一、二極管泵浦固體激光器的原理

二極管泵浦固體激光器是使用半導(dǎo)體電子器件作為泵浦源，將電能轉(zhuǎn)換成光能，從而實(shí)現(xiàn)固體激光器的泵浦。在二極管泵浦固體激光器中，激光介質(zhì)經(jīng)過(guò)泵浦光的照射，處于激發(fā)狀態(tài)，當(dāng)激發(fā)能量達(dá)到一定程度時(shí)，激光介質(zhì)能夠產(chǎn)生反轉(zhuǎn)粒子，形成激光放大的作用，從而實(shí)現(xiàn)激光輸出。

二極管泵浦固體激光器的優(yōu)點(diǎn)在于泵浦效率高、體積小，同時(shí)泵浦器件壽命長(zhǎng)，可靠性高。而且光束穩(wěn)定性較好，能夠輸出高質(zhì)量的激光光束，被廣泛應(yīng)用于激光加工、醫(yī)療等領(lǐng)域。

二、二極管泵浦固體激光器在激光加工中的應(yīng)用

在激光加工中，二極管泵浦固體激光器通常被用于精確加工、微細(xì)加工、光刻、材料加工等領(lǐng)域。例如，在納米加工領(lǐng)域，利用二極管泵浦固體激光器的高功率和高重復(fù)頻率進(jìn)行光刻，能夠?qū)崿F(xiàn)納米級(jí)別的加工，應(yīng)用廣泛。

此外，在塑料焊接、焊接精度要求高的場(chǎng)合，二極管泵浦固體激光器同樣能夠勝任。由于其波長(zhǎng)適中，能夠與許多材料產(chǎn)生共振，可以有效地加工金屬、玻璃、塑料等材料。

三、二極管泵浦固體激光器在醫(yī)療中的應(yīng)用

單色激光在醫(yī)療領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，而二極管泵浦固體激光器由于其波長(zhǎng)穩(wěn)定、光束穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)。

在眼科醫(yī)療中，二極管泵浦固體激光器被用于激光角膜修正術(shù)、白內(nèi)障手術(shù)、視網(wǎng)膜病變治療等領(lǐng)域。在皮膚美容中，二極管泵浦固體激光器被用于激光去斑、脫毛等領(lǐng)域。在針灸麻醉中，利用二極管泵浦固體激光器進(jìn)行激光麻醉，能夠有效地減輕病人的痛感。

總之，二極管泵浦固體激光器憑借其高效、可靠、精確的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于激光加工、醫(yī)療行業(yè)等領(lǐng)域，未來(lái)有望取得更大的發(fā)展。

DPSSL英文全稱為Diode Pump Solid State Laser，即二極管泵浦固體激光器，是近年來(lái)國(guó)際上發(fā)展最快，應(yīng)用較廣的新型激光器。該類型的激光器利用輸出固定波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器代替了傳統(tǒng)的氪燈或氙燈來(lái)對(duì)激光晶體進(jìn)行泵浦，從而取得了嶄新的發(fā)展，被稱為第二代的激光器。DPSSL的發(fā)展與半導(dǎo)體激光器的發(fā)展是密不可分的。1962年，第一只同質(zhì)結(jié)砷化鎵半導(dǎo)體激光器問(wèn)世，1963年，美國(guó)人紐曼就首次提出了用半導(dǎo)體做為固體激光器的泵浦源的構(gòu)想。但在早期，由于二極管的各項(xiàng)性能還很差，作為固體激光器的泵浦源還顯得不成熟。

直到1978年量子阱半導(dǎo)體激光器概念的提出，以及八十年代初期MOCVD 技術(shù)的使用及應(yīng)變量子阱激光器的出現(xiàn)，使得LD的發(fā)展步上了一個(gè)嶄新的臺(tái)階。在進(jìn)入九十年代以來(lái)，大功率的LD 及LD列陣技術(shù)也逐步成熟，從而，大大促進(jìn)了DPSSL的研究。本文著重以二極管泵浦的固體激光器為主，先簡(jiǎn)單介紹LD列陣的發(fā)展?fàn)顩r，然后結(jié)合筆者所接觸的各種激光器，從二極管泵浦頭的設(shè)計(jì)出發(fā)舉例敘述近年來(lái)出現(xiàn)的DPSSL 器件的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀。二極管泵浦的固體激光器(DPSSL)與傳統(tǒng)等泵浦激光器的比較具有以下優(yōu)勢(shì)： 1.工作時(shí)間長(zhǎng)。傳統(tǒng)的氪燈或氙燈壽命只有幾百小時(shí)，最長(zhǎng)的不超過(guò)2000小時(shí)。而用于泵浦的二極管激光器壽命高達(dá)上萬(wàn)小時(shí)，從而大大降低了使用者的維護(hù)成本。

2.低功耗。傳統(tǒng)的燈泵浦激光器的轉(zhuǎn)換效率大約只有3%左右，泵浦燈的發(fā)出的能量大部分轉(zhuǎn)換成了熱能，造成了極大的能源浪費(fèi)。而DPSSL所用的LD發(fā)出固定的，被激光晶體吸收的808nm波長(zhǎng)的激光，光光轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)40%以上，大大減少了運(yùn)行成本。 3.體積小，便于設(shè)計(jì)小型化。一臺(tái)DPSSL激光器大約只有傳統(tǒng)燈泵浦激光器體積的1/3甚至更小，便于攜帶。以及光光轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

激光器泵浦源是激勵(lì)激光材料發(fā)光的外部能量。常見(jiàn)的泵浦源有光泵浦、電泵浦、化學(xué)能泵浦、核能泵浦等，其中常見(jiàn)的是光泵浦和點(diǎn)泵浦兩種，在光纖激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器中較為常見(jiàn)。

一、激光器泵浦源的原理

激光器各種泵浦源的工作原理基本相同，即通過(guò)注入外部能量來(lái)激發(fā)激光材料中的粒子，使其捕獲能量躍遷到高能級(jí)，產(chǎn)生受激輻射效應(yīng)，在光學(xué)諧振腔中發(fā)生光放大現(xiàn)象發(fā)射出激光。不同激光器泵浦源選擇處于經(jīng)濟(jì)性和靈活性考慮，像光纖耦合激光二極管因其高靈活性，常被用作光纖激光器和固體激光器的泵浦源。

二、激光器泵浦源的種類

1、激光二極管泵浦光纖激光器：使用激光二極管作為泵浦光源，通過(guò)光纖傳輸激光二極管的激光作為光能量，輸入光能量來(lái)激發(fā)激光材料發(fā)射激光。

2、激光二極管泵浦固體激光器：也是使用激光二極管泵浦固體材料，這是一種半導(dǎo)體激光器泵浦源，通過(guò)光纖或光學(xué)鏡片組，將光能量傳輸?shù)焦腆w激光材料中激發(fā)激光發(fā)射。

3、半導(dǎo)體激光器：通過(guò)電能激勵(lì)半導(dǎo)體材料產(chǎn)生發(fā)生激光，由于體積小，常作為其他大型激光器的光泵浦使用，需要耦合光纖再使用。

三、泵浦源激光器的優(yōu)缺點(diǎn)

泵浦源激光器具有穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)換效率高、支持連續(xù)工作等優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些不足之處。優(yōu)點(diǎn)包括：

1、轉(zhuǎn)換效率高：由于輸入的初始光功率較高，泵浦源激光器的激光亮度能夠很快地達(dá)到高水平。

2、穩(wěn)定性好：由于外部能量引入較為穩(wěn)定，產(chǎn)生出來(lái)的激光功率也穩(wěn)定可控。

3、支持連續(xù)工作：泵浦源激光器支持連續(xù)的激光輸出，適用于長(zhǎng)時(shí)間工作的需要。

不足之處包括：

1、需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的激光器內(nèi)部光路。

2、發(fā)熱量較大，需要較大的散熱效率來(lái)維持激光的工作。

3、制備成本較高。