固體激光器(solid-state laser)是利用具有一定形狀和大小的固體中某些物質(zhì)的能級結(jié)構產(chǎn)生激光輻射的激光器。
1.固體激光器的基本結(jié)構及組成
固體激光器由光學腔、泵浦源、諧振鏡等組成。光學腔內(nèi)裝填有激光介質(zhì),是激光輸出的主要部件。泵浦源是申廣流、電燈泡等給激光介質(zhì)提供激發(fā)能量的裝置。諧振鏡可以改變激光的方向和放大激光功率。
2.固體激光器的工作原理
固體激光器的工作原理主要包括受激輻射、光增強和諧振三個步驟。首先,通過光泵浦使激光器中的材料處于高能態(tài),當光子經(jīng)過材料時,會與高能態(tài)的原子相互作用并讓其退回到低能態(tài),此時會釋放出所放激光的能量,從而產(chǎn)生受激輻射。接著,通過諧振鏡的調(diào)整,讓激光在光學腔內(nèi)反復走動,達到光增強的目的。最后,在得到足夠大的光增益后,固體激光器發(fā)出高功率、高單色度的激光。
3.固體激光器的應用
固體激光器廣泛應用于軍事、醫(yī)療、科研、工業(yè)等領域。其中,軍事領域主要用于制導彈、反制對抗等;醫(yī)療方面則常被用于激光手術切割、去除皮膚斑痕等;在科研方面,固體激光器也常應用于原子物理、量子密鑰通信等研究領域;再如機械制造等領域中則主要用于金屬雕刻、切割、焊接等。