什么是固体激光器

　　1960年《纽约时报》首先披露，梅曼成功制成了世界上第一台红宝石激光器，他以闪光灯的光线照射进一根手指头大小的特殊红宝石晶体，创造出了相干脉冲激光光束，这一成果让世界为之震惊。世界第一台激光器就是从这台固体激光器开始的。

 

　　什么是固体激光器

 

　　固体激光器中，由抽运系统辐射的光能，经过聚焦腔，使在固体物质中工作的激活粒子能够有效的吸收光能，让工作物质中形成粒子数反转，通过谐振腔，从而输出激光。

 

　　固体激光器的基本结构如下图所示（部分结构未画出）。固体激光器主要由工作物质、抽运系统、聚光系统、光学谐振腔和冷却系统等五个部分组成。

 

　　工作物质是激光器的核心，是由激活粒子（均为金属）和基质两部分组成，激活粒子的能级结构决定了激光的光谱特性和荧光寿命等激光特性，基质主要决定了工作物质的物化性质。

 

　　抽运源为工作物质中上下能级间的粒子数反转提供能量。抽运光源需要满足两个条件：有很高的发光效率和辐射光的光谱特性应与工作物质的吸收光谱相匹配。

 

　　聚光腔的作用有两个：一个是将抽运源与工作物质有效的耦合；另一个是决定物质上抽运光密度的分布，影响到输出光束的均匀性、发散度和光学畸变。工作物质和抽运源都安装在聚光腔内，因此聚光腔的优劣直接影响抽运的效率及工作性能。

 

　　光学谐振腔是由全反射镜和部分反射镜组成，是固体激光器的重要组成部分。光学谐振腔除了提供光学正反馈维持激光持续振荡以形成受激发射，还对振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光的单色性和定向性。

 

　　冷却和滤光系统是固体激光器不可或缺的辅助装置。由于激光器在工作时发热明显，冷却系统主要是对工作物质、抽运系统和聚光腔进行冷却，起到保护激光器的作用。而滤光系统起到将部分抽运光和其他干扰光过滤掉的作用，保证输出激光的单色性。