固态激光器是一种使用固体材料作为激光介质的激光器。以下是关于固态激光器的详细介绍：
原理
固态激光器产生激光的基本物理过程主要包括三个步骤：
• 吸收：固体激光器中的工作物质吸收外界能量，使得原子或分子处于激发态。
• 受激辐射：当处于激发态的原子或分子受到外界激发能量的作用时，会发生受激辐射，产生与激发能量相同的光子，并且这些光子与外界激发能量的相位相同。
• 放大：通过光学共振腔的作用，使得受激辐射的光子不断地在工作物质中来回反射，产生放大效应，最终形成激光。
功能
• 高功率输出：固体材料具有较高的能量存储密度，可以实现高功率激光输出。
• 长寿命：固体材料的寿命通常较长，可以连续工作数千小时。
• 较低的散射损耗：固体材料通常具有较小的散射损耗，可以实现高效的激光转换。
• 宽波长范围：固体材料可以实现从紫外到近红外等多个波长范围的激光输出。
应用
• 切割和焊接：固体激光器可以产生高功率激光束，用于金属切割和焊接工艺。
• 材料加工：固体激光器可以用于玻璃、陶瓷、塑料等材料的微加工，如打孔、刻字等。
• 医学领域：固体激光器可用于激光手术、激光治疗、激光诊断等医学应用。
• 科研实验：固体激光器可用于物理学、化学等科研领域的实验研究，如光谱分析、原子冷却等。
• 通信和雷达：固体激光器可以用于光纤通信、激光雷达等领域，实现高速数据传输和距离测量。
制造厂商
国内外有许多知名的固态激光器制造厂商，例如：
• 国外厂商：包括美国的Coherent、MellesGriot、Uniphase和Crystal Laser等，英国的Laser Quantum公司，俄罗斯的Laser Compact公司，德国的Lasos公司等。
• 国内厂商：如长春新产业光电技术有限公司、温州丰源激光产业公司、上海冠威技术有限公司和福建华科光电技术有限公司等。此外，武汉华日精密激光股份有限公司也是国内专业的固体激光器制造商。
固态激光器与其他激光器的主要区别体现在以下几个方面：
1. 工作介质：固态激光器的激光介质是固态晶体或玻璃，如Nd:YAG晶体、Nd:YVO4晶体等，而普通激光器中的激光介质可能是气态（如氦氖激光器、二氧化碳激光器等）或其他形态。
2. 激光特性：固态激光器具有高的光学质量和稳定性，可以产生高功率、高能量和高质量的激光束，通常适用于高精度加工和制造领域。而普通激光器的激光波长、输出功率等特性因介质和类型而异。
3. 体积与重量：由于固态激光器采用固态晶体作为激光介质，所以它的体积和重量相对较小，适合携带和移动使用。而普通激光器则可能体积较大，重量较重，不方便搬运和移动。
4. 应用领域：固态激光器在精密切割、3D打印、激光粘接、激光焊接（https://baike.baidu.com/item/%E6%BF%80%E5%85%89%E7%84%8A%E6%8E%A5/5231499）等高精度加工和制造领域有广泛应用。而其他类型的激光器，如气体激光器、染料激光器、半导体激光器等，则可能适用于通信、医疗、测量、科研等不同领域。
固态激光器与其他激光器的主要区别体现在工作介质、激光特性、体积与重量以及应用领域等方面。
1. 固态激光器的基本组成
• 增益介质：这是固态激光器的核心，由基质和激活粒子两部分组成。基质决定了增益介质的理化性质，而激活粒子的能级结构和迁跃特性则对激光器的性能与荧光寿命有决定性的影响。
• 泵浦源：提供特定频率的光照使增益介质内部的粒子由低能态激发至高能态，实现粒子反转。
• 光学谐振腔：由全反射镜和半反射镜组成，通过光子的正反馈来持续震荡形成受激发射，同时控制光束的方向与频率，保证输出激光的高单色性和高定向性。
• 冷却系统：带走增益介质内部的热量，以降低增益介质的热效应。
2. 固态激光器产生激光的具体过程
• 吸收能量：固态激光器中的固体材料被外部能量吸收。这个能量可以是光线、电流或其他能源形式。当固体材料吸收到能量后，其内部的电子受到激发，跃迁到高能级。
• 电子激发：固体材料内部的电子受到激发后，从低迁到高能级。这个过程是激光产生的基础。
• 受激辐射：在高能级上的电子会被外部的刺激因素引发，从而从高能级跃迁到较低能级。这个过程产生的能量以光子的形式释放出来。光子的能量与跃迁前后的能级差相关。
• 光放大：光子在固体材料中发生光放大。这是通过受激发射产生的光子与固体材料中已存在的光子发生相互作用而实现的。这样一系列的相互影响会导致光子数目的指数级增加，从而实现光强的放大。
• 激光输出：得到的光子通过光共振腔提取出来形成激光输出。光共振腔是一个包围固体材料的装置，其结构设计可以使得光子来回多次穿过固体材料，增强了光放大的效果。最终，通过光共振腔中的输出镜，激光由固体激光器输出。
3. 固态激光器产生激光的拓展知识
• 能级系统：固态激光器中常用的能级系统包括三能级系统和四能级系统。三能级系统中，激光下能级就是基态，而四能级系统中，激光下能级并非基态，这导致两者在激光产生过程和特性上有所差异。
• 泵浦方式：除了传统的闪光灯泵浦外，现在还有更高效、热量产生更少的半导体激光器（LD）泵浦方式。这种方式有助于保持激光材料在较低温度下的优良性能。
• 应用领域：固态激光器因其高能量密度和功率，广泛应用于医疗、材料加工、通信等领域。例如，在医疗领域，固态激光器可用于激光手术、激光治疗等；在材料加工领域，固态激光器可用于精密切割、焊接等。
