【全固态激光器】是一种基于半导体激光二极管(LD)泵浦的激光设备,相较于传统的惰性气体灯泵浦的固体激光器,全固态激光器具有显著的优势。自1960年第一台固体激光器由梅曼通过脉冲氙灯激发红宝石晶体发明以来,激光技术经历了长期的发展。尽管惰性气体灯泵浦的固体激光器在功率输出、光束质量和介质寿命方面表现出色,但其电光转换效率低、辐射谱宽、激光效率不高、紫外线辐射影响介质寿命、红外辐射导致热效应和冷却系统庞大等问题始终存在。
1962年,半导体激光器的出现为激光技术开启了新的篇章,但早期的LD在效率和稳定性上并不理想,直到80年代,随着晶体生长技术和量子阱结构的改进,LD的性能大幅提升,成为全固态激光器的理想泵浦源。90年代以来,大功率LD的发展和激光器整体设计的优化,推动了全固态激光器的实用化和商业化进程。
全固态激光器的主要优点包括:
1. 结构紧凑、稳定:采用LD泵浦的全固态激光器体积小,密封性能好,适应各种严苛环境,如航空、航天等领域。
2. 高效率:LD的外量子效率高,其波长与介质吸收峰匹配,光-光转换效率显著提高,且降低了冷却需求,降低了技术噪声。
3. 长寿命:LD泵浦的激光器寿命可达10万小时以上,远超灯泵浦的400小时左右。
4. 波长多样:通过不同激光晶体和频率变换技术,可实现多种波长输出,甚至双波长、可调谐等功能。
全固态激光器在工业加工、科研、医疗、军事等领域有着广泛应用,例如激光切割、焊接、精密测量、激光手术、激光武器等。对比灯泵浦,二极管泵浦方式的转换效率更高,更匹配激光介质的吸收谱,从而提升了激光器的整体性能和可靠性。
未来,全固态激光器将持续发展,不仅在现有应用领域深化,也可能催生新的技术突破和应用市场,成为激光技术的重要发展方向。