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什么叫脈沖激光器、連續激光器、QCW準連續激光器的區別

什么叫脈沖激光器、連續激光器、QCW準連續激光器?分不清楚,今天來講講。再講講各自的應用場合


激光器從運行上分為連續激光器和脈沖激光器。


     脈沖激光器是指單個激光脈沖寬度小于0.25秒、每間隔一定時間才工作一次的激光器,它具有較大輸出功率,適合于激光打標、切割、測距等。常見的脈沖激光器有固體激光器中的釔鋁石榴石(YAG)激光器、紅寶石激光器、釹玻璃激光器等,還有氮分子激光器、準分子激光器等。調Q和鎖模是得到脈沖激光的兩種最常用的技術。


脈沖產生方式

1、Q開關方式:在Q-開關,粒子數反轉被引入內部的諧振器(即Q開關),該效應能造成品質因數的減少,即所謂“Q空腔”。然后,存儲在激光介質中的泵浦能量接近水平后,迅速除去引入的損失機制(通常是電或聲光元件),增益介質中存儲的能量瞬間釋放,產生高的峰值功率。[1]


2、鎖模方式:A模式鎖定激光器在幾十皮秒至小于10飛秒的時間內按順序發射極短的脈沖。這些脈沖需要在一個往返行程包含的諧振器之間的反射鏡的中完成。如此短的時間內,脈沖的時間由于傅立葉限制(也稱為能量-時間不確定性),具有在一個相當大的帶寬的頻譜擴展。因此,這樣的增益介質必須有足夠廣泛,以擴大這些頻率的增益帶寬。一個合適的材料的一個例子是人工生長的摻鈦藍寶石(Ti:藍寶石),它具有很寬的增益帶寬,因此可以產生只有幾飛秒的持續時間的脈沖。


    這種鎖模激光器是科學上的通用工具,能夠最大限度地發揮非線性光學材料的效應(例如,產生二次諧波,研究過程發生在極短的時間尺度(飛秒物理,飛秒化學和超快科學)下變頻,光參量振蕩器等)


3、脈沖泵浦方式:實現脈沖激光操作的另一種方法,是泵浦源本身是脈沖。如閃光燈,或其他脈沖激光。在歷史上使用的染料激光器的染料分子粒子翻轉的壽命很短,需要高能量,快速脈沖泵浦。使用閃光燈時,一般使用大電容來產生強烈的閃光。這些激光器有準分子激光器,銅蒸氣激光器等。他們不能運行在連續模式。


    連續激光器就是連續出光的激光器,也就是有穩定的工作狀態,即是穩態。連續激光器中各能級的粒子數及腔內輻射場均具有穩定分布。其工作特點是工作物質的激勵和相應的激光輸出,可以在一段較長的時間范圍內以連續方式持續進行,以連續光源激勵的固體激光器和以連續電激勵方式工作的氣體激光器及半導體激光器,均屬此類。由于連續運轉過程中往往不可避免地產生器件的過熱效應,因此多數需采取適當的冷卻措施。


    準連續激光器(QCW)也叫長脈沖激光器,產生ms量級的脈沖,占空比為10%。這使得脈沖光具有比連續光高十倍以上的峰值功率,對于鉆孔等應用來說非常有利。根據脈寬可將重復頻率調制達500Hz。


舉個例子可能比較好理解這些激光器一些:

用釘釘子來打一個比方:大頭釘是用手來直接按進去,這是連續;水泥釘,用錘子一錘一錘砸進去,這是脈沖;鉆孔的時候,鉆頭連續鉆10秒,休息一秒,再又連續鉆10秒,再休息一秒,這叫準連續。


最后總結一下:

脈沖激光器可以用于打標、切割、測距、核聚變

連續激光器可以用于切割、焊接、熔覆

QCW準連續激光器多用于鉆孔。

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