YAG固体激光器：卓越性能与广泛应用
一、概述与基本结构
YAG固体激光器，以其独特的掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）晶体为核心工作介质，展现出强大的激光性能。该激光装置的核心组件包括激光工作介质、泵浦源、聚光系统以及谐振腔。激光工作介质是Nd:YAG晶体，这是整个装置的基础。泵浦源则负责提供能量，如氪闪光灯、半导体激光器或氙灯等。聚光系统则负责将泵浦源的能量聚焦到晶体上，而谐振腔则负责激光的振荡和放大。
二、分类方式
YAG激光器的分类多样，可根据输出波形、工作波长、掺杂元素以及功率范围进行分类。其工作波长可根据需求进行扩展，如基频的1.06μm，以及倍频的532nm绿光和拉曼频移的1.54μm等。
三、工作原理
YAG激光器的工作原理基于量子跃迁。泵浦源发射的光能聚焦到YAG晶体，激活离子（如Nd³⁺）吸收能量后跃迁至高能态，然后通过受激辐射产生光子。这些光子在谐振腔中被筛选并放大，最终形成高相干性的光束。
四、性能优势
YAG激光器以其高效稳定、优质光束、波长多样性和长寿命而著称。其荧光量子效率高，导热性能好，支持高重复频率或连续运转。其光束发散角小，模式优秀，非常适合精密加工和测量。
五、应用领域
YAG激光器在工业加工、医疗、科研与军事以及标识技术等领域有广泛应用。如金属切割、焊接、眼科手术、皮肤科治疗、全息成像、测距和目标指示等。
六、技术演进方向
随着技术的发展，YAG激光器正朝着全固态化、高功率集成和功能扩展的方向发展。全固态化设计提高了能效比和稳定性，而板条状晶体设计则降低了热透镜效应，支持更高的输出功率。锁模技术和调Q技术的开发，以及波长的可调谐性，进一步增强了YAG激光器的性能。
YAG固体激光器凭借其卓越的技术性能和广泛的适应性，在众多领域占据主导地位，未来还将继续向高效率、多波长、微型化方向突破，为我们的生活和工作带来更多的便利和创新。
