激光在我們生活當(dāng)中隨處可見，它的功能與作用不可輕視，具有神奇的功能，應(yīng)用非常的廣泛：比如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活、醫(yī)療、軍事、航天等。就我們生活而言，在日常生活中的作用: 激光唱片，用激光刻錄方法記錄音頻信號(hào)的圓形薄片載音體。激光錄像，通過光調(diào)制器用激光束把經(jīng)過編碼的圖像和聲音信息記錄到圓形薄片載體上。在醫(yī)療中的作用，激光應(yīng)用在醫(yī)療器械領(lǐng)域的成果是很多的，它可以扮演鉆頭、手術(shù)刀、焊槍等多種角色。了解了激光的作用，那么，激光器的神奇應(yīng)用又有哪些呢?下面我們進(jìn)行一下分類就一目了然了。
激光器分類：可以有兩種方法對(duì)激光器進(jìn)行分類。一種是從激活媒質(zhì)的物質(zhì)狀態(tài)面分類。這樣可分為氣體、 液體、固體和半導(dǎo)體激光器。各類激光器各有特色。氣體激光器的單色性強(qiáng)，如氦—氖激光器的單色性比普通光源要高1億倍，而且氣體激光器工作物質(zhì)種類繁多，因此可產(chǎn)生許多不同頻率的激光。但是，由于氣體密度低，激光輸出功率相應(yīng)較小;固體激光器則正好相反，能量高，輸出功率大，但工作物質(zhì)種類較少，而且單色性差;液體激光器的最大特點(diǎn)是激光的波長(zhǎng)可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)變換。這種激光器特別適合于對(duì)激光波長(zhǎng)有著嚴(yán)格要求的場(chǎng)合;半導(dǎo)體激光器的特點(diǎn)則是體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸出的功率較小，單色性也較差。另一種分類方式是按激活媒質(zhì)的粒子結(jié)構(gòu)來(lái)分類，可以分為原子、離子、分子和自由電子激光器。氦——氖激光器產(chǎn)生的激光是由氖原子發(fā)射的，紅寶石激光器產(chǎn)生的激光則是由鉻離子發(fā)射的。另外還有二氧化碳分子激光器，它的頻率可以連續(xù)變化。而且可以覆蓋很寬的頻率范圍。各種激光器中激活媒質(zhì)的方法也不盡相同。一般來(lái)說(shuō)可分為三種方法：使用高強(qiáng)度的光，從帶電源來(lái)的電子，以及較少用的第三種方法——核輻射。
光纖通信所用的激光器在光纖通信中，所用的光源有三種：半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體發(fā)光二極管和非半導(dǎo)體激光器。在實(shí)際的光纖通信系統(tǒng)中，通常選用前兩種。而非半導(dǎo)體激光器，如氣體激光器、固體激光器等，雖然它們是最早制成的相干光源，但由于其體積太大，不適宜與體積小的光纖配合使用，只用于一些特殊場(chǎng)所。
半導(dǎo)體激光器：半導(dǎo)體激光器即為激光二極管，記作LD。它是前蘇聯(lián)科學(xué)家H.Γ.巴索夫于1960年發(fā)明的。半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)通常由P層、N層和形成雙異質(zhì)結(jié)的有源層構(gòu)成。半導(dǎo)體激光器的發(fā)光是利用光的受激輻射原理。處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的大多數(shù)電子在受到外來(lái)入射光子激勵(lì)時(shí)，會(huì)同步發(fā)射光子，受激輻射的光子和入射光子不僅波長(zhǎng)相同，而且相位、方向也相同。這樣由弱的入射光激勵(lì)而得到了強(qiáng)的發(fā)射光，起到了光放大作用。但是僅僅有光放大功能還不能形成光振蕩。正如電子電路中的振蕩器那樣，只有放大功能不能產(chǎn)生電振蕩，還必須設(shè)計(jì)正反饋電路，使電路中所損失的功率由放大的功率得以補(bǔ)償。同樣，在激光器中也是借用電子電路的反饋概念，把放大了的光反饋一部分回來(lái)進(jìn)一步放大，產(chǎn)生振蕩，發(fā)出激光。這種用于實(shí)現(xiàn)光的放大反饋的儀器稱為光學(xué)諧振腔。半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn)：尺寸小，耦合效率高，響應(yīng)速度快，波長(zhǎng)和尺寸與光纖尺寸適配，可直接調(diào)制，相干性好。
半導(dǎo)體發(fā)光二極管：半導(dǎo)體發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器類似，也是一個(gè)PN結(jié)，也是利用外電源向PN結(jié)注入電子來(lái)發(fā)光的。半導(dǎo)體發(fā)光二極管記作LED，是由P型半導(dǎo)體形成的P層和N型半導(dǎo)體形成的N層，以及中間的由雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)成的有源層組成。有源層是發(fā)光區(qū)，其厚度為0.1～0.2μm左右。
半導(dǎo)體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)公差沒有激光器那么嚴(yán)格，而且無(wú)諧振腔。所以，所發(fā)出的光不是激光，而是熒光。LED是外加正向電壓工作的器件。在正向偏壓作用下，N區(qū)的電子將向正方向擴(kuò)散，進(jìn)入有源層，P區(qū)的空穴也將向負(fù)方向擴(kuò)散，進(jìn)入有源層。進(jìn)入有源層的電子和空穴由于異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘的作用，而被封閉在有源層內(nèi)，就形成了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。這些在有源層內(nèi)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的電子，經(jīng)躍遷與空穴復(fù)合時(shí)，將產(chǎn)生自發(fā)輻射光。半導(dǎo)體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，工作電流小，使用方便，成本低，所以在光電系統(tǒng)中的應(yīng)用極為普遍。
激光器分類的方法有很多，可以按照它切割的材料來(lái)分，可以按照它的功率的大小來(lái)分，可以按照波段分。激光設(shè)備按照波段可分為可見光、紅外、紫外、X光、多波長(zhǎng)可調(diào)諧 。目前工業(yè)用紅外及紫外激光，例如CO2激光器10.64um紅外激光, 氪燈泵浦YAG激光器1.064um紅外激光, 氙燈泵浦YAG激光器1.064um紅外激光, 半導(dǎo)體側(cè)面泵浦YAG激光器1.064um紅外激光。
激光器的種類很多，可分為固體、氣體、液體、半導(dǎo)體和染料等幾種類型：
( 1 )固體激光器一般小而堅(jiān)固，脈沖輻射功率較高，應(yīng)用范圍較廣泛。如：Nd:YAG激光器。 Nd(釹)是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁石榴石，晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石相似。
( 2 )半導(dǎo)體激光器體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別適于在飛機(jī)、軍艦、車輛和宇宙飛船上使用。半導(dǎo)體激光器可以通過外加的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、壓力等改變激光的波長(zhǎng)，能將電能直接轉(zhuǎn)換為激光能，所以發(fā)展迅速。
( 3 )氣體激光器以氣體為工作物質(zhì)，單色性和相干性較好，激光波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)千種，應(yīng)用廣泛。氣體激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作方便。在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、精密測(cè)量、全息技術(shù)等方面應(yīng)用廣泛。氣體激光器有電能、熱能、化學(xué)能、光能、核能等多種激勵(lì)方式。
( 4 )以液體染料為工作物質(zhì)的染料激光器于 1966 年問世，廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)研究領(lǐng)域�，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)生激光的染料，大約在 500 種左右。這些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它們還可以包含在有機(jī)塑料中以固態(tài)出現(xiàn)，或升華為蒸汽，以氣態(tài)形式出現(xiàn)。所以染料激光器也稱為 “ 液體激光器 ” 。染料激光器的突出特點(diǎn)是波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。燃料激光器種類繁多，價(jià)格低廉，效率高，輸出功率可與氣體和固體激光器相媲美，應(yīng)用于分光光譜、光化學(xué)、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)。
( 5 )紅外激光器已有多種類型，應(yīng)用范圍廣泛，它是一種新型的紅外輻射源，特點(diǎn)是輻射強(qiáng)度高、單色性好、相干性好、方向性強(qiáng)。
( 6 ) X 射線激光器在科研和軍事上有重要價(jià)值，應(yīng)用于激光反導(dǎo)彈武器中具有優(yōu)勢(shì);生物學(xué)家用 X 射線激光能夠研究活組織中的分子結(jié)構(gòu)或詳細(xì)了解細(xì)胞機(jī)能 ; 用 X 射線激光拍攝分子結(jié)構(gòu)的照片 , 所得到的生物分子像的對(duì)比度很高。
( 7 )化學(xué)激光器 有些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生足夠多的高能原子，就可以釋放出大能量，可用來(lái)產(chǎn)生激光作用。
( 8 )自由電子激光器 這類激光器比其他類型更適于產(chǎn)生很大功率的輻射。它的工作機(jī)制與眾不同，它從加速器中獲得幾千萬(wàn)伏高能調(diào)整電子束，經(jīng)周期磁場(chǎng)，形成不同能態(tài)的能級(jí)，產(chǎn)生受激輻射。
( 9 )準(zhǔn)分子激光器、光纖導(dǎo)波激光器等。
