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激光器历史发展

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激光的英文laser 这个词是由开始的首字母缩略词LASER演变而来，LASER的意思是“受激辐射光放大器”英文的单词的缩写简略。激光技术中的关键概念早在1917年爱因斯坦提出“受激辐射”时已经开始建立起来了，激光这个词曾经饱受争议；⑤自由电子激光器，这是一种特殊类型的新型激光器，工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束，只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射，原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域，因此具有很诱人的前景。Gordon Gould是记载中个使用这个词汇的人。1953年，美国物理学家查尔斯·哈德·汤斯和他的学生阿瑟·肖洛制成了台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年，C.H.汤斯和A.L.肖洛把微波量子放大器原理推广应用到光频范围。1960年，T.H.西奥多·梅曼制成了台红宝石激光器。2013年，南非科学与工业研究人员开发出世界个数字激光器，开辟了激光应用的新前景。研究成果发表在2013年8月2日英国《自然通讯》杂志上。

激光器的分类

按工作介质区分，激光器分为：气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器等。

光纤激光器占工业激光器的份额比例从2009年的13.7%增长至2018年的51.5%，相较于固体激光器、气体激光器、半导体激光器等具备明显的超高地位。

光纤激光器具有输出激光光束质量好、能量密度高、电光效率较高、使用方便、可加工材料范围广、综合运行成本低等诸多优势。因此广泛应用于雕刻、打标、切割、钻孔、熔覆、焊接、表面处理、快速成形等材料加工领域，被誉为“第三代激光器”。

2018年光纤激光器国内市场占有率：美国IPG占比前一，为50.1%；第二名是国内光纤激光器的龙头企业锐科激光，占比17.8%。

产业链：有能力实现国产化闭环

激光产业链从上游材料、器件——中游激光器——下游激光设备可分为三大环节：

1）上游为核心材料和器件，包括激光芯片、泵浦源、谐振腔、特种光纤等有源器件，合束器、隔离器等无源器件，晶体材料、半导体复合材料等介质材料等，除此之外还包括其他光学器件、电子元器件、机械元器件和激光控制系统；

2）中游为激光器，包括光纤激光器、半导体激光器和其他固体激光器等。国内激光器龙头公司包括锐科激光（光纤激光器）、创鑫激光（光纤激光器）、杰普特（光纤激光器）、华日激光（超快激光器）；海外激光器龙头包括IPG（光纤激光器）、nlight（光纤激光器）等；因此，本文将各类型的激光器进行了汇总，为大家逐一讲解各类激光器的特点及实际应用的情况。

3）下游为提供不同工艺的激光设备，主要应用于激光切割、激光焊接、激光测量、激光显示、激光美容***等领域。国内激光设备龙头公司包括大族激光（3C电子为主）、华工科技（切割焊接）、亚威股份（切割焊接）、帝尔激光（光伏激光开槽）、激光雷达、铂力特（激光3D打印）、光峰科技（激光显示）等；2）中游为激光器，包括光纤激光器、半导体激光器和其他固体激光器等。海外激光装备龙头包括德国通快（激光装备）、Amada（激光装备）、瑞士百超（激光装备）、Velodyne（激光雷达）、A***L（激光装备）等。

激光介绍

随着激光器件的发展，飞秒强激光的产生、超短强激光与物质的相互作用已成为当今研究的热点之一。强激光与物质（固体、分子、原子、团簇）作用过程中，等离子体的动力学特性，如温度、密度分布及其均匀性直接影响了X射线的发射特性、产生的X射线激光的增益高低及X射线的传输特性[1，2]，因而利用X射线谱来获取等离子体的温度、密度等重要参数，有助于我们对激光与物质相互作用机制和过程的认识和理解。国内P. X. Lu，王晓方等用条纹相机对纳秒光与各种固体靶进行了比较细致的研究[3，4]，但是在飞秒的激光脉冲条件下，激光与物质的作用过程很快，很强激光能迅速地消融固体靶面，等离子体膨胀和扩散时间变得很小或可以忽略不计，等离子体的尺度在百分之一到十分之一个激光波长的范围，从而激光能量可以直接沉积在固体表面上，产生大梯度的具有极高乃至近似固体密度的等离子体，其动力学过程及原子与离子的状态和时空特性与纳秒情况下完全不同。因此对飞秒的激光下等离子体的特性，特别是时间与空间特性方面的研究具有重要的意义，飞秒与纳秒激光与物质作用的比较研究也有利于对其相互作用机理的理解。本文报道了利用具有空间分辨能力的大面积透射光栅软X射线谱仪对铝等离子体在0.5～11 nm的发射光谱进行的研究，并用线强度比的方法对纳秒与飞秒的激光打铝靶产生的等离子体的温度、密度特性进行了诊断，对其空间特性也做了简单的比较。国内激光器龙头公司包括锐科激光（光纤激光器）、创鑫激光（光纤激光器）、杰普特（光纤激光器）、华日激光（超快激光器）。