激光器是現代激光加工系統中必不可少的核心組件之一。隨著激光加工技術的發展，激光器也在不斷向前發展，出現了許多新型的激光器。

早期激光加工用激光器主要是大功率CO2氣體激光器和燈泵浦固體YAG激光器，發展趨勢主要是往激光功率提高的方向發展，但當激光功率達到一定要求后，激光器的光束質量受到重視，激光器的發展隨之轉移到提高光束質量上來。接連研發出了半導體激光器、光纖激光器和碟片激光器，使激光材料加工、醫療、航空航天、汽車制造等領域取得了飛速的發展。

激光器的組成

工作介質：

也稱為增益介質，是指用來實現粒子數反轉并產生光的受激輻射放大作用的物質，工作介質決定了激光器能夠輻射的激光波長，根據形態的不同可分為固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導體和液體等介質。

泵浦源：

對工作介質進行激勵，將激活粒子從基態抽運到高能級，以實現粒子數反轉，從能量的角度看，泵浦過程就是外界提供能量（如光、電、化學、熱能等）給粒子體系的過程。

可分為光學激勵、氣體放電激勵、化學激勵、核能激勵等。

諧振腔：

最簡單的光學諧振腔是在激活介質兩端恰當地放置兩個高反射率的反射鏡，其中一塊是全反射鏡，將光全部反射回介質中繼續放大；另一塊是部分反射、部分透射的反射鏡，作為輸出鏡。按照能否忽略側面邊界，諧振腔分為開腔、閉腔以及氣體波導腔。

激光器發展歷史

1960 年：世界上第一臺激光器的誕生

1960 年 5 月 16 日，美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為 0.6943 微米的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領域的科學家。同年休斯實驗室的紅寶石激光器發出了 694.3nm 的紅色激光，這是公認的世界上第一臺激光器。

20 世紀 60 年代：不同類型的激光器陸續誕生

1960 年年中，IBM 實驗室利用 CaF2 中的三價鈾制成了第一臺四能級固體激光器 ;1960 年 12 月，BELL 實驗室的 Javan，Bennett 和 Herriott 制成了第一臺氦氖氣體激光器 ;1962 年，GaAs 半導體激光器誕生 ;1963 年，液體激光器誕生 ;1964 年，CO2 激光器、離子激光器、Nd：YAG 固體激光器誕生 ;1965 年，HCl 化學激光器誕生 ;1966 年，生物染料激光器誕生 ;1969 年，激光開始用于遙感探測。

20 世紀 70 年代：激光器開始于生產生活當中

1971 年，激光用于舞臺光影效果和激光全息影像 ;1974 年超市條形碼出現 ;1975 年 IBM 商用激光打印機誕生 ;1978 年，飛利浦制造第一臺激光盤 ( LD ) 播放器。

如今，激光器運用廣泛，服務于生產、生活、智能化制造的方方面面。

激光器分類  

激光器可以按照泵浦方式、增益介質、工作方式、輸出功率、和輸出波長等不同維度進行分類，具體分類方式如下所示：

（1）按泵浦方式的不同，激光器主要可以分為光泵浦激光器、電泵浦激光器、化學泵浦激光器、熱泵浦激光器和核泵浦激光器。一般而言，不同類型的泵浦源是與激光晶體不同的吸收波長相適應的。

（2）按照增益介質的不同，可以分為液體激光器、氣體激光器和固體激光器（光纖、半導體、全固態、混合），其中光纖激光器由于增益介質較為特殊且占有較高的市場份額，學術及生產實踐中一般會將其與其他固體激光器單獨區分開。目前發現可做增益介質的物質有近千種，常見的有摻稀土元素光纖、染料、惰性氣體、二氧化碳、摻釹釔鋁石榴石（YAG）和鈦藍寶石等。每類增益介質激光器具有不同的特點，不同的增益介質決定了激光波長等參數。

　固體激光器與光纖激光器是目前市場上應用最為廣泛的兩類主流激光器，但兩者的加工特點和應用場景有著較大的差異，屬于并行發展、難以相互替代的兩類不同的技術路線。整體而言，光纖激光器由于其平均功率高、熱效應強的特點，被廣泛地應用于宏觀加工領 域的金屬材料切割、焊接、鉆孔、燒結等；而固體激光器則具有峰值功率高、熱效應小、加工精度高的特點，一般主要用于薄性、脆性材料和非金屬材料的精細微加工領域。

（3）按工作方式的不同，激光器可分為連續激光器和脈沖激光器。連續激光器可以在較長一段時間內連續輸出，熱效應高。脈沖激光器以脈沖形式輸出， 主要特點是峰值功率高，熱效應小；根據脈沖時間長短，脈沖激光器可進一步 分為長脈沖（毫秒、微秒）、短脈沖（納秒）、超短脈沖（皮秒、飛秒）激光器，一般而言，脈沖寬度越窄、波長越短，可實現的加工精度越高。

（4）按照輸出功率的不同，可以將光纖激光器分為小功率（0-1kW）、中功率（1kW-3kW）、高功率（3kW-6kW 以上）。而對于主要應用在精細微加工領域的固體激光器，實踐中一般將 10W 以下的歸類為低功率，10W 以上為中高功率。不同功率的激光器適應的應用場景各不同。

（5）按輸出波長的不同，激光器可分為紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等。不同結構的物質可吸收的光波長范圍不同，因此需要各個波長的激光器應用于不同材料的精細加工。

國產激光器快速崛起 進口替代勢不可擋

我國當前正處在制造業升級的重要時間窗口，高精度、高效率、高自動化程度的激光加工設備有廣闊的市場空間。近期的中美貿易戰對于中國機械制造業，尤其是激光裝備行業的影響幾何，尚待市場去揭曉，但值得慶幸的是，近年來國產激光器發展迅猛，自主研發能力日趨成熟，使產品性價比更占優勢，因此進口替代大勢所趨。

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