激光天博体育app是指将能量引入激光系统以产生种群反转，在这种情况下，激发态的原子或分子多于基态。这增加了刺激光的发射的可能性并使激光发生。

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根据激光类型，可以通过各种方法来实现天博体育app，包括光学天博体育app，电气天博体育app和化学天博体育app。无论使用哪种天博体育app方法，实现激光作用的关键是在增益培养基中产生种群反转。这是因为激光作用基于爱因斯坦首先描述的刺激发射的过程。当传入的光子刺激增益培养基中的激发原子或分子以排放相同波长和相位的第二个光子时，就会发生这种情况。 

此扩增过程产生相干的光，并且具有单个波长和方向。但是，受刺激发射的激发粒子的概率在很大程度上取决于有多少激发粒子。因此，您需要以激发状态比基态更多。否则，其他机制将占主导地位，而天博体育app的能量将以热或随机光（自发发射）而丢失。跨界点有时称为抽水阈值。

让我们看一下最常见类型的天博体育app器的工作方式。

天博体育app类型通常由其选择增益培养基进行分类。这实际上是将泵能量转换为天博体育app光的材料。增益培养基可以是固态晶体或玻璃，半导体芯片，气体等离子体或液体。

 

光学抽水固态天博体育app器

在光学泵中，激发灯必须具有与增益介质的吸收光谱相匹配的天博体育app。当增益培养基吸收激发光时，其电子被提升为较高的能级，从而导致种群反转。 

光泵是天博体育app固态激光器的最常见方法，其中增益介质是一块玻璃或晶体。多年来，激发灯一直由强烈的闪光灯提供，这些闪光灯是发出短爆发的高强度光源。闪光灯通常会发出强烈的白光，然后将其聚焦在增益介质上。有史以来的第一个激光是这种类型的固态激光器：一种由闪光灯天博体育app的红宝石激光器。

 

二极管泵式固态（DPSS）天博体育app

不幸的是，闪光灯在广泛的波长中产生光，但是固态增益培养基通常仅在一个或多个非常特定的波长下吸收。因此，来自闪光灯的大多数能量最终都会以热量形式出现。这需要积极的水冷却。它还限制了调节天博体育app功率而不会破坏输出光束质量的能力，这是由于称为热透镜的问题。

通过用电气天博体育app的二极管激光器，半导体芯片代替闪光灯，可以找到减少此加热问题的解决方案 - 见下文。二极管激光器的设计仅在已知固态增益培养基吸收光的波长处产生光。这种类型的激光毫不奇怪地称为a二极管天博体育app的固态（DPSS）激光.

 

其他激光器的光学天博体育app

在染料激光器中，增益培养基为液体形式：含有荧光染料的溶剂。这些激光器是光学天博体育app的，有时是另一个激光器，有时是闪光灯。由于其波长可调性，染料激光始终是一项较小的技术，以前在科学研究中使用。但是，如今，大多数需要波长调整的应用都将基于钛的固态替代方案转移到了基于钛的固态替代方案：蓝宝石（TI：S）或Ytterbium增益培养基。但是，偶尔在少数小众应用中（例如碎石液）中使用的脉冲染料激光器偶尔使用。

钛：蓝宝石天博体育app是固态激光器，其中增益培养基是用钛离子掺杂的蓝宝石晶体。这些激光器通过某种类型的绿色激光光学地天博体育app。它们在科学中被广泛使用，因为它们的广泛波长范围激光器支持需要简单可调性的应用，例如荧光显微镜和流式细胞术。它还可以使脉冲操作的脉冲作用长达一些飞秒，使用称为模式锁的方法。

其他激光器使用二极管激光器的光学天博体育app，包括ytterbium掺杂的玻璃和掺杂的纤维，以及基于与其他稀有地球金属掺杂的纤维的激光器。

 

气体天博体育app器的电泵

电泵是激光天博体育app的另一种方法；它涉及将电流通过增益培养基激发原子或分子。这是几乎所有气体激光器中使用的天博体育app机制，在该激光器中，通过低压气体的电流会产生等离子体。

电气泵用于电源准分子天博体育app器。这些是强大的气体天博体育app器，它们发出具有非常高脉冲能量的深紫外线脉冲。准分子天博体育app器的独特性能制度是制造中几个关键过程的关键高性能显示，包括基于OLED和最新的微ol技术的|。准分子天博体育app器也用于折射眼镜程序（例如，lasik）用于纠正视力问题。此外，它们已成为许多新兴的脉冲天博体育app沉积（PLD）应用中的主力天博体育app源。

连续波（CW）燃气天博体育app器，例如氩离子天博体育app器和氦云天博体育app是依赖电泵的出色示例，一次依赖于需要可见波长的天博体育app应用。尽管他们产生了高质量的光束，但波长有限，并且电效率极低，这意味着它们只是当今的利基产品。现在，它们以前的应用通常由半导体天博体育app器，DPSS天博体育app器或光泵的半导体天博体育app器（OPSL）提供服务 - 见下文。

 

半导体天博体育app器的电泵

电泵仪通常用于二极管天博体育app器，通常也称为半导体天博体育app器，在该天博体育app器中使用P-N连接来创建种群反转。 P-N连接是两种类型的半导体之间的边界，在该半导体中，P型半导体具有过量的带正电荷的孔，并且N型半导体具有过量的带负电荷的电子。当跨P-N连接施加电压时，将电子和孔注入半导体中，从而形成种群反转并导致天博体育app光。 

二极管激光器的小尺寸和相对较低的成本意味着今天它们是迄今为止使用电气天博体育app的最常见的激光类型。然后，二极管激光器本身被广泛用于天博体育app其他激光类型. 高功率二极管天博体育app器也直接用于塑料焊接和金属覆层/硬化等应用中。

 

光学天博体育app半导体激光器

这使我们成为一种重要而独特的激光类型，称为光天博体育app育app育app半导体激光器或OPSL。该激光器包括一种特殊类型的半导体芯片，它不是用电力天博体育app育app育app，而是由一个或多个二极管激光器的光天博体育app育app育app。 OPSL具有几个独特的优势。它的半导体细节可以针对近红外光谱的各个部分的任何特定波长设计。然后，近红外波长可以将频率加倍至可见的甚至频率划分以传递紫外线输出，从而以无与伦比的波长选择提供模型。同样重要的是，输出功率可以从几毫米缩放到多达20瓦。 

OPSL的示例包括Verdi, 蓝宝石, Genesis，obis来自Coohrent的天博体育app家族。这些天博体育app被广泛用于生命科学，特别是用于流式细胞仪和共聚焦显微镜。 OPSL也用于壮观的多色天博体育app灯显示，因为它们比任何其他天博体育app类型都可以启用更广泛的颜色调色板。 

 

化学抽水

化学泵化是一种很少使用的激光天博体育app方法，它涉及使用化学反应在增益培养基中产生种群反转。化学天博体育app用于非常专业的气体激光器，其中使用化学反应来激发气体中的原子或分子。最常见的化学天博体育app方法是化学激光器中氢气和氟气体的燃烧，从而导致种群反转和激光。

 

摘要

总而言之，激光天博体育app是生产激光系统中相干，高强度光的关键过程。无论是通过光学，电气还是化学方法实现，激光天博体育app的关键是增益培养基中种群反转的产生，这允许刺激的发射和激光的产生。