激光器可以按照泵浦方式、增益介質(zhì)、工作方式、輸出功率、輸出波長(zhǎng)等不同維度進(jìn)行分類，以下是各類激光器的種類及特點(diǎn)：

一、按泵浦方式分類

1.光泵浦激光器：利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，如紅寶石激光器、染料激光器等。優(yōu)點(diǎn)是泵浦效率較高，可獲得較高的激光輸出功率;缺點(diǎn)是需要額外的光源作為泵浦源，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

2.電泵浦激光器：通過電極施加電壓，使電流通過工作物質(zhì)，利用電流產(chǎn)生的能量激發(fā)粒子實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，如半導(dǎo)體激光器、部分氣體激光器等。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于控制和調(diào)節(jié);缺點(diǎn)是電光轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，且在高功率輸出時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生較大的熱效應(yīng)。

3.化學(xué)泵浦激光器：利用化學(xué)反應(yīng)釋放的能量對(duì)工作物質(zhì)進(jìn)行激勵(lì)，如化學(xué)激光器。優(yōu)點(diǎn)是輸出功率極高，可產(chǎn)生高強(qiáng)度的激光脈沖;缺點(diǎn)是化學(xué)反應(yīng)釋放大量鹵化物，需使用散熱裝置才能保證反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，且反應(yīng)級(jí)慢，成本較高。

4.熱泵浦激光器：利用熱能激發(fā)工作物質(zhì)，如某些固體激光器。優(yōu)點(diǎn)是泵浦源簡(jiǎn)單，成本較低;缺點(diǎn)是熱效應(yīng)較大，對(duì)工作物質(zhì)的熱穩(wěn)定性要求較高，且激光輸出功率相對(duì)較低。

5.核泵浦激光器：利用小型核裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵(lì)工作物質(zhì)，如核泵浦氦氬激光器等。優(yōu)點(diǎn)是可產(chǎn)生高能量、高功率的激光;缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜，安全性要求高，且核廢料處理困難。

二、按增益介質(zhì)分類

固體激光器：工作介質(zhì)是絕緣晶體，一般采用光泵浦激勵(lì)。如紅寶石激光器、釹玻璃激光器、摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光器等。優(yōu)點(diǎn)是功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便;缺點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率較低，熱效應(yīng)較大，對(duì)工作物質(zhì)的制備要求較高。

1.氣體激光器：以氣體或蒸氣作為增益介質(zhì)，根據(jù)增益介質(zhì)的不同，分為原子(如He-Ne)、分子(如CO2)、離子(如Ar+)激光器等。優(yōu)點(diǎn)是種類多，波長(zhǎng)分布區(qū)域?qū)挘l率穩(wěn)定性好，可實(shí)現(xiàn)最大功率連續(xù)輸出，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，轉(zhuǎn)換效率高;缺點(diǎn)是介質(zhì)密度低，通常比其他類型的激光器大，且氣體激光器的維護(hù)成本相對(duì)較高。

2.液體激光器：以液體染料作為增益介質(zhì)，將其以特定濃度溶解在溶劑中制成。優(yōu)點(diǎn)是輸出的激光波長(zhǎng)在很廣范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，可產(chǎn)生超短脈沖，輸出激光譜線窄，輸出功率高;缺點(diǎn)是介質(zhì)壽命短，輸出功率受限，目前基本被缽藍(lán)寶石等波長(zhǎng)可調(diào)的固體激光器取代。

3.半導(dǎo)體激光器：以半導(dǎo)體材料作為激光增益介質(zhì)，如砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)等。優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、成本低、可批量生產(chǎn)，能量轉(zhuǎn)換效率高，波長(zhǎng)范圍廣，壽命長(zhǎng)，易于調(diào)制;缺點(diǎn)是發(fā)散角大，單色性差，光束質(zhì)量相對(duì)較差。

4.光纖激光器：用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)是光束質(zhì)量好，易于獲得單橫模輸出，且受外界因素影響很小，能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度的激光輸出;輸出激光波長(zhǎng)多，稀土離子能級(jí)非常豐富及其稀土離子種類多;高效率，商業(yè)化光纖激光器的總體電光效率高達(dá)25%;散熱特性好，玻璃材料具有極低的體積面積比，散熱快、損耗低;結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，諧振腔內(nèi)無(wú)光學(xué)鏡片，具有免調(diào)節(jié)、免維護(hù)、高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn);制造成本低，玻璃光纖制造成本低、技術(shù)成熟及其光纖的可繞性所帶來的小型化、集約化優(yōu)勢(shì)。

三、按工作方式分類

1.連續(xù)激光器：工作物質(zhì)的激勵(lì)和相應(yīng)的激光輸出，可以在一段較長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)以連續(xù)方式持續(xù)進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)是輸出功率穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)高功率連續(xù)輸出;缺點(diǎn)是熱效應(yīng)較大，對(duì)冷卻系統(tǒng)要求較高，且在一些對(duì)熱敏感的材料加工中可能會(huì)產(chǎn)生不良影響。

2.脈沖激光器：以脈沖形式輸出，主要特點(diǎn)是峰值功率高，熱效應(yīng)小。根據(jù)脈沖時(shí)間長(zhǎng)短，可進(jìn)一步分為長(zhǎng)脈沖(毫秒、微秒)、短脈沖(納秒)、超短脈沖(皮秒、飛秒)激光器。優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)高精度加工，對(duì)材料的熱影響小，適用于對(duì)熱敏感的材料加工;缺點(diǎn)是脈沖能量和功率的穩(wěn)定性相對(duì)較差，且對(duì)脈沖控制技術(shù)要求較高。

四、按輸出功率分類

1.小功率激光器：輸出功率一般在0-1kW，如部分半導(dǎo)體激光器、低功率的氣體激光器等。優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本低、易于攜帶和使用;缺點(diǎn)是輸出功率較低，適用于一些對(duì)功率要求不高的應(yīng)用領(lǐng)域，如激光指示、激光通信、激光測(cè)量等。

2.中功率激光器：輸出功率在1kW-3kW，如中功率的光纖激光器、固體激光器等。優(yōu)點(diǎn)是功率適中，可滿足大多數(shù)工業(yè)加工和科研應(yīng)用的需求;缺點(diǎn)是相比高功率激光器，其加工效率和處理能力相對(duì)較低。

3.高功率激光器：輸出功率在3kW以上，如高功率的光纖激光器、二氧化碳激光器等。優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)高功率密度的激光輸出，適用于對(duì)功率要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域，如激光切割、焊接、熔覆等;缺點(diǎn)是設(shè)備成本高，對(duì)冷卻系統(tǒng)和電源的要求較高，且在高功率輸出時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生較大的熱效應(yīng)和光束質(zhì)量下降的問題。

五、按輸出波長(zhǎng)分類

1.紅外激光器：輸出波長(zhǎng)范圍處于0.76-3微米，如光纖激光器、部分氣體激光器等。優(yōu)點(diǎn)是波長(zhǎng)較長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸和大功率輸出，且對(duì)人眼的安全性相對(duì)較高;缺點(diǎn)是波長(zhǎng)較長(zhǎng)，對(duì)材料的吸收率相對(duì)較低，加工效率可能受到一定影響。

2.可見光激光器：輸出波長(zhǎng)范圍處于380納米-780納米，如紅寶石激光器、氦氖激光器、氬離子激光器、氪離子激光器等。優(yōu)點(diǎn)是波長(zhǎng)處于可見光范圍，可直接觀察到激光束，便于調(diào)試和使用;缺點(diǎn)是波長(zhǎng)較短，對(duì)材料的吸收率相對(duì)較高，但在一些對(duì)熱敏感的材料加工中可能會(huì)產(chǎn)生不良影響。

3.紫外激光器：輸出波長(zhǎng)范圍處于200納米-400納米，如氮分子激光器、氟化氙準(zhǔn)分子激光器、氟化氪(Krf)準(zhǔn)分子激光器等。優(yōu)點(diǎn)是波長(zhǎng)較短，可實(shí)現(xiàn)高精度加工，對(duì)材料的熱影響小，適用于對(duì)熱敏感的材料加工;缺點(diǎn)是波長(zhǎng)較短，對(duì)材料的吸收率相對(duì)較高，且紫外激光對(duì)人體和環(huán)境的危害較大，需要采取嚴(yán)格的防護(hù)措施。

審核編輯 黃宇