不同类型的激光器结构示意图（含CO2、固体、氦氖及气体激光器等）

简介：
本图集展示了多种类型激光器的内部构造，包括二氧化碳(CO2)、固体、氦氖和其它气体激光器，以直观的方式揭示了它们的工作原理与特点。 激光器是一种高科技设备，用于产生具有高度定向性和单色性的光束，在IT行业中应用广泛，尤其是在数据存储、通信、精密加工和光学传感等领域。以下将详细阐述CO2激光器、固体激光器、氦氖激光器以及气体激光器的结构及其工作原理。 **1. CO2 激光器：** CO2 激光器是一种气体激光器，主要由二氧化碳（CO2）、氮气（N₂）和氦气（He）等混合气体组成。其工作介质位于两个反射镜之间形成一个光学谐振腔。当电流通过这些混合气体时，电子与气体分子相互作用导致激发并释放出激光。这种类型的激光器通常产生红外光，并且功率较高，适用于材料切割和焊接。 **2. 固体激光器：** 固体激光器的活性介质是固态晶体或玻璃，例如掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）或者含稀土元素的玻璃。这些设备的工作原理始于泵浦源（如灯或二极管）向固体介质注入能量，使某些原子或离子跃迁到高能级状态。当这些粒子返回低能级时会发射激光。反射镜用于构建谐振腔以促进激光放大过程。固体激光器能够产生连续波或者脉冲形式的光束，并且适用于诸如激光雷达、医学手术以及精密打标等应用。 **3. 氦氖激光器：** 氦氖激光器是最常见的气体类型之一，其工作介质由氦和氖两种元素组成的混合气体构成。当高压电流通过该气态组合时，氦原子协助激发氖原子，在后者返回基态的过程中发射出激光信号。这种类型的设备产生的光多为红色，并且功率较低但稳定性较好；因此常用于教学实验、光学定位以及光刻技术等领域。 **4. 气体激光器：** 气体激光器涵盖多种类型，如氦镉（HeCd）和氩离子等装置。它们的工作机制与氦氖类似，通过电场作用激发特定气体分子并释放出相干的光子流。不同种类的气态激光设备可覆盖从紫外线到红外线的不同波长范围，并广泛应用于科学研究、医学治疗以及工业制造等多个领域。 以上四种类型的激光器都基于受激辐射放大原理运作：即通过某种方式使工作介质中的激发态粒子数量超过基态，从而在这些粒子返回低能级时同步释放出相位和频率一致的光子形成激光。由于不同种类激光器的工作物质及激励机制存在差异，它们各自展现出独特的性能特点以及适用场景。