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什么叫脉冲激光器、连续激光器、QCW准连续激光器的区别

什么叫脉冲激光器、连续激光器、QCW准连续激光器?分不清楚,今天来讲讲。再讲讲各自的应用场合


激光器从运行上分为连续激光器和脉冲激光器。


     脉冲激光器是指单个激光脉冲宽度小于0.25秒、每间隔一定时间才工作一次的激光器,它具有较大输出功率,适合于激光打标、切割、测距等。常见的脉冲激光器有固体激光器中的钇铝石榴石(YAG)激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器等,还有氮分子激光器、准分子激光器等。调Q和锁模是得到脉冲激光的两种最常用的技术。


脉冲产生方式

1、Q开关方式:在Q-开关,粒子数反转被引入内部的谐振器(即Q开关),该效应能造成品质因数的减少,即所谓“Q空腔”。然后,存储在激光介质中的泵浦能量接近水平后,迅速除去引入的损失机制(通常是电或声光元件),增益介质中存储的能量瞬间释放,产生高的峰值功率。[1]


2、锁模方式:A模式锁定激光器在几十皮秒至小于10飞秒的时间内按顺序发射极短的脉冲。这些脉冲需要在一个往返行程包含的谐振器之间的反射镜的中完成。如此短的时间内,脉冲的时间由于傅立叶限制(也称为能量-时间不确定性),具有在一个相当大的带宽的频谱扩展。因此,这样的增益介质必须有足够广泛,以扩大这些频率的增益带宽。一个合适的材料的一个例子是人工生长的掺钛蓝宝石(Ti:蓝宝石),它具有很宽的增益带宽,因此可以产生只有几飞秒的持续时间的脉冲。


    这种锁模激光器是科学上的通用工具,能够最大限度地发挥非线性光学材料的效应(例如,产生二次谐波,研究过程发生在极短的时间尺度(飞秒物理,飞秒化学和超快科学)下变频,光参量振荡器等)


3、脉冲泵浦方式:实现脉冲激光操作的另一种方法,是泵浦源本身是脉冲。如闪光灯,或其他脉冲激光。在历史上使用的染料激光器的染料分子粒子翻转的寿命很短,需要高能量,快速脉冲泵浦。使用闪光灯时,一般使用大电容来产生强烈的闪光。这些激光器有准分子激光器,铜蒸气激光器等。他们不能运行在连续模式。


    连续激光器就是连续出光的激光器,也就是有稳定的工作状态,即是稳态。连续激光器中各能级的粒子数及腔内辐射场均具有稳定分布。其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出,可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行,以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器,均属此类。由于连续运转过程中往往不可避免地产生器件的过热效应,因此多数需采取适当的冷却措施。


    准连续激光器(QCW)也叫长脉冲激光器,产生ms量级的脉冲,占空比为10%。这使得脉冲光具有比连续光高十倍以上的峰值功率,对于钻孔等应用来说非常有利。根据脉宽可将重复频率调制达500Hz。


举个例子可能比较好理解这些激光器一些:

用钉钉子来打一个比方:大头钉是用手来直接按进去,这是连续;水泥钉,用锤子一锤一锤砸进去,这是脉冲;钻孔的时候,钻头连续钻10秒,休息一秒,再又连续钻10秒,再休息一秒,这叫准连续。


最后总结一下:

脉冲激光器可以用于打标、切割、测距、核聚变

连续激光器可以用于切割、焊接、熔覆

QCW准连续激光器多用于钻孔。

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