激光器是現代激光加工系統中的核心組件之一。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。從激光加工技術的發展歷史來看,首先出現的激光器是在20世紀70年代中期的封離式CO2激光管,發展至今,已經出現了第五代CO2激光器--擴散冷卻型CO2激光器。從發展上可以看出,早期的CO2激光器趨向激光功率提高的發展方向,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調高光束質量上。出現的接近衍射極限的擴散冷卻板條式CO2激光器有較好的光束質量,已經推出就得到了廣泛的應用,尤其是在激光切割領域,受到眾多企業的青睞。
21世紀初,出現了另外一種新型激光器--半導體激光器。與傳統的大功率CO2、YAG固體激光器相比,半導體激光器具有很明顯的技術優勢,如體積小,重量輕、效率高、能耗小、壽命長以及金屬對半導體激光吸收高等優點,隨著半導體激光技術的不斷發展,以半導體激光器為基礎的其他固體激光器,如光纖激光器、半導體泵浦固體激光器、片狀激光器等的發展也十分迅速。其中,光纖激光器發展較快,尤其是稀土摻雜的光纖激光器,應在光纖通信、光纖傳感、激光材料處理等領域獲得了廣泛的應用。
由于激光器具備的種種突出特點,因而被很快運用于工業、農業、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫療、軍事等各方面,并在許多領域引起了革命性的突破。激光在軍事上除用于通信、夜視、預警、測距等方面外,多種激光和激光制導也已經投入實用。
1、激光用作熱源。激光光束細小 ,且帶著巨大的功率,如用透鏡聚焦,可將能量集中到微小的面積上,產生巨大的熱量。比如,人們利用激光集中而的能量,可以對各種材料進行加工,能夠做到在一個針頭上鉆200個孔;激光作為一種在生物機體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應的手段,已在醫療、農業的實際應用上取得了良好效果。
2、激光測距。激光作為測距光源,由于方向性好、功率大,可測很遠的距離,且精度很高。
3、激光通信。在通信領域,一條用激光柱傳送信號的光導電纜,可以攜帶相當于2萬根電話銅線所攜帶的信息量。
4、受控核聚空中的應用。將激光射到氘與氚混合體中,激光所帶給它們巨大能量,產生高壓與高溫,促使兩種原子核聚合為氦和中子,并同時放出巨大輻射能量。由于激光能量可控制,所以該過程稱為受控核聚變。
今后,隨著人類對激光技術的進一步研究和發展,激光器的性能將進一步提升,成本將進一步降低,但是它的應用范圍卻還將繼續擴大,并將發揮出越來越巨大的作用。