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激光器原理

激光器除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同。产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大于损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励（或抽运）源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。激光器中常见的组成部分还有谐振腔，但谐振腔（ 见光学谐振腔）并非必不可少的组成部分，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地缩短工作物质的长度，还能通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式（即选模），所以一般激光器都具有谐振腔。纳秒(ns)脉冲红外光纤激光器的多功能性是众所周知的，它们是大多数工业打标和雕刻应用的理想选择。

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激光产业链

从产业经济性的角度来看，行业平均水平下激光器约占激光设备成本的30%-50%（采用高功率激光器的设备中占比更高），而材料和激光器件占激光器成本的60%-70%（低功率激光器中的占比更高），因此激光器是制约激光设备经济性的关键，而激光芯片、特殊光纤等激光器核心器件的价格走势则决定了激光器的经济性。随着飞机、汽车工业向复合材料的转变，高功率激光器渗透率的持续提升。

由于激光产业上游材料不具备稀缺资源属性，激光芯片等器件的技术门槛相较于半导体芯片较低，而中游激光器的技术核心集中在光学设计、工艺经验等集成能力，下游激光设备市场极为广阔且分散，因此国内的激光产业链未来有机会国产化闭环。目前激光产业链上游和中游的国产替代进程较快，中低端激光器件和激光器产品单价呈现明显的降价趋势：激光器件方面，2009-2017年IPG每瓦特的芯片成本下降了80%，年均降幅18%；纳秒激光器很少在材料连接领域应用，但它们在连接超薄材料时的确非常出色。激光器方面，激光器单台价格每年降幅超过20%，带动激光装备价格逐年下降超过10%

纳秒激光的结论

用大面积透射光栅谱仪观察了飞秒与纳秒激光作用下铝等离子体的发射谱，对两种情况下等离子体的温度、密度用线强度比的方法进行了测量，发现在飞秒下X射线发射以K壳层为主，等离子体的温度（500 eV），电子密度（3×1021/cm3）比纳秒情况（100 eV和2×1020/cm3）下要高，显示飞秒与纳秒下不同的作用机制；是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。对空间特性的分析，发现飞秒的激光等离子体的发射长度短，而且更靠近靶面。由于谱仪分辨率的限制，解谱时得到的谱线信息不完全而限制了对谱更多的重要信息的获取（例如高分辨率光谱和谱的时间特性）。因此需利用具有更高分辨率的谱仪，如条纹像机对飞秒与纳秒激光下的等离子体的特性做更深入的研究。