激光器产生激光的原理激光器的分类( 四 ) _生活百科

光纤激光器性能优势突出，替代效应明显。
二氧化碳激光器光转换效率低，使用成本高。
二氧化碳激光器是分子激光器的一种，是常用的高功率连续激光器之一。主要物质是二氧化碳分子。CO2激光器的主要结构包括激光管、光学谐振腔、电源和泵浦。其主要特点是输出功率大，可连续工作，但结构复杂，体积大，维护困难。

实现粒子数反转是二氧化碳激光器发光的关键。二氧化碳激光器中的工作物质包括二氧化碳、氮气和氦气。输入DC电源后，混合气体中的氮分子会受到电子的撞击而被激发。当被激发的氮分子与二氧化碳分子碰撞时，会将能量传递给二氧化碳分子，使二氧化碳分子从低能级跃迁到高能级，形成粒子数反转，发出激光。

光纤和二氧化碳激光各有优势，要根据不同的需求选择不同的工具。从目前应用最广泛的切割技术来看，光纤激光和CO2激光在面对具体的应用需求时，各有利弊，不能完全相互替代，需要互补共存。从加工材料的类型来看，受吸收效应限制的光纤激光不适合切割非金属材料，而常规CO2激光不适合切割铜、铝等高反射率材料。从切割速度来看，CO2含量在厚度>:6mm的板材有优势，而光纤激光切割薄板更快；激光切割前需要穿透工件，CO2的穿透速度明显快于光纤激光。从切割断面质量来看，CO2激光优于光纤激光。

光纤激光器具有较高的光转换效率和较低的使用成本。根据计算，光纤激光器的使用成本为23.4元/小时，二氧化碳激光器的使用成本为39.1元/小时，其中光纤激光器的电源成本为7元/小时，水冷成本为8.4元/小时，其他成本为8元/小时；CO2激光的动力费用21元/小时，水冷费用12.6元/小时，其他费用5.5元/小时。

YAG激光器能量转换效率低或逐渐被取代。
YAG激光一般指Nd 。YAG激光器(掺铷钇铝石榴石晶体)，属于固体激光器。晶体中铷原子含量为0.6 ~ 1.1%，可产生脉冲激光或连续激光，发射光为波长为1.064 μ m的红外，在nd 。YAG激光器、氪灯或氙灯常被用作泵浦光，因为只有少数特定波长的泵浦光会被Nd离子吸收，大部分能量转化为热能。一般来说，YAG激光器的能量转换效率较低。

随着光纤激光器的发展，YAG激光器将逐渐被取代。YAG激光器在工业上主要用于切割和焊接过程，但随着光纤激光器的发展，YAG激光器逐渐被光纤激光器所取代。在切割领域，YAG激光购买成本低，可以切割高反光材料，但加工功率低，能耗比高，切割速度慢，而光纤激光功率效率高，无需调整维护。在焊接领域，准连续光纤激光器开始迅速取代脉冲Nd: YAG激光器。与YAG激光相比，准连续光纤激光可以提供几焦耳至几十焦耳的脉冲能量，脉冲宽度为微秒至毫秒级，其更高的平均功率和脉冲重复频率显著提高了加工速度和生产效率，相当于同时具备了YAG激光的打孔焊接优势和CO2激光的切割能力，应用范围更广。

目前，半导体激光器的技术仍有局限性。
半导体激光器，也称为激光二极管，使用半导体材料作为工作材料。常用的工作物质有砷化镓、硫化镉等。激发方法有电注入、电子束激发和光抽运。半导体激光器的主要优点是体积小、效率高、能耗低，广泛应用于激光通信、激光医疗等领域。此外，半导体激光器通常用作光纤激光器泵浦源。
以电注入半导体激光器为例，通常在半导体材料中加入GaAS(砷化镓)、InAS(砷化铟)、Insb(锑化铟)等材料制成半导体结型二极管。当二极管注入足够大的电流时，中间有源区的电子(带负电荷)和空空穴(带正电荷)会自发复合，以光子的形式释放多余的能量。

激光器产生激光的原理 激光器的分类( 四 )

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