且受激辐射发出的光子与外来光子的频率、发射方向、偏振态和相位完全相同。激光的产生主要依赖受激辐射过程。图1-2光与物质作用的受激辐射过程激光器主要由工作物质、谐振腔、泵浦源组成。工作物质主要提供粒子数反转。泵浦过程使粒子从基态E1抽运到激发态E3、E3上的粒子通过无辐射跃迁,该过程粒从高能机级跃迁到低能级时能量转变为热能或晶格振动能,但不辐射光子,迅速转移到亚稳态E2。E2是一个寿命较长的能级,这样处于E2上的粒子不断积累,E1上的粒子,又由于抽运过程而减少,从而实现E2与E1能级间的粒子数反转。图1-3三能级系统示意图激光产生必须有能提供光学正反馈的谐振腔。处于激发态的粒子由于不稳定性而自发辐射到基态自发辐射产生的光子各个方向都有偏离轴向的光子很快逸出腔外只有沿轴向的光子部分通过输出镜输出部分被反射回工作物质在两个反射镜间往返多次被放大形成受激辐射的光放大即产生激光。1.2半导体泵浦激光器的应用国内半导体泵浦固体激光器市场化水平已经达到数百瓦,实验室水平已经达到千瓦级。在应用上,大功率半导体泵浦固体激光器以材料加工为主,包括了常规的激光加工:主要是材料加工,如激光标记、激光焊接、激光切割和打孔等,结构紧凑、性能良好、工作可靠的大功率半导体泵浦固体激光打标机产品系列已经在国内得到了规模应用,在国外,千瓦级的半导体泵浦固体激光器已有产品,德国、美国汽车焊接就已经用到了千瓦级半导体泵浦固体激光焊剂机,在原理和技术方案上半导体泵浦固体激光器定标到万瓦都是可行的,主要受限于成本和市场需求的限制。二倍频半导体泵浦固体激光器在微电子行业、三倍频半导体泵浦固体激光器在激光快速成型领域都得到了广泛应用。除材料加工外,大功率半导体泵浦固体激光器还可以用于同位素分离(二倍频、绿光)、激光核聚变、科学研究、医疗、检测、分析、通讯、投影显示以及军事国防等领域,具有极其重要的应用价值。
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