧的相干電磁輻射,，原則上其相干輻射譜可從X射線波段過(guò)渡到微波區(qū)域,，因此具有很誘人的前景,。
五、波段范圍
　　根據(jù)輸出激光波長(zhǎng)范圍之不同,，可將各類激光器區(qū)分為以下幾種,。
　　①遠(yuǎn)紅外激光器,，輸出波長(zhǎng)范圍處于25～1000微米之間,， 某些分子氣體激光器以及自由電子激光器的激光輸出即落入這一區(qū)域。
　?、谥屑t外激光器,，指輸出激光波長(zhǎng)處于中紅外區(qū)(2.5～25微米)的激光器件，代表者為CO分子氣體激光器(10.6微米),、 CO分子氣體激光器（5～6微米）,。
1、激光用作熱源,。激光光束細(xì)小 ,，且?guī)е薮蟮墓β剩缬猛哥R聚焦,，可將能量集中到微小的面積上,，產(chǎn)生巨大的熱量。比如,，人們利用激光集中而*的能量,，可以對(duì)各種材料進(jìn)行加工,，能夠做到在一個(gè)針頭上鉆200個(gè)孔；激光作為一種在生物機(jī)體上引起刺激,、變異,、燒灼、汽化等效應(yīng)的手段,，已在醫(yī)療,、農(nóng)業(yè)的實(shí)際應(yīng)用上取得了良好效果。
　　2,、激光通信,。在通信領(lǐng)域，一條用激光柱傳送信號(hào)的光導(dǎo)電纜,，可以攜帶相當(dāng)于2萬(wàn)根銅線所攜帶的信息量
　　3,、激光測(cè)距。激光作為測(cè)距光源,，由于方向性好,、功率大，可測(cè)很遠(yuǎn)的距離,，且精度很高,。
　　4、受控核聚空中的應(yīng)用,。將激光射到氘與氚混合體中,，激光所帶給它們巨大能量，產(chǎn)生高壓與高溫,，促使兩種原子核聚合為氦和中子,，并同時(shí)放出巨大輻射能量。由于激光能量可控制,，所以該過(guò)程稱為受控核聚變,。