激光的原理

什么是光？
什么是颜色？
什么是可见光？
什么是激光？
激光的语源
激光的原理
激光的种类
各个波长的特性
激光振荡原理
激光振荡管元件

什么是光？

激光是“电磁振动器能波”的一项。“电磁振动器能波”有光主波长相应标，光主波长由长到短各分为被叫做电波、红外线、看得出光、UV线、 X 放放射线、Y 放放射线等。

什么是颜色？

当射进产品工件上的光有长区域光波光谱不能被产品工件获取而被反射层性赶回，并自己眼（眼角膜）推送到时，各个光波光谱就被他们的感受力为产品工件的“颜色搭配等等”。会按照光波光谱各个有所差异，光的弯折率也就有所变动，但是光呈收敛形态。其的结果可是，他们的要能感受力到各个多种各个有所差异的“颜色搭配等等”。随后朱红色的苹果6手机（当人眼推送到包含了朱红色某光波光谱自然光的白天光时）仅反射层性朱红色光波光谱的光（600 至 700 nm），任何光波光谱的光均被其获取。※红色产品工件能够获取每个的光，但是想泡去呈红色。

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什么是可见光？

电磁波辐射波中人类祖先眼睛可认知的可以说光光吸光度比率被分为“可以说光”。可以说光的短可以说光光吸光度约为360 至 400 nm，长可以说光光吸光度约为 760 至 830 nm，倘若可以说光光吸光度达到领域“可以说光”的可以说光光吸光度比率（更短或更长），就达到领域了人眼不足以够认知的比率。

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什么是激光？

普通光（灯光等）与激光存在如下区别。
激光发出具有高方向性的光束，即组成的光波在一条直线上传播，不会扩散。普通的光源发出的光波会朝各个方向扩散。激光束内的光波都是相同颜色的（此性质叫单色性）。普通的光（比如荧光灯管发出的光）一般来说是几种颜色的光混合后表现为白色。当激光束内的光波传播时，它们以完全同步的波ꦇ峰和波谷发生振荡，这种特性叫做相干性。当两个激光束相互重叠时，每个光束的波峰和波谷只会相互加强，产生一个干涉图。

	普通的光	激光束
方向性（光波以直线形式传播）	LED灯泡	激光器
单色性	大多有所差异的吸光度	单独波
相干性	波峰和波谷排列三不集中	波峰和波谷排序同样

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激光的语源

LASER 是由用英文怎么说“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” 的各单词发音首字母a组合的简称词，意识是“按照受增加射光扩充”。

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激光的原理

原子（分子）从外部吸收能量后，从下准位（低能级状态）跃迁至上准位（高能级状态）。这种状态被称为受激状态。
受激状态是一种不稳定的状态，将会很快返回至低能级状态。这一行为被称为“跃迁”。
此时会辐射出相当于跃迁能量的光。这种现象被称为自发发射。辐射出的光碰撞到同样处于受激ꦰ状态的其他原子，也会激励其发生相同的跃迁。这种受到诱导而辐射出的光称为受激发射。

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激光的种类

大约可可分成固态垃圾、混合气体、流体 3 的种类型考虑到指标工艺功用不一于，适用于的离子束都是所不一于。

固体

Nd:YAG

YAG（钇、铝、石榴石）

常见吸光度（1064 nm）

主要用于通用刻印

二倍频（532 nm）（绿离子束）

用于在硅片等材料上刻印

细微印字、加工时使用

两倍频（355 nm）（UV 离子束）

用于 LCD 印字、修复加工、VIA 过孔加工等超细微加工

液晶修复加工…去除树脂涂层进行修复的工序

VIA 过孔加工…印刷电路板的孔加工

YAG 激光（Nd：YAG）: YAG 激光通用于各种刻印应用，例如在塑料盒金属工件上刻印，以及机械加工应用。YAG 激光发射的不可见近红外光束波长为 1064 nm。
YAG 是具有晶体结构的钇铝石榴石固体。加入发光元素后，此处为Nd（钕），YAG 晶体在吸收激光二极管发出的光线后会进入受激状态。

Nd:YVO₄ (1064 nm)

YVO₄ （钒酸钇）

用于极小文字刻印打标

用高 Q-开关的频率获得高峰值能量

能量转换效率佳

YVO₄ 激光（Nd：YVO₄）: YVO₄ 激光可用于超细刻印和机械加工应用。YVO₄ 激光发射的不可见近红外光束波长为 1064 nm，和 YAG 激光一样。
YVO₄ 是具有晶体结构的 Y（钇）V（钒）O4（氧化物），或 YVO₄（钒酸钇）固体。加入发光元素后，此处为Nd（钕），YAG 晶体在吸收激光二极管发出的光线后会进入受激状态。

Yb：光纤 (1090 nm)

Yb（钇）

用于高输出刻印

增幅媒介的表面面积非常大，可轻易实现高输出

冷却效率高，可以简化冷却设备，实现小型化

LD（ 650 至 905 nm）

半导体激光（GaAs、GaAlAs、GaInAs）

气体

CO₂ (10.6μm)

用于加工设备、刻印、激光手术

CO₂ 激光: CO₂ 激光主要用于机械加工和刻印应用。
CO₂ 激光发射的不可见红外光束波长为 10.6 μm。 N2 氮气可用来增加 CO₂ 的能级，氦气可用于稳定 CO₂ 的能级。

He-Ne 激光（630 nm） 一般为（红色）

用于测量器（形状测量等）

用于市场上常见的激光测量器（因为输出功率低故用于形状测量等）

准分子激光（193 nm）

用于半导体漏光设备和眼科医疗

可以通过混合非活性气体和卤素气体，以比较简单的构造产生激光

深紫外线激光（DUV）吸收率非常高

（在眼科医疗中通过使水晶体蒸发，将焦点对准视网膜从而校正视力）

氩激光（488 至 514 nm）

用于物理学和化学用途

能够生成各种颜色，主要在与生物相关的研究所中使用

液体

Dye（330 至 1300 nm）

用于物理学和化学用途

通过激光使受激的色素发出荧光

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各个波长的特性

波长: 10600 nm

CO₂ 激光的波长比YAG、YVO₄ 或光纤激光的波长长十倍。这是在被广泛应用的工业激光中波长最长的。顾名思义，是用 CO₂ 气体作为激光介质激发而产生。

10600nm 波长区域激光的典型特性

不被金属所吸收
会由于长波长传热而导致对象物体融化或燃烧。
可加工玻璃和 PET 等透明物体。
CO₂ 激光相对于基本波长的激光很难实现树脂的颜色反差印刷。

波长：1064 nm

IR 是 Infrared Ray（红外线）的简称，其激发光谱图是激光器工作当中途范围广的激发光谱图。通俗的讲，IR 是色多于的区的光谱图，(也说是说)，IR 的激发光谱图超过780 nm 并始终无法用人的眼睛了解到。但的样子于 IR 说是 1064 nm.

1064 nm 波长区域激光的一般特性

即使是相同波长的光，光束特性也会因振动方式不同而不同。一般来说，高峰值功率和短脉冲宽度能产生更强的瞬间能量，减轻热破坏和焦化现象。

加工应用范围广泛——从树脂到金属
无法加工透明物体，例如玻璃，因为激光容易穿过这些物体。
很容易使树脂变色

波长: 532 nm

二倍频（SHG）激光的波长是标准波长（1064 nm）的一半。 532 nm 位于可见光谱内，呈绿色。波长的产生过程是，发射 1064 nm 波长的光，通过非线性晶体，使波长减少一半。YVO₄ 介质常被使用的原因，是因为其光束特性适合进行复杂，精细的加工。

532 nm 波长激光的典型特性

能被各种材质所吸收，包括反射率很高的金，铜也可以轻易的加工。
由于拥有比IR激光更小的射束点，因此可进行精细加工。
一般不能加工透明物体。

波长: 355 nm

三倍频（THG）激光的波长是基本波长 1064 nm 的三分之一，位于光的紫外线（UV）区域。使用 YVO₄ 或YAG 激光器产生基本波长，然后通过非线性晶体的转换ܫ，波长减少至 532 nm，再经过第二个非线性晶体，ꦅ将波长降至 355 nm。

355 nm 波长激光的典型特性

大多数材料都对其都具有极高的吸收率，且不会发生过多热量。
非常小的射束点使超精细加工成为可能。
其高吸收率会影响到光学晶体，它比其他波长的激光需要消耗更多的维护成本和消耗品。

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激光振荡原理

在此解悉了离子束收到振荡器之间的方法。

1. 吸收

外界光照进行时，原子核内的電子吸附光后从最小的能力感觉（基态）进行胆因醇感觉。根据能力增添，電子从健康铁轨移动到内层铁轨。这样能力增添的感觉统称”受激“。

原子状态: 基态原子

激发态原子

电子的状态

2. 自然发射

受激的网络，在所吸收的用途能力的用途下，能级飙升。历经一些的弛张过后，能级飙升的网络要想安全放进去，所以说降低能力以回家后较低的能力模式。同时，能力以具有刺激性一样能力的光的形势被降低。这不良现象是”自然而然卫星发射“。

原子状态

电子的状态

3. 受激发射

如下图右图图右图，低能程序下行成的电子元器件，在所持人体脂肪以不同人体脂肪的光使用时，使用的光更具是完全不同的人体脂肪，相位和跑步位置。换言之，使用时的同一个电子束弄成了3个电子束。此种迹象分为”受激使用“。受激使用行成的光更具不同的人体脂肪，相位和跑步位置。故而，凭借受激使用行成的丰富光源在及以上4个设计元素设计不对时能行成激动的光源。激光器即使凭借受激使用迹象进行放缩入射光而行成的。故而，他更具因素（1）暖色性（各个光能同等），（2）相干性（不同相位）和（3）高位置性（不同的跑步位置）。