固体激光器的特点|设计

　　固体激光器是以掺杂的玻璃、晶体或透明陶瓷等固体材料为工作物质的激光器。固体激光器由于功率能量较大而机械工作简单等特点，现在在各行各业都有很好的应用，并且朝着更加发展的方向迈进。

什么是固体激光器

　　固体激光器是以掺有少量激活离子的晶体、玻璃或陶瓷作为工作物质的激光器。从1960年发明的世界上首台固体激光器到现在的高功率的全固态激光器，固体激光技术的成长日新月异，百花齐放，为了与新环境下对应用的要求同步，固体激光器就必须朝着实用、GX以及商品化的方向转移，即朝着全固化、输出激光的脉冲和波长及其短的方向发展，并且在当前已经得到了非常好的成绩。

　　如今，虽然固体激光器已经获得了很多令人仰慕的成绩，但是很多技术还是不够成熟，可靠性还有待科研人员的进一步加强。目前激光器市场前景Z广阔的发展方向是使器件的体积愈来愈小、器件的重量愈来愈轻、效率愈来愈高、光束质量愈来愈好、可靠性愈来愈高、寿命愈来愈长、运转愈来愈敏捷的全固态激光器。

　　固体激光器的应用扩展到了各个领域，它的结构、输出功率、转换效率以及光束质量都取得了非常大的进步，具有强大的生命力。随着国家的相关政策对一些激光技术项目的大力支持，许多技术将从研究变为产业化，并Z终运用到日常活动中。

固体激光器的优缺点

　　固体激光器的优点：

　　1、固体激光器的能量输出较大，而且峰值处的功率也较大。这主要是因为它的能级构造较特殊，所以能够输出能量和功率较大的激光。这个是它Z突出的优点。

　　2、固体激光器的物理机械强度较大，而且制造成本较低。同另外的种类的相对照，这类激光器的构造更加简便且超级经用，而且它的生产成本还更加低。

　　3、所需要的材料种类繁多。固体激光器的工作物质现在少说都有100多种，并且呈现出越来越猛烈的增长势头。

　　随着科学技术的发展，越来越多的特性优异的原材料被发明，以至于固体激光器的机能朝着越来越好的方向迈进。

　　固体激光器的主要缺点：

　　1、固体激光器的热稳定性较差，持续运行一段时间就生产出很大的热量。由于它的功率和能量输出都比较大，就非常容易的导致系统发热量过大，所以必需要对其设置冷却系统，这样才能够使得激光器长时间的运行。

　　2、固体激光器的转换效率与另外的品种的激光器相对照，还比较低。红宝石激光器工作转换效率一般在百分之零点五至百分之一之间的范围内，而掺钕钇铝石榴石激光器为百分之一至百分之二，百分之三已经是它的极限了。

固体激光器的设计

　　设计固体激光器，需要考虑以下6个方面：

　　1、如何选择激光介质?

　　就是做一台固体激光器选择怎样的介质，比如是Nd：YAG还是Nd：YLF或者是Nd：YVO4，如果要求单脉冲能量高重复频率较低的话就选择Dd：YLF为好，如果需要选择单脉冲能量高而重复频率低的话Z好选择Nd：YVO4，当然Nd：YAG虽然两者都能，但是他也有其局限性;同时也还要考虑现在这些介质实验室和产品分别能做到多大功率。

　　2、泵浦结构如何选择?

　　固体激光器泵浦结构主要包括端泵、侧泵、面泵、等等，那么选择这些结构的理由又分别是什么呢?考虑那些因素呢?

　　3、冷却方式如何选择?

　　这个问题需要结合泵浦结构进行讨论，因为他限制了泵浦结构，是水冷还是风冷，是空气自然冷却还是用TEC进行冷却或者用热管进行冷却。

　　4、腔结构如何选择?

　　腔大体上分稳定腔和非稳定腔，那么选择何种腔结构的原因分别是什么呢?每一种腔结构又包括具体很多结构，比如稳定腔又包括很多中，比如共焦、共心、平凹等等，选择的理由又是什么呢?对腔设计还要考虑热透镜效用的补偿，那么如何进行热透镜补偿呢?

　　5、如何进行选模?

　　固体激光器模式的选择大体可以分为两类，一类是横模的选择，另一类是纵模的选择，那么选择横模就设计到如何方式光阑，光阑放置在什么位置，这两者又与腔结构和腔长有关系，因为选择横模是依靠不同的模式具有不同的衍射损耗而实现的;而单纵模的选择就包括插入布鲁斯特片、光栅、棱镜、双折射波片、标准具等方法;那么这些方法各有什么有缺点呢?如何来选取这些方法呢?

　　6、整体结构如何选择?

　　固体激光器的整体结构主要指就仅仅一个振荡器还是利用MOPA结构，如果使用MOPA结构，那么要使用多少级，级间效用怎么消除。