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全固态激光器及其优越性
全固态激光器及其优越性
1、引言
全固态激光器是指用半导体激光管代替气体放电灯泵浦的固体激光器。
它集两种激光器的优点为一体,具有体积小、重量轻、效率高、光束质量好、可靠性高、寿命长、运转灵便、输出谱覆盖率宽、输出强度动态范围大等优势,已成为新一代的优质相干光源
。
从上个世纪60年代提出全固态激光器以来,全世界范围内掀起了研究热潮,经过20多年的发展,于90年代实现了中低功率全固态激光器器件的实用化和产业化。
近10年来,全固态激光器市场每年增长均在50%以上。
由于许多传统的激光器正被全固态激光器多代替,因此,全固态激光器的市场增长势头不会降低。
本文主要目的是分析全固态激光器的工作原理,在此基础上探究全固态激光器的优越性,展望未来的发展前景。
2、激光器的结构及其基本原理
2.1激光器原理
除自由电子激光器外,各种激光器的工作原理都基本相同。
产生激光的必要条件是粒子数反转和增益大过损耗,所以装置中重要的组成部分包括激励源和具有亚稳态能级的工作介质两个部分。
激励是工作介质吸收外来能量后被激发到激发态,为实现并维持粒子数反转创造条件。
激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。
激光器中常见的组成部分还有谐振腔,但谐振腔并不是必不可少的组成部分,谐振腔可使腔内的光子具有一致的频率、相位和运行方向,从而使激光具有良好的方向性和相干性。
它不但可以通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式,还能很好地缩短工作物质的长度,所以一般的激光器都具有谐振腔。
2.2激光器的工作物质
激光器的工作物质可以是固体、气体、半导体和液体等。
对激光工作物质的主要求是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现最大程度的粒子数反转,并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去。
所以要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。
2.2.1激励抽运系统
激励抽运系统是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。
根据工作物质和激光器运转条件的不同,可以采取不同的激励方式和激励装置,常见的有以下四种。
①光学激励,利用外界光源发出的光来实现粒子数反转的整个激励装置。
②气体放电激励,利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的,整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。
③化学激励。
是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的,通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。
④核能激励。
是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。
2.2.2光学共振腔
光学共振腔是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。
为激光器提供光学反馈能力,使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡;对腔内往返振荡光束的方向和频率进行控制,来保证输出激光具有一定的定向性和单色性。
2.3激光器的分类
根据工作物质物态的不同可以把所有的激光器分为以下几大类:
①固体激光器,这类激光器所采用的工作物质,是通过把能够产生受激辐射作用的金属离子掺入晶体或玻璃基质中构成发光中心而制成的;②气体激光器,体激光器利用气体或蒸汽作为工作物质产生激光的器件,在适当放电条件下,利用电子碰撞激发和能量转移激发等,气体粒子有选择性地被激发到某高能级上,从而形成与某低能级间的粒子数反转,产生受激发射跃迁。
;③液体激光器,这类激光器所采用的工作物质主要包括两类,一类是有机荧光染料溶液,另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液,其中金属离子起工作粒子作用,而无机化合物液体则起基质的作用;④半导体激光器,这类激光器是以一定的半导体材料作为工作物质而产生受激发射作用,其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入),在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间,通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转,从而产生光的受激发射作用;⑤自由电子激光器,这是一种特殊类型的新型激光器,工作物质为空间内周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束,只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射,原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域。
3、半导体激光器和固体激光器的工作原理及优缺点
3.1半导体激光器的原理及优缺点
半导体激光器是利用半导体物质在能带间跃迁发光,半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜,组成谐振腔,使光振荡、反馈、产生光的辐射放大,输出激光。
半导体激光器具有转换效率高、体积小、重量轻、可靠性高,能直接调制等优良特性,但它也是一种高功率密度并具有极高量子效率的器件,对于电冲击的承受能力很差,微小的电流变化都会导致光功率输出的极大变化和器件参数的变化,这些变化直接危及激光器的安全使用,同时半导体激光器对温度很敏感,环境温度的波动不仅能引起供给电流的波动,还会使激光器的阈值电流、量子效率、输出波长和输出功率发生很大的变化。
因而对半导体激光器控制器提出了更高的要求。
温度对激光器的影响主要有以下几个方面:
(1)温度对阈值电流的影响:
随着温度的升高将引起阈值电流的增大,使输出功率下降。
从而给控制器的设计带来困难。
(2)温度对V-I关系的影响:
当注入电流相等时,温度高的激光器对应的正向压降也大,这会给半导体激光器恒流源的设计带来困难。
(3)温度对输出波长的影响:
由于有源层材料的禁带宽度随温度升高而变窄,使激射波长向长波方向移动,即红移现象。
红移量与器件的结构和有源区材料有关,约为0.2~0.3nm/℃。
因此,可以用适当的温度控制来微调激光的峰值波长,以满足对波长要求严格的一些应用。
(4)温度对P-I曲线非线性的影响:
理想情况下,半导体激光器的P-I应该是线性曲线,PN结过热是产生非线性的原因之一。
除此之外,来自于有源区中横(侧)模的不稳定性,来自外部的反射光(如从连接器,尾纤端等部位)以及与光强有关的饱和等因素也能造成非线性。
不稳定性除了与激光器本身的结构有关外,还与温度有很大关系。
除此之外温度升高还会增加内部缺损,严重地影响器件的寿命,给应用带来很大困难。
如果不将所产生的热量移去,将造成一种恶性循环,使激光器很快失效。
所以工作温度对于激光器十分重要,必须给激光器提供恒定而且能够精密调整的工作温度,才能保证激光器具有最大的效率和最小的功率波动
。
3.2.固体激光器的工作原理及优缺点
在固体激光器中,由泵浦系统辐射的光能的经过聚焦腔,使在固体工作物质中的激活粒子能够吸收光能,形成粒子反转,通过谐振腔,从而输出激光。
固体激光器的主要优点:
(1)输出能量大,峰值功率高。
在固体激光器中由于中心粒子的能级结构,能够输出大能量,并且峰值功率高。
这个是固体激光器非常突出的优点。
(2)结构紧凑耐用,价格便宜。
和其他类型的激光器的结构逢场简单耐用,同时价格相对适宜。
(3)材料种类数量多,固体激光器的工作物质的种类非常多,到目前为止至少有一百多种,而且大有增大的趋势。
大量高性能的材料的出现,是固体激光器的性能进一步的提高。
固体激光器的主要缺点:
(1)温度的效益比较严重,发热量大输出能量大,峰值功率高,导致热效应十分明显,因此固体激光不得不配置冷却系统才能不过保证固体激光器的正常连续使用。
(2)温度的效益比较严重。
固体激光器的总体效率非常低,例如红宝石激光器的为百分之五至百分之一左右,YAG激光器的总体效率为百分之一至百分之二在最好的情况下可接近百分之三
。
4、全固态激光器
4.1全固态激光器简介
全固态激光器(DPL,Diode Pumped solid state Laser)是指以半导体激光器作为泵浦源的固体激光器,相对于只要求工作物质为固体激光材料的传统固体激光器,全固态激光器的激光工作物质、激励源等部分均由固体物质构成。
它集半导体激光器和固体激光器的优势于一体,具有体积小、重量轻、效率高、光束质量好、可靠性高、寿命长、运转灵便等一系列优点,已成为激光发展中最具前景的方向之一。
而且它可通过变频获得宽波段输出红外、可见、紫外甚至深紫外激光、便于模块化和电激励等应用优势,已经广泛应用于科研、医疗、工业加工军事等领域,成为新一代性能卓越的绿色、节能光源。
4.2 LD泵浦的全固态激光器的基本原理和基本结构
LD泵浦的全固态激光器用LD产生的波长与激光工作物质吸收波长相匹配的激光作为泵浦源,大大提高了激光器的功率。
工作物质的泵浦吸收谱线和已有大功率半导体激光器发射波长相匹配是构成半导体激光器泵浦的全固态激光器的必要条件。
为了使波长准确匹配,往往要对半导体激光器进行温控。
LD泵浦的全固态激光器又可以分为很多种类,比如连续的、脉冲的、调Q的、锁模的以及加倍频和频等非线性转换的。
工作物质形状一般有圆柱形、板条型。
LD泵浦可采用端面泵浦和侧面泵浦两种泵浦形式。
而这两种泵浦方式又可分别分为直接泵浦和光线耦合泵浦两种形式
。
4.3直接端面泵浦
直接端面泵浦装置简单,由激光二极管发出的泵浦光,经会聚透镜系统会聚到工作物质上,泵浦光与谐振腔模匹配良好,工作物质对泵浦光吸收十分充分。
因而阈值功率低,斜效率高。
激光二极管发出的激光可近视看作在x和y方向具有不同腰斑半径的高斯光束,特殊设计的会聚透镜系统将其转换为在x、y方向对称,截面小于谐振腔基膜束腰的光速进入增益介质,以求与腔模空间最大限度的交叠。
固体工作物质输入端M1为部分反射镜,位于工作物质输出端。
M
、M
构成全固态激光器是谐振腔。
图4.1为半导体激光器直接端面泵浦的全固态激光器示意图。
图4.1半导体激光器直接端面泵浦的全固态激光器示意图
4.4直接侧面泵浦
要得到更大功率的激光输出,须采用半导体激光列阵作泵浦源。
由于列阵发光面积大,采取侧面泵浦的方式更为合适。
图4.2为直接侧面泵浦的板条式全固态激光器示意图。
在全固态激光器工作物质的一侧放半导体激光器阵列,另一侧放全反镜将泵浦光反馈集中到工作物质中,在有效长度内,工作物质皆可直接吸收到由激光二极管发射的泵浦光,如果泵浦光的模式较好,泵浦光基本上全部被耦合到工作物质中,耦合损失很小,从而较易获得大功率输出。
而且,泵浦光的模式与产生的振荡光的模式关系密切,匹配效果较好,工作物质对泵浦光利用率也高。
激光在工作物质中通过侧面全反射传输,使它经过增益介质的有效长度大于外形长度,从而获得大功率输出。
但是侧面泵浦也有不足。
它的激光最大输出功率受到端面的限制,端面较小时只能用单元的激光二极管作泵浦原,使泵浦光的最大功率受到局限。
而用半导体激光阵列作泵浦原,则很难保证泵浦光的模式优良,且耦合损失较大,降低了效率,而输出光的质量也会受到严重影响。
图4.2直接侧面泵浦的板条式全固态激光器示意图
4.5光纤耦合泵浦
为了提高泵浦光的质量,提高激光器的效率和输出光束的质量,人们发展了光纤耦合的泵浦方式。
光纤耦合泵浦是指通过光纤将LD输出的激光送到工作物质上,这种结构有几个明显的优点:
光纤的输出光束呈圆形分布;有助于离激光器光学元件较远的激光二极管的散热。
另外,这种方法在更换泵浦原时也较简便。
目前光纤耦合的泵浦结构在大功率LD泵浦的全固态激光器中应用很广泛
。
4.6影响全固态激光器效率的因素及解决途径
激光发展初期,曾全力以赴提高输出功率。
但很快发现,在很多重要应用场合,亮度比输出功率更为重要。
因为激光的亮度与功率P成正比,与光束质量因子
的4次方成反比。
因此,受不良热效应的影响,在某一功率水平下,随输出功率继续增加,由于光束质量降低,激光的亮度不增反而下降。
这是长期困扰科技界的一个难题。
自1960年第一台激光器—气体放电灯抽运的固体激光器诞生起,人们就在与伴随激光而产生的有害热效应进行着不懈的斗争。
这是一个已经取得了重大成果,但又没有完全解决的棘手问题。
归纳起来,进行了3方面的工作:
(1)减少进入工作介质的无用热,这是最根本也是最希望采用的方法。
已采用掺杂滤光液、吸热玻璃套、介质膜聚光腔、钾铆灯和激光二极管(LD)抽运等。
其中采用LD抽运是迄今为止减少进人固体激光器无用热最有成效的一种方法。
相对于传统灯抽运而言,LD抽运的固体激光器(DPSSIJ)中的元部件都是“固态的”,因此又称为全固态激光器。
采用LD抽运大大减轻了固体激光器中的无用热,但并没有完全消除。
如果能够完全消除无用热,那么固体激光器的光束质量和输出平均功率将有极大的提高。
可惜,迄今还没有找到这样的方法。
全固态激光器中的无用热主要来源于工作介质中的“量子缺陷”。
因此,可以从以下几方面着手以期避免或减小量子缺陷带来的无用热:
(1)在现有的四能级系统中采用低热抽运途径,例如直接抽运、热助推等;
(2)采用准三能级系统,其中最有名的是Yb:
YAG。
Yb:
YAG的吸收带在941nm,而激光跃迁在1029nm,量子缺陷小,产生的无用热小于10%。
若只考虑量子缺陷,在同样输人功率下,Yb:
YAG中产生的无用热只有Nd:
YAG中的1/4。
但它的终端能级在基态上仅约600cm
,阈值高,室温下的再吸收不容忽视,对冷却、抽运功率密度、均匀性等都有很高的要求;(3)希望发展新型的工作介质(比如能实现辐射平衡),从根本上避免无用热的产生;另外,还在研究利用非线性效应(例如光参量放大)进行功率放大,因为它不是基于能级跃迁,从理论上说可以避免无用热的产生。
(2)用最有效、不良影响最小的方法导出无用热。
如果不能完全阻止在工作介质中造成的无用热,那么就应该采用最有效、不良影响最小的方法导出这些无用热。
也就是说,散热效率应尽可能高(否则在高平均功率时,冷却系统将会很庞大),同时还应该尽力避免由于散热造成或加大工作介质中的畸变。
可以采用气体、液体、混合液、高速湍流、热管、传导冷却、微通道冷却等对工作介质散热。
采用这些方法已能满足很多应用需要,但不良影响很小的有效散热仍然是当前超高平均功率激光发展的一大障碍,亚待技术上有创新性的突破。
(3)减少、补偿无用热造成的不利影响。
最后,上述措施都未能避免的有害热影响将造成激光光束质量下降、输出功率受限、甚至工作介质破坏等不良影响。
研究人员在减少、补偿这些不良影响方面做了大量工作,取得了丰硕的成果:
(l)优化抽运结构设计,在工作介质中实现均匀的增益分布,这是获得高效率、高光束质量激光的基础;
(2)使冷却造成的热流与激光方向一致,以减小热畸变对光束质量的影响:
(3)合理设计工作介质的几何形状,以利于有效散热,例如采用管状、板条、盘片、光纤等;(4)采用退偏补偿、损耗再利用等提高输出功率;(5)设计合理的腔型以补偿热影响。
在中小输出功率下可以通过腔型设计获得单纵模、单横模、较高平均功率的高光束质量激光;(6)采用热容工作模式、压应力设计等提高工作介质抗热应力破坏阈值;(7)合理设计掺杂浓度、抽运强度和分布等以减小热梯度。
(8)采用受激布里渊散射(SBS)相位共扼镜、变形镜等校正光束畸变。
上述各项技术是在克服固体激光器中有害热发展起来的,其中有的已被更有效、更先进的技术所取代,有的至今仍在使用,而且不断有新的进展。
为进一步减少无用热造成的不利影响以满足对激光性能日益增长的要求,全固态激光的工作模式(如采用热容工作模式)、工作介质的几何形状(如采用盘片、光纤)都有了新的、甚至是革命性的变化,发展了多种有效的实用技术
。
5、全固态激光器的优点及应用
5.1全固态激光器的优点
全固态激光器兼备了半导体激光器和普通固态激光器的双重优点,并相互弥补了彼此的缺点,和闪光灯泵浦固态激光器以及LD自身相比,其优点主要表现在以下几个方面:
(1)与闪光灯泵浦固态激光器相比,全固态激光器最突出的优点是它的转换效率高。
固态激光器的电-光转换效率可以分解为:
(1-1)
其中
,是泵浦光汇聚的效率,
是光谱匹配效率,
是泵浦光和激光的模体积匹配效率,
是量子效率。
一般闪光灯发射的都是连续光谱,能量分散,聚光效率
和光谱匹配效率
都很低,只有不到十分之一的能量可被激光晶体吸收,造成固态激光器的效率只有百分之几;绝大部分灯泵能量不仅没有转化为激光输出,还给器件造成了很大的热负载,严重影响激光器的输出功率以及光束质量。
而LD作泵浦源,其工作波长非常窄(典型值为±5nm),在制造时可以调节好,使它能很好地和晶体的吸收峰相对应,甚至使用时还可以通过调节LD的工作温度对输出波长进行微调,所以光谱匹配效率
明显提高。
再有,通过耦合系统设计,可以使LD的光斑很好地与激光模式相匹配,提高模体积匹配效率
,从而使光-光转换效率能够达到50%以上,整机效率比灯泵固态激光器高出了一个量级。
(2)寿命长是全固态激光器相比于闪光灯泵浦固态激光器的又一大优势。
固态激光器的寿命主要取决于泵浦源的寿命,闪光灯的寿命一般仅为300到1000小时,脉冲工作的氖闪光灯的寿命也只有100万次到1000万次,需要定期更换。
而LD的寿命现在已达到了几万小时甚至更长,这样使LDPSSL性能更加可靠,减少了维护费用。
(3)全固态激光器整个系统体积比闪光灯泵浦激光系统小得多。
与闪光灯相比较,LD自身产生的热量要少的多,泵浦时给激光增益介质带来的热负载也小得多,这大大降低了对电源和冷却系统的要求,减少了机械噪声,使全固态激光器设计得到简化,而且提高了全固态激光器工作的稳定性。
(4)全固态激光器比闪光灯泵浦固态激光器的光束质量高。
灯泵浦时注入的大部分能量都转换成了热能,造成激光晶体不可消除的热透镜效应,使激光光束质量变差。
而LD泵浦时,激光的高转换效率减少了激光晶体的热透镜效应,因此,大大改善了激光器的输出光束质量,甚至可以使全固态激光器产生接近衍射极限的TEM
模激光。
(5)与LD自身相比,全固态激光器的显著优点是光谱特性好,在连续光运转条件下可以实现单频输出。
连续光运转激光器的线宽可根据Schawlow-Townes方程:
(1-2)
其中
是光谱线宽,
是腔内光子寿命,
是光子能量,P是输出功率。
从(1-2)式中可以看出,
与
的平方成反比。
而
与激光谐振腔的腔长成正比,只要腔长充分长,
就会非常大,
就可以足够小。
LD自身的腔长(只有100
左右)一般要比,LDPSSL的小三个数量级所以它的线宽比LDPSSL大6个量级。
虽然可以通过外腔LD来减小线宽,但复杂性会增加很多。
(6)全固态激光器的峰值功率远远高于LD自身的峰值功率。
固体增益介质的上能级寿命比LD材料的上能级寿命长,储能能力强,因此可以从全固态激光器获得很高的输出功率,进一步通过腔结构调节和锁模等手段,可以使全固态激光器实现峰值功率非常高的脉冲输出。
(7)全固态激光器的光束质量比LD自身好得多。
LD的输出光束是由半导体发光面决定的,发光面不能缩到很小,所以LD的光束发散角较大;而全固态激光器的输出光束取决于谐振腔的结构,合理设计腔结构可以使全固态激光器的光束质量接近理论极限(
)。
此外,单条LD远场光斑呈椭圆形,LDA远场呈多叶片形状;而全固态激光器的输出光斑多是圆形的基横模,所以亮度比LD大得多。
由于LD自身的一些限制,虽然LD直接输出的功率已达到kW量级,却很少直接将LD应用于工业上。
而全固态激光器正是具备了上述这些优点,使它在国民经济发展、军事以及科研等领域有着广阔的应用前景和很大的市场潜力,如信息存储与传输、微加工、医疗器械、航空航天、基础科学研究、激光武器等等
。
5.2全固态激光器的应用
半导体激光泵浦的全固态激光器是20世纪80年代末期出现的新型激光器。
全固态激光器的总体效率至少要比灯泵浦高10倍,由于单位输出的热负荷降低,可获更高的功率,系统寿命和可靠性大约是闪光灯泵浦系统的100倍,因此,半导体激光器泵浦技术为固体激光器注入了新的生机和活力,使全固态激光器同时具有固体激光器和半导体激光器的双重特点,它的出现和逐渐成熟是固体激光器的一场革命,也成为了固体激光器的发展方向。
并且,它已渗透到各个学科领域,例如:
激光信息存储与处理、激光材料加工、激光医学及生物学、激光通讯、激光印刷、激光光谱学、激光化学、激光分离同位素、激光核聚变、激光投影显示、激光检测与计量及军用激光技术等,极大地促进了这些领域的技术进步和前所未有的发展。
这些交叉技术与学科的出现,大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。
全固态激光器是其应用技术领域中关键的、基础的核心器件。
因此一直倍受关注。
近年来,由于大功率半导体激光器迅速发展,促成全固态激光器的研发工作得以卓有成效地展开,并取得了诸多显赫成果。
已经确认,传统灯泵浦固体激光器的赖以占据世界激光器市场主导地位的所有运转方式,均可以通过半导体激光器泵浦成功地加以实现。
通常应用在激光打标机、激光划片机、激光切割机、激光焊接机、激光去重平衡、激光蚀刻等系统中。
由于全固态激光器具有高光电转换效率、高功率、高稳定性、高可靠性、寿命长、体积小等优势,采用全固态激光器已成为激光加工设备的趋势和主流
(一)国外发展概况
目前,美国、日本、德国3个国家激光产业的发展代表了当今世界激光产业发展的趋势。
日本在光电子技术方面占首位,在激光医疗及激光检测方面,美国占首位,而在激光材料加工。
设备方面则是德国占首位。
半导体激光泵浦的全固态激光器已是工业用激光设备的核心器件,也可以单独作为激光器应用。
目前,国外千瓦级全固态激光器系统已有诸多报道,休斯航天航空实验室的研究人员们用侧面泵浦棒状Yb:
YAG晶体获得了0.95kW的大功率输出。
日在2005年实现输出平均功率大于等于10kW,电光效率大于等于20%的高功率全固态激光器。
国外工业发达国家,全固态激光器已开始成为工业用标准激光器。
据文献报道:
国外全固态激光器商品级单腔输出激光功率1.1kW,最高输出功率6KW以上。
ROFIN公司已有千瓦级大功率全固态激光器及系统;相干公司、光谱物理公司Lightwave electronics公司等都有多品种、多系列的全固态激光器出售。
美国Lee Laser是世界一流的高功率50~100W 532nm绿激光的生产商,产品广泛应用于原晶的激光加工和处理。
总体来说,国外全固态激光器技术及应用设备工程化水平高,产品已趋向成熟。
在大功率全固态红色激光器问世后,大功率全固态蓝、绿激光器的相继问世,为彩色激光电视的发展奠定了基础。
微电子技术及精密加工技术的发展使得激光大屏幕显示技术走向实用化。
俄罗斯、美国、德国等相继成功开发了高功率激光显示系统、激光电视、激光数字影院等。
高功率激光显示系统的功率已达到20W的水平,显示图像的面积大于10m
。
随着技术的发展,全固态激光器的输出功率还将越来越大;另一方面,为了适应激光电视的发展,全固态激光器的体积将越来越小。
当前激光电视正进产业化的前期,产业化的高潮即将兴起。
全固态紫外激光器的发展和应用是当前国内外最引人关注的亮点之一,全固态紫外激光器与传统的准分子紫外激光器相比较,具有体积小、效率高、寿命长、光束质量好、无毒、不需要更换特殊气体、价格便宜等许多优点,在国外,全固态紫外激光器已成为激光划片、微细钻孔等微电子加工的最理想激光源。
近几年,美国、德国、特别是日本都在加大力量发展全固态紫外激光器,特别是中大功率全固态紫外激光器的开发应用。
由于1064nm或532nm波长激光对材料的加工主要是产生气化或熔融等热作用,所以加工出的产品往往很难达到精细、光滑,甚至有些材料(如陶瓷、硅片等)在加工时会引起碎裂,因此,全固态紫外激光器在激光微加工、激光精密加工有着广泛推广应用的趋势。
目前国外工业发达国家,全固态紫外激光器已开始成为工业用标准激光器。
据文献报道:
日本M.Nishioka公司已研发出40W的266nm全固态紫外激光器;三菱公司也在市场上推出了18W 355nm 25kHz全固态紫外激光器产品;另外相干公司的AVIV系列激光器已做到在266nm,30kHz时,平均功率大于3W,在355nm,40kHz时,平均功率大于10W;光谱物理公司的YHP-series系列激光器也达到在266nm,20kHz时,平均功率大于1.5W,在355nm,20kHz时,平均功率大
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- 固态 激光器 及其 优越性