杏彩官网登录激光器的原理是什么？激光的英文单词 “ laser ” 来源于 “ light amplification by stimulated emission of radiation ” 的缩写，意思是受激辐射光放大。最初 “ laser ” 的中文翻译直接音译为 “ 镭射 ” (目前中国的香港和等地仍然延用此名称)，后在科技界泰斗钱学森的倡导下，国内统称为 “ 激光 ” 。

　　激光是通过光与物质相互作用，杏彩平台登录即所谓的受激辐射光放大产生的；理解受激辐射光放大需要了解爱因斯坦提出的自发辐射、受激吸收和受激辐射的概念，以及一些必要的理论基础。

　　波尔模型主要是提供了原子内部结构，方便理解激光如何发生。原子是由原子核和核外电子构成，电子的轨道并不是任意的，电子只有一些确定的轨道，其中最里面的轨道，我们称之为基态；如果电子在基态上，那么他的能量就是最低的，如果电子往外跳一个轨道，就叫第一激发态，第一激发态的能量就会比基态能量要高一些；再往外一个轨道就叫第二激发态；

　　激光之所以能发生，就是因为电子会在这个模型中的不同轨道运动，如果电子吸收能量就可以从基态往激发态跑；如果电子从激发态回到基态就会释放能量，这个能量就是常常以激光的形式释放。

　　1917年，爱因斯坦提出了受激辐射理论，这是激光器和激光产生的理论基础：物质吸收或发光的实质上是辐射场和构成物质的粒子相互作用的结果，其核心实质就是粒子在不同能级间的跃迁。光与物质作用有三种不同的过程：自发辐射、受激辐射和受激吸收。对于一个包含大量粒子的系统，这三种过程总是同时存在并紧密联系的。

　　如图所示：处于高能级E2上的一个电子自发的向低能级E1跃迁，并发射一个能量为hv的光子，且hv=E2-E1；这种自发的与外界无关的跃迁过程称为自发跃迁，由自发跃迁发出的光波为自发辐射。

　　自发辐射的特点：每个光子都是独立的，方向、相位都不同，发生时间也是随机的属于杂乱无章的非相干光，并不是激光器所需要的光，所以激光发生过程要降低这类杂光，这也是各家激光器波长有杂光的原因之一，控制的好，激光器自发辐射占比可以忽略不计，激光越纯，比如说是1060 ，就全是1060nm，这样的激光器就吸收率、功率较为稳定。

　　处于低能级（低轨道）上的电子，在吸收光子之后向更高能级（高轨道）跃迁，这个过程就叫受激吸收。受激吸收非常关键，是泵浦关键过程之一，激光器的泵浦源就是提供光子能量使得增益介质中粒子发生跃迁，到更高能级等待受激辐射，发出激光。

　　当受到外来能量（hv=E2-E1）的光照射时，处于高能级上的电子受外来光子的激励而跃迁到低能级上（高轨道跑到低轨道上），同时，发射一个和外来光子完全相同的光子，这个过程并没有吸收原来的激励光，所以会出现两个一模一样的光子，可以理解为电子把之前吸收的光子吐了出来，这个发光过程就叫受激辐射，受激辐射就是受激吸收的反过程。

　　理论清楚了之后，想造激光器就很简单了，如上图所示：物质稳定正常情况下，绝大多数电子都处于基态，处于基态的电子，而激光发生依赖与受激辐射，所以激光器的结构就是为了让受激吸收先发生，把电子都搞到高能级，然后再给一个激励，让大量的高能级电子发生受激辐射，释放光子，由此就可产生激光，接下来介绍激光结构。

　　1、有提供放大作用的增益介质作为激光工作介质，其激活粒子有适合于产生受激辐射的能级结构（主要是能把电子抽运到高能级轨道，且能存在一定时间，再通过受激辐射一口气放出光子）;

　　2、有外界激励源(泵浦源)，能将下能级的电子抽运到上能级，使激光上下能级之间产生粒子数反转（就是高能级粒子比低能级多的情况），如YAG激光器的氙灯;

　　3、有实现激光振荡的谐振腔，能增长激光工作物质的工作长度，筛选光波模式，控制光束的传播方向，选择性放大受激辐射光频率以提高单色性（保证激光到一定能量再输出）。

　　与之对应的结构如上图所示，是一个YAG激光器的简易结构，其他的会复杂点，但核心都是这个，激光发生过程如图：

　　二氧化碳激光器：二氧化碳激光器增益介质为氦气和CO2，发生的激光波长为10.6um，属于最早面市的激光器产品，早起的激光焊接主要是以二氧化碳激光器为主，目前主要在非金属材料（布料、塑料、木材等）焊接切割使用，还有就是光刻机上也用，二氧化碳激光器无法通过光纤进行传输，走的空间光路，最早的通快做的比较好，切割设备上用了很多；

　　YAG（钇铝石榴石）激光器：采用掺有钕（Nd）或钇（Yb）金属离子的YAG晶体作为激光增益介质，发射波长为1.06um，YAG激光器可输出较高脉冲，但平均功率较低，峰值功率可以到平均功率的15倍，主要是脉冲激光器，无法做到持续出光；但可通过光纤传输，同时对金属材料的吸收率上升，开始在高反材料上应用，首先应用与3C领域；

　　光纤激光器：当前市场主流，以掺镱光纤为增益介质，波长为1060nm，根据介质的形状又分为光纤、碟片激光器；光纤代表是IPG，碟片代表是通快。

　　半导体激光器：增益介质为半导体PN结，半导体激光器的波长主要是在976nm，当前半导体近红外激光器主要用在熔覆，光斑都在600um以上，Laserline是半导体激光器代表企业。

　　脉冲激光器：纳秒、皮秒，飞秒，这种高频脉冲激光器（ns即脉宽）往往可以实现高峰值能量、高频（MHZ）的加工，用于薄板铜铝异种材料加工，以及清洗居多，利用高峰值能量，能够迅速熔化母材，低作用时间、小热影响区，在加工超薄材料有优势（0.5mm以下）；

　　准连续激光器（QCW）：准连续激光器由于高重频、低占空比（50%以下）脉宽来到50 us-50 ms，准连续光纤激光器弥补了千瓦级连续光纤激光器与调Q脉冲激光器之间的空白；准连续光纤激光器的峰值功率可达连续模式运行下平均功率的10倍。QCW激光器一般有两个模式，一个是低功率下连续焊接，一个是10倍平均功率的高峰值功率脉冲激光焊接，可以实现更厚材料，更多热量的焊接，同时又能把热量控制在一个很小的范围；

　　连续激光器（CW）：这个是使用最多的，杏彩体育平台市面上看到的大多数是连续激光器，持续输出激光进行焊接加工，光纤激光又根据不同的芯径、不同的光束质量分为单模、多模激光器，可针对不同的应用场景进行适配。

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