第一臺(tái)三能級紅寶石激光器，人類第一次獲得了具有非常良好的相干性的光源，隨著近四五十年激光技術(shù)的發(fā)展，激光器的種類，激光器的能量有了爆發(fā)性的增長，激光被越來越多的應(yīng)用在通訊，工業(yè)，國防，醫(yī)療，農(nóng)業(yè)等各個(gè)方面。激光加工作為傳統(tǒng)材料加工方式的一種補(bǔ)充方式，在材料加工領(lǐng)域逐步發(fā)展成熟起來，那么我們先來了解一下激光加工的原理以及激光加工與傳統(tǒng)加工方式有哪些不同。激光與物質(zhì)的相互作用是激光加工的物理基礎(chǔ)。因?yàn)榧す獗仨毐徊牧衔詹⑥D(zhuǎn)化，才能用不同波長不同功率密度或者不同能量密度的激光進(jìn)行不同的加工。激光與物質(zhì)的相互作用涉及到激光物理，原子與分子物理，等離子體物理，固體與半導(dǎo)體物理，材料科學(xué)等廣泛的學(xué)科領(lǐng)域， ...

Laser（紅寶石激光器）694.3nm最早發(fā)明的激光器，也是固體激光器的一種，工作物質(zhì)是紅寶石（三氧化二鋁摻雜三價(jià)鉻）Nd:Glass Laser（釹玻璃激光器）1060nm摻雜釹離子的玻璃作為工作物質(zhì)的一種固體激光器Ho:YAG Laser（摻鈥YAG激光器，鈥激光器）2100nm摻鈥釔鋁石榴石作為工作物質(zhì)的固體激光器Er:YAG Laser（摻鉺YAG激光器）2940nm摻鉺釔鋁石榴石作為工作物質(zhì)的固體激光器Diode Laser（半導(dǎo)體激光器）多種分立波長半導(dǎo)體激光器是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件。.其工作原理一般是通過電激勵(lì)方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶（導(dǎo)帶與價(jià)帶）之間， ...

譜相匹配。以紅寶石激光器為例，其激勵(lì)光源是螺旋形脈沖氙燈，工作物質(zhì)是紅寶石棒。氙燈在綠色和藍(lán)色光譜段有較強(qiáng)光輸出，正好能與紅寶石的吸收光譜對應(yīng)起來，最終使紅寶石棒產(chǎn)生大量激發(fā)態(tài)（亞穩(wěn)態(tài)）的原子，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。而作為工作物質(zhì)的紅寶石則需要制作成圓柱形棒狀體，兩個(gè)端面平行并鍍銀，使之一端成為100%的全反射面，另一端成為90%的部分反射面（可看做光學(xué)諧振腔）。大部分的激光器都是由泵浦源、工作物質(zhì)和光學(xué)諧振腔構(gòu)成的。光學(xué)諧振腔通常由相隔一定距離的兩塊反射鏡組成（一塊為全反射面、一塊為部分反射面），這樣做可以令入射光源在諧振腔內(nèi)來回振蕩，盡可能多地接觸工作物質(zhì)，使工作物內(nèi)原子受激輻射的概率增大。最終 ...

為q開關(guān))，紅寶石激光器的發(fā)射可以在一個(gè)短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)(10-8秒的量級)和高的峰值功率(高達(dá)100兆瓦或更多)的單個(gè)“巨型脈沖”中獲得。當(dāng)如此強(qiáng)烈的相干光照射到樣品上時(shí)，就會(huì)觀察到全新的現(xiàn)象。正常拉曼效應(yīng)的量子力學(xué)理論變得不充分。受激拉曼效應(yīng)做同調(diào)拉曼散射時(shí)，試樣同時(shí)受兩雷射之照射，一作激發(fā)用(ωL)，一作監(jiān)控用(ωS)，而拉曼散射之強(qiáng)弱可用ωS之增益為測度。這些現(xiàn)象通常被稱為受激拉曼效應(yīng)。在頻率vo的大脈沖激勵(lì)下，樣品在一定的Stokes頻率vo - v時(shí)產(chǎn)生增益，其中v是拉曼主動(dòng)振動(dòng)的頻率。通常只有一個(gè)這樣的頻率是“活躍的”，即每條線寬的正常拉曼強(qiáng)度Z大的頻率；然而，偶爾兩種振動(dòng)可能同時(shí) ...

一臺(tái)激光器(紅寶石激光器)。激光作為一種新型的光源具有以往光源所不具有的一系列優(yōu)點(diǎn)，如高強(qiáng)度、高方向性、高單色性、高相干性。此后，激光技 術(shù)得到了飛速發(fā)展，其中一個(gè)重要方向就是向輸出脈寬越來越窄的脈沖方向發(fā)展。到目前為止，脈沖持續(xù)時(shí)間已由納秒(ns)、皮秒(ps)壓縮至飛秒(fs)，甚至至阿秒(as)級。故飛秒激光的脈沖持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)短于熱平衡時(shí)間(10?12 s 數(shù)量級)，所以在與物質(zhì)作用時(shí)，飛秒激光注入的能量被集中在一個(gè)空間極小的范圍內(nèi)， 其能量幾乎不會(huì)被傳遞到直接作用區(qū)以外，對作用區(qū)周圍的熱影響極小。由于聚焦激光的焦斑尺寸極小， 能量密度極高，能量的利用率亦大大提高。這使得被作用區(qū)域的溫度在 ...

）和一個(gè)調(diào)Q紅寶石激光器（QSR9，Innolas UK, Ltd.）分別在 1064 nm 和 694 nm交錯(cuò)激發(fā)脈沖。激光束被部分反射到光電二極管(DET36A，Thorlabs，Inc.)以對脈沖能量波動(dòng)進(jìn)行采樣。生成的 PA 信號由四個(gè)含256個(gè)陣元的四分之一環(huán)超聲換能器陣列（由 Imasonic, Inc. 設(shè)計(jì)和定制）記錄，并由 1024 個(gè)定制的一對一映射前置放大器放大，增益為51dB。四個(gè)12位256通道可編程DAQ(LEGION ADC256，PhotoSound Technologies, Inc.)，設(shè)置成20-MHz 采樣率、6-dB 增益和 7.5-MHz 模擬抗混 ...

臺(tái)激光器——紅寶石激光器問世，從此引發(fā)了各國學(xué)者對于激光技術(shù)的研究。1976年第1次實(shí)現(xiàn)了飛秒級的脈沖激光輸出，在技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了激光納米加工的可能。2003年，德國學(xué)者在不適用特殊氣體環(huán)境及后續(xù)工藝步驟的前提下采用飛秒技術(shù)對不銹鋼薄片進(jìn)行了深孔加工，加工所得深孔邊緣清洗，表面干凈。近年來，激光微細(xì)加工技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于生物醫(yī)療領(lǐng)域的微納制造。圖1.醫(yī)用心臟支架圖片醫(yī)療器材是指包括計(jì)算機(jī)軟件在內(nèi)的，人體直接或間接使用的儀器、設(shè)備及診斷試劑以及其它類似物。傳統(tǒng)的醫(yī)療器械成形加工方法，如線切割、電火花放電會(huì)在加工過程中產(chǎn)生較大的表面氧化與熱影響區(qū)，而電化學(xué)沉積需要在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的環(huán)境下進(jìn)行而存在一 ...

等科學(xué)家通過紅寶石激光器首次進(jìn)行了二次諧波產(chǎn)生的非線性光學(xué)實(shí)驗(yàn)。在1962年Bloembergen等對于光學(xué)混頻等非線性光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行了開創(chuàng)性的理論性工作。而這些具有非線性光學(xué)特性的晶體材料即使非線性晶體。根據(jù)上面提到的非線性極化率的階數(shù)又可分為二階非線性和高階非線性（三階非線性為主）。一些材料更容易表現(xiàn)出二階非線性或χ(2)效應(yīng)，其他材料可能更容易受到三階或者χ(3)效應(yīng)的影響，這種類型完全取決于材料的結(jié)構(gòu)。其中二階非線性包括倍頻、和頻、差頻以及各種光學(xué)參量轉(zhuǎn)換。而三階的非線性會(huì)產(chǎn)生四波混頻、受激拉曼散射、受激布里淵散射和雙光子吸收等現(xiàn)象。其中非線性頻率變換是一個(gè)重要研究方向，在光通信、激光器 ...