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激光器的工作原理和结构

激光器是激光的发生装臵，有三大功能部件：泵浦源、增益介质、谐振腔。泵浦源为激光器提供光源，增益介质（也称为工作物质）吸收泵浦源提供的能量后将光放大，谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路，振腔振荡选模输出激光。

    ► 泵浦源作为能量源，作用是产生光子对增益介质进行激励。泵浦源发出的光子将增益介质中的粒子从基态泵浦（pump）到高能级，以实现粒子数反转。激励机制包括光学激励（光泵浦）、气体放电激励、化学激励、核能激励；目前泵浦源一般采用高功率半导体激光器（LD），主要作用是完成电能到光能的转化。

    ► 增益介质用来实现粒子数反转并放大光，同时决定输出激光的波长。增益介质可以采用液体、气体和固体。增益介质的基本要求是在受激后产生光子而不是光热转化，以及增益介质中的粒子需处于相对孤立的状态，才可能发生能级间的跃迁。

   ► 谐振腔主要起到“储存”、“提纯”激光的作用。谐振腔通常由两块反射镜构成，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。光子在反射镜之间来回反射，不断在增益介质中引起受激辐射，产生高强度的激光。同时，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率/波长、相位和运行方向，而使得激光具有良好的方向性和相干性。

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