激光器历史发展

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激光的英文laser 这个词是由开始的首字母缩略词LASER演变而来，LASER的意思是“受激辐射光放大器”英文的单词的缩写简略。激光技术中的关键概念早在1917年爱因斯坦提出“受激辐射”时已经开始建立起来了，激光这个词曾经饱受争议；Gordon Gould是记载中个使用这个词汇的人。1953年，美国物理学家查尔斯·哈德·汤斯和他的学生阿瑟·肖洛制成了台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。这种激光器产生的光束质量和我们现在使用的激光二极管产生的激光有本质的区别。1958年，C.H.汤斯和A.L.肖洛把微波量子放大器原理推广应用到光频范围。1960年，T.H.西奥多·梅曼制成了台红宝石激光器。2013年，南非科学与工业研究人员开发出世界个数字激光器，开辟了激光应用的新前景。研究成果发表在2013年8月2日英国《自然通讯》杂志上。

激光器产业发展概况

激光加工技术是一种新型的绿色***制造技术，相比传统机械加工具备明显优势，其加工方式以非接触方式进行，加工过程能耗低、环保效益高、加工速度快、低噪音、热影响小、适应性强，可加工超高硬度、高脆性、高熔点材料，并可实现自动控制，在精密加工、复杂结构加工、批量自动化生产等领域具备明显优势，被公认为“未来制造系统的共同加工手段”。国内激光设备龙头公司包括大族激光（3C电子为主）、华工科技（切割焊接）、亚威股份（切割焊接）、帝尔激光（光伏激光开槽）、激光雷达、铂力特（激光3D打印）、光峰科技（激光显示）等。

随着技术不断进步，激光技术应用领域不断拓展，适用于激光加工的材料包括金属及合金、塑料、陶瓷、玻璃、木材、皮革、树脂、橡胶等，在广泛应用于打标、雕刻、切割、焊接、钻孔、熔覆、微加工及表面改性等工业加工领域的同时，还应用于信息通讯数据储存、***美容、科研军事、仪器传感、显示、增材制造等新兴领域。预计2021年总体市场规模将达到2489亿元，未来三年复合增速达20%。

作为激光加工设备的核心部件的激光器，自1960年台红宝石激光器明问世以来，随着技术的发展，发生了巨大的变化，极大的推动了其他科学技术的发展，被认为是二十世纪人类伟大的发明之一。激光器的价值在成套激光加工装备总价值的20%-40%，甚至更高。近十几年来，激光器的发展更为迅速，出现了种类繁多的激光器，按照增益介质的不同，可分为光纤、固体、气体、半导体激光器等，特定增益介质输出特定波长的激光，本质决定了激光输出功率和应用领域。

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激光介绍

随着激光器件的发展，飞秒强激光的产生、超短强激光与物质的相互作用已成为当今研究的热点之一。强激光与物质（固体、分子、原子、团簇）作用过程中，等离子体的动力学特性，如温度、密度分布及其均匀性直接影响了X射线的发射特性、产生的X射线激光的增益高低及X射线的传输特性[1，2]，因而利用X射线谱来获取等离子体的温度、密度等重要参数，有助于我们对激光与物质相互作用机制和过程的认识和理解。Nd:YVO4（掺钕钒酸钇）：低功率应用较广泛的固体激光器，工作波长一般为1064nm，可以通过KTP,LBO非线性晶体倍频後产生532nm绿光的激光器。国内P. X. Lu，王晓方等用条纹相机对纳秒光与各种固体靶进行了比较细致的研究[3，4]，但是在飞秒的激光脉冲条件下，激光与物质的作用过程很快，很强激光能迅速地消融固体靶面，等离子体膨胀和扩散时间变得很小或可以忽略不计，等离子体的尺度在百分之一到十分之一个激光波长的范围，从而激光能量可以直接沉积在固体表面上，产生大梯度的具有极高乃至近似固体密度的等离子体，其动力学过程及原子与离子的状态和时空特性与纳秒情况下完全不同。因此对飞秒的激光下等离子体的特性，特别是时间与空间特性方面的研究具有重要的意义，飞秒与纳秒激光与物质作用的比较研究也有利于对其相互作用机理的理解。本文报道了利用具有空间分辨能力的大面积透射光栅软X射线谱仪对铝等离子体在0.5～11 nm的发射光谱进行的研究，并用线强度比的方法对纳秒与飞秒的激光打铝靶产生的等离子体的温度、密度特性进行了诊断，对其空间特性也做了简单的比较。