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一、引言
    就武漢中國光谷產(chǎn)業(yè)而言，能量光電子是其中最重要的組成部分，而激光器及其激光設(shè)備又是能量光電子的核心產(chǎn)品。自第一臺紅寶石激光器問世，固體激光器就一直占據(jù)了激光器發(fā)展的主導(dǎo)地位，特別是在20世紀(jì)80 年代出現(xiàn)的半導(dǎo)體激光器以及在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的全固化固體激光器更因為體積小、重量輕、效率高、性能穩(wěn)定、可靠性好和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為光電行業(yè)中最具發(fā)展前途的領(lǐng)域。目前世界范圍內(nèi)銷售的商品固體激光器已有500 余種，但從1998 年開始，固體激光器中的Nd:YAG 激光器的市場占有率和銷售額已升為第一位。
    傳統(tǒng)的固體YAG 激光器，通常由摻釹釔鋁石榴石晶體棒、泵浦燈、聚光腔、光學(xué)諧振腔、電源及制冷系統(tǒng)組成，其轉(zhuǎn)換效率為2%到3%。另一方面整個激光器需要龐大的制冷系統(tǒng)，體積很大。泵浦燈的壽命約為300 到1000 小時，操作人員需花很多時間頻繁的換燈，中斷系統(tǒng)工作，使自動化生產(chǎn)線的效率大大降低。因此技術(shù)上沒有大的發(fā)展空間，全固化固體激光器將取代燈泵浦固體激光器，這是固體激光器的發(fā)展方向。近年來由于大功率激光二極管制造工藝的成熟和生產(chǎn)成本的降低，使二極管泵浦固體激光器的研究得到了飛快的發(fā)展，且已正式進(jìn)入商品化。世界著名的激光公司Rofin-Sinar 所銷售的激光工業(yè)加工設(shè)備中60％已是二極管泵浦的固體激光器。表一給出了三類激光器的特性比較。

    與傳統(tǒng)燈泵浦固體激光器比較，全固化固體激光器具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1) 轉(zhuǎn)換效率高：由于半導(dǎo)體激光的發(fā)射波長與固體激光工作物質(zhì)的吸收峰相吻合，加之泵浦光模式可以很好地與激光振蕩模式相匹配，從而光光轉(zhuǎn)換效率很高，已達(dá)50％以上，整機(jī)效率也可以與二氧化碳激光器相當(dāng)，比燈泵固體激光器高出一個量級，因而全固化固體激光器可省去笨重的水冷系統(tǒng)，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，易于系統(tǒng)集成，性能價格比高。
2) 性能可靠、壽命長：激光二極管的壽命大大長于閃光燈，達(dá) 15000 小時以上，而閃光燈的壽命只有300-1000 小時。激光二極管的泵浦能量穩(wěn)定性好，比閃光燈泵浦優(yōu)一個數(shù)量級，性能可靠，可制成全固化器件。運(yùn)行壽命長，成為至今為止唯一無需維護(hù)的激光器，尤其適用于大規(guī)模生產(chǎn)線。
3) 輸出光束質(zhì)量好：由于二極管泵浦激光的高轉(zhuǎn)換效率，減少了激光工作物質(zhì)的熱透鏡效應(yīng)，大大改善了激光器的輸出光束質(zhì)量，激光光束質(zhì)量已接近理論極限M2 = 1。