雷射脈衝

雷射（英語：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，縮寫為LASER，或laser），港澳地區稱“雷射”、“雷射”，台灣省稱“雷射”，是指通過受激輻射而產生，放大的光，即受激輻射的光放大。特點是單色性極好，發散度極小，亮度（功率）可以達到很高。產生雷射需要“激發來源”，“增益介質”，“共振結構”這三個要素。

基本介紹

• 中文名：雷射脈衝
• 外文名：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
• 縮寫為：LASER
• 港澳地區稱：“雷射”、“雷射”

定義

脈衝

就是隔一段相同的時間發出的波（電波/光波等等）等機械形式。

雷射脈衝

指的是脈衝工作方式的雷射器發出的一個光脈衝，簡單的說，好比手電筒的工作一樣，一直合上按鈕就是連續工作，合上開關立刻又關掉就是發出了一個“光脈衝”。用脈衝方式工作有它的必要性，比如傳送信號、減少熱的產生等。雷射脈衝能做到特別短，譬如“皮秒”級別，就是說脈衝的時間為皮秒這個數量級——而1皮秒等於一萬億分之一秒。

發展歷史

雷射的原理早在1916年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發現，但直到1960年雷射才被首次成功製造。雷射是在有理論準備和生產實踐迫切需要的背景下應運而生的，它一問世，就獲得了異乎尋常的飛快發展，雷射的發展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生，而且導致整個一門新興產業的出現。雷射可使人們有效地利用前所未有的先進方法和手段，去獲得空前的效益和成果，從而促進了生產力的發展。

雷射能夠定向發光，大量光子集中在一個極小的空間範圍內射出，能量密度自然極高。雷射器輸出的光，波長分布範圍非常窄，光的顏色由光的波長決定，一定的波長對應一定的顏色，因此雷射發出的光顏色極純。雷射能量並不算很大，但是它的能量密度很大，短時間裡聚集起大量的能量。

我國研究現狀

我國很重視發展飛秒脈衝技術，在西安光學精密機械研究所和中山大學分別設立了國家重點瞬態過程實驗室和超快光譜實驗室，實施863計畫，跟蹤國際飛秒技術的發展。北京物理所、長春物理所、天津大學、北京工業大學等單位也有飛秒光譜和飛秒脈衝雷射器的研究。西安光學精密機械研究所曾作出過的鈦152fs寶石鎖模脈衝，上海光學精密機械研究所作出過452fs放大壓縮後的脈衝，上海光學精密機械研究所在鈦寶石雷射材料和其他固體雷射材料方面有獨特的貢獻。但是總的來說，我國的飛秒脈衝雷射器的研究仍處在實驗室階段，離實用化還有很大差距，套用方面也沒有真正開展起來，這顯然與我國整體工業基礎和科研水平有關，飛秒脈衝雷射器本身很容易製造，但是它的泵浦源很昂貴，而且要靠進口，只少數大研究所和大學可以購買，這就大大限制了飛秒雷射脈衝在我國的發展和套用，在目前國家財力條件下，我國的飛秒脈衝技術的研究還只能處於跟蹤國際發展趨勢的階段，當然，也不排除在某個領域有領先或突破的可能。我國的雷射器市場有限，但是福建物質結構所發明的雷射頻率變換用的BBO、LBO等晶體在國際上聲譽鵲起，市場上暢銷。這說明，我們的飛秒脈衝研究不應局限於國內目前的套用水平而停留在跟蹤國際發展趨勢的階段，只要有獨創的技術，照樣可以參與國際競爭。

我們相信，隨著超短脈衝雷射技術的進一步發展以及具有高可靠性的商用飛秒雷射器的進一步完善，飛秒雷射一定會在更多領域獲得更為廣泛的套用。我國的飛秒雷射脈衝技術也定將走到世界的前列，使得飛秒脈衝技術在各個領域得到更加廣泛的套用。

工作方式

連續雷射

雷射泵浦源持續提供能量，長時間地產生雷射輸出，從而得到連續雷射。連續雷射的輸出功率一般都比較低，適合於要求雷射連續工作（如雷射通信、雷射手術等）的場合。

纖綠雷射

脈衝雷射

脈衝工作方式是指每間隔一定時間才工作一次的方式。

脈衝雷射器具有較大輸出功率，適合於雷射打標、切割、測距等。

常見的脈衝雷射器：固體雷射器中的釔鋁石榴石（YAG）雷射器、紅寶石雷射器、藍寶石雷射器、釹玻璃雷射器等。 還有氮分子雷射器、準分子雷射器等。

巨脈衝雷射

在腔內人為的加入損耗，使其大於工作物質的增益，這時沒有雷射輸出。但在泵浦源持續不斷的激勵下，雷射上能級的原子數越來越多，得到了較大的粒子數反轉。如果定義峰值功率為脈衝的能量除以脈衝的持續時間（脈寬），那么，在撤除人為加入的損耗情況下，就會在很短的時間內以極快的速度產生脈衝寬度窄、峰值功率高的脈衝雷射，通常稱為巨脈衝。