第一臺三能級紅寶石激光器，人類第一次獲得了具有非常良好的相干性的光源，隨著近四五十年激光技術的發展，激光器的種類，激光器的能量有了爆發性的增長，激光被越來越多的應用在通訊，工業，國防，醫療，農業等各個方面。激光加工作為傳統材料加工方式的一種補充方式，在材料加工領域逐步發展成熟起來，那么我們先來了解一下激光加工的原理以及激光加工與傳統加工方式有哪些不同。激光與物質的相互作用是激光加工的物理基礎。因為激光必須被材料吸收并轉化，才能用不同波長不同功率密度或者不同能量密度的激光進行不同的加工。激光與物質的相互作用涉及到激光物理，原子與分子物理，等離子體物理，固體與半導體物理，材料科學等廣泛的學科領域， ...

Laser（紅寶石激光器）694.3nm最早發明的激光器，也是固體激光器的一種，工作物質是紅寶石（三氧化二鋁摻雜三價鉻）Nd:Glass Laser（釹玻璃激光器）1060nm摻雜釹離子的玻璃作為工作物質的一種固體激光器Ho:YAG Laser（摻鈥YAG激光器，鈥激光器）2100nm摻鈥釔鋁石榴石作為工作物質的固體激光器Er:YAG Laser（摻鉺YAG激光器）2940nm摻鉺釔鋁石榴石作為工作物質的固體激光器Diode Laser（半導體激光器）多種分立波長半導體激光器是以一定的半導體材料做工作物質而產生激光的器件。.其工作原理一般是通過電激勵方式，在半導體物質的能帶（導帶與價帶）之間， ...

譜相匹配。以紅寶石激光器為例，其激勵光源是螺旋形脈沖氙燈，工作物質是紅寶石棒。氙燈在綠色和藍色光譜段有較強光輸出，正好能與紅寶石的吸收光譜對應起來，最終使紅寶石棒產生大量激發態（亞穩態）的原子，實現粒子數反轉。而作為工作物質的紅寶石則需要制作成圓柱形棒狀體，兩個端面平行并鍍銀，使之一端成為100%的全反射面，另一端成為90%的部分反射面（可看做光學諧振腔）。大部分的激光器都是由泵浦源、工作物質和光學諧振腔構成的。光學諧振腔通常由相隔一定距離的兩塊反射鏡組成（一塊為全反射面、一塊為部分反射面），這樣做可以令入射光源在諧振腔內來回振蕩，盡可能多地接觸工作物質，使工作物內原子受激輻射的概率增大。最終 ...

為q開關)，紅寶石激光器的發射可以在一個短的持續時間內(10-8秒的量級)和高的峰值功率(高達100兆瓦或更多)的單個“巨型脈沖”中獲得。當如此強烈的相干光照射到樣品上時，就會觀察到全新的現象。正常拉曼效應的量子力學理論變得不充分。受激拉曼效應做同調拉曼散射時，試樣同時受兩雷射之照射，一作激發用(ωL)，一作監控用(ωS)，而拉曼散射之強弱可用ωS之增益為測度。這些現象通常被稱為受激拉曼效應。在頻率vo的大脈沖激勵下，樣品在一定的Stokes頻率vo - v時產生增益，其中v是拉曼主動振動的頻率。通常只有一個這樣的頻率是“活躍的”，即每條線寬的正常拉曼強度Z大的頻率；然而，偶爾兩種振動可能同時 ...

一臺激光器(紅寶石激光器)。激光作為一種新型的光源具有以往光源所不具有的一系列優點，如高強度、高方向性、高單色性、高相干性。此后，激光技 術得到了飛速發展，其中一個重要方向就是向輸出脈寬越來越窄的脈沖方向發展。到目前為止，脈沖持續時間已由納秒(ns)、皮秒(ps)壓縮至飛秒(fs)，甚至至阿秒(as)級。故飛秒激光的脈沖持續時間遠短于熱平衡時間(10?12 s 數量級)，所以在與物質作用時，飛秒激光注入的能量被集中在一個空間極小的范圍內， 其能量幾乎不會被傳遞到直接作用區以外，對作用區周圍的熱影響極小。由于聚焦激光的焦斑尺寸極小， 能量密度極高，能量的利用率亦大大提高。這使得被作用區域的溫度在 ...

）和一個調Q紅寶石激光器（QSR9，Innolas UK, Ltd.）分別在 1064 nm 和 694 nm交錯激發脈沖。激光束被部分反射到光電二極管(DET36A，Thorlabs，Inc.)以對脈沖能量波動進行采樣。生成的 PA 信號由四個含256個陣元的四分之一環超聲換能器陣列（由 Imasonic, Inc. 設計和定制）記錄，并由 1024 個定制的一對一映射前置放大器放大，增益為51dB。四個12位256通道可編程DAQ(LEGION ADC256，PhotoSound Technologies, Inc.)，設置成20-MHz 采樣率、6-dB 增益和 7.5-MHz 模擬抗混 ...

臺激光器——紅寶石激光器問世，從此引發了各國學者對于激光技術的研究。1976年第1次實現了飛秒級的脈沖激光輸出，在技術層面實現了激光納米加工的可能。2003年，德國學者在不適用特殊氣體環境及后續工藝步驟的前提下采用飛秒技術對不銹鋼薄片進行了深孔加工，加工所得深孔邊緣清洗，表面干凈。近年來，激光微細加工技術被越來越多的應用于生物醫療領域的微納制造。圖1.醫用心臟支架圖片醫療器材是指包括計算機軟件在內的，人體直接或間接使用的儀器、設備及診斷試劑以及其它類似物。傳統的醫療器械成形加工方法，如線切割、電火花放電會在加工過程中產生較大的表面氧化與熱影響區，而電化學沉積需要在強酸或強堿的環境下進行而存在一 ...

等科學家通過紅寶石激光器首次進行了二次諧波產生的非線性光學實驗。在1962年Bloembergen等對于光學混頻等非線性光學現象進行了開創性的理論性工作。而這些具有非線性光學特性的晶體材料即使非線性晶體。根據上面提到的非線性極化率的階數又可分為二階非線性和高階非線性（三階非線性為主）。一些材料更容易表現出二階非線性或χ(2)效應，其他材料可能更容易受到三階或者χ(3)效應的影響，這種類型完全取決于材料的結構。其中二階非線性包括倍頻、和頻、差頻以及各種光學參量轉換。而三階的非線性會產生四波混頻、受激拉曼散射、受激布里淵散射和雙光子吸收等現象。其中非線性頻率變換是一個重要研究方向，在光通信、激光器 ...