激光系列研究报告之光源篇（25页）

行业报告下载 2018年11月18日 06:34 管理员

激光由激发辐射过程产生。LASER 是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写，受激发射（Stimulated emission）是由爱因斯坦 1917 年提出，狄拉克 1927 年首次实验证明受激发射存在。除受激辐射外另外一种光的发射过程是自发辐射。

受激辐射的原理核心是粒子数反转和能级跃迁。受到激励光子的辐射，处于低能级 E1 上的粒子（工作粒子可以是分子、原子、电子、离子以及准分子）跃迁至高能级 E2 上，当足够多的粒子受到激发，则会发生粒子数的反转（处于高能级的粒子数量多于处于低能级的电子），此后跃迁至低能级 E1 并辐射一个能量为 E2-E1（=hv），并与激励光子完全相同的光子。

受激辐射与自发辐射最重要的区别在于干涉性。自发发射是粒子在不受外界辐射场情况下的自发过程，自发辐射的光子传播方向和偏振态是无规分布，而受激发射是在外界辐射场控制下的发光过程，受激产能的光子的频率、相位、传播方向和偏振态与外界辐射场完全相同。这也是激光具有方向一致、亮度极高、能量集中的本质原因。

激光器是激光的发生装臵，有三大功能部件：泵浦源、增益介质、谐振腔。泵浦源为激光器提供光源，增益介质（也称为工作物质）吸收泵浦源提供的能量后将光放大，谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路，振腔振荡选模输出激光。

固体激光器是以激光晶体等固体材料作为增益介质。固体激光器的增益介质，是将金属离子掺入具有良好的光谱特性、光学透射率特性和光学均匀性的晶体或玻璃基质中构成。固体激光器的波长覆盖了 200nm 紫外到 3um 中红外，具备结构紧凑、简便可靠以及使用成本低等优势，广泛应于切割、焊接、标刻等材料加工，以及医疗美容、军事、科研等领域。

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