什么是激光泵浦？
激光泵浦 激光系统 输入能量激光系统 产生粒子数反转，即处于激发态 原子或分子数量激发态 处于基态的数量。这会增加受激辐射的概率，从而使激光得以产生。
加油
根据激光器的类型不同，可以通过多种方法实现泵浦，包括光学泵浦、电泵浦和化学泵浦。 无论采用何种泵浦方法，实现激光作用的关键在于粒子数反转 增益粒子数反转 产生粒子数反转 。这是因为激光作用基于爱因斯坦首次描述的“受激辐射”过程。当增益介质中的激发态原子或分子受到入射光子的激发时，便会发射出第二个具有相同波长和相位的光子，从而发生受激辐射。
这种放大过程会产生相位一致、波长和方向单一的高意 然而，激发态粒子发生受激辐射的概率在很大程度上取决于激发态粒子的数量。因此激发态 中的粒子数量必须激发态 基态。否则，其他机制将占据主导地位，泵浦能量将以热能或随机光（自发辐射）的形式散失。这个临界点有时被称为泵浦阈值。
让我们来看看这种原理在最常见的激光器类型中是如何运作的。
激光器的类型通常根据其增益介质的选择来分类。增益介质是指将泵浦能量实际转换为激光的材料。增益介质可以是固态晶体或玻璃、半导体芯片、气体等离子体，或是液体。
固态激光器光学泵浦
在光泵浦过程中，激发光的波长必须与增益介质的吸收光谱相匹配。当增益介质吸收激发光时，其电子会被激发到更高的能级，从而导致粒子数反转。
光泵浦是激光器 常见的泵浦方法激光器 增益介质激光器 为玻璃或晶体。多年来，激发光一直由强闪光灯提供，这是一种能发射短光脉冲的高强度光源。 闪光灯通常会发出强烈的白光，随后将光聚焦到增益介质上。世界上第一台激光器就是这种固态激光器 ：一台由闪光灯泵浦的红宝石激光器。
半导体泵浦固态激光器 激光器半导体泵浦固态激光器 DPSS)
遗憾的是，闪光灯发出的光覆盖了很宽的波长范围，而固态增益介质通常只吸收一个或几个非常特定的波长。因此，闪光灯的大部分能量最终都转化为热量。这需要采用主动水冷系统。此外，由于一种被称为“热透镜效应”的问题，这也会限制在不影响输出光束质量的前提下调节激光功率的能力。
通过用激光器（即电泵浦半导体芯片）取代闪光灯，成功解决了这一发热问题——详见下文。激光器 仅在固态增益介质已知会吸收光线的波长下发光。毫不奇怪，这种激光器被称为二极管泵浦固态（DPSS）激光器。
其他激光器器的光泵浦
在染料激光器中，增益介质呈液态：即含有荧光染料的溶剂。激光器 光泵浦，有时由另一台激光器泵浦，有时则由闪光灯泵浦。激光器 一直激光器 小众技术，过去科研 波调谐范围科研 激光器 科研 。但如今，大多数需要波长调谐的应用已转向基于钛的固态替代方案：sapphire Ti:S）或镱增益介质。不过，由闪光灯激光器 脉冲染料激光器 偶尔仍被用于少数利基应用，例如体外碎石术。
钛sapphire 激光器是一种固态激光器 增益介质为掺有离子 sapphire 。这类激光器 通过某种绿光激光器激光器 光泵浦。由于其宽波长范围激光器 调谐范围 荧光显微镜和流式细胞术。此外，通过一种称为“锁模”的方法，该激光器还能实现脉冲工作，脉冲宽度可短至几飞秒。
激光器 二极管激光器 激光器 光泵浦，包括镱掺杂玻璃激光器和镱掺杂光纤激光器，以及激光器 掺杂其他稀土金属的光纤的激光器 。
气体电泵激光器
电泵浦是激光泵浦的另一种方法；它通过使电流流经增益介质来激发原子或分子。这是几乎所有气体激光器所采用的泵浦机制，其中电流流经低压气体时会形成等离子体。
电泵用于提供动力 准分子 激光器。这是一种强大的激光器 发射具有极高脉冲能量的深紫外激光脉冲。激光器 独特的性能特性激光器 显示制造激光器 包括基于OLED和最新微型OLED技术的 显示。激光器 眼科 （例如LASIK），用于矫正视力问题。 此外，它们正逐渐成为许多新兴脉冲激光沉积 脉冲激光沉积 (PLD)应用中的激光器 。
连续波（CW）气体激光器 激光器 激光器 依赖电泵浦技术的典型代表，曾一度主导了需要可见光波长的激光应用领域。尽管它们能产生高质量的光束，但受限于波长选择范围狭窄且电光转换效率极低，如今已沦为小众产品。 它们过去的应用领域如今通常由激光器、激光器（DPSS）或光泵浦激光器 OPSL）所取代——详见下文。
半导体激光器器的电泵浦
电泵浦技术常激光器（通常也称为激光器），其中利用p-n结产生粒子数反转。p-n结是两种半导体材料之间的界面，其中p型半导体中富集着带正电的空穴，而n型半导体中富集着带负电的电子。 当在p-n结两端施加电压时，电子和空穴会被注入半导体中，从而形成粒子数反转 产生激光。
激光器 体积小、成本相对较低激光器 目前它们是采用电泵浦的激光器中最为常见的类型。此外，二极管激光器 也被广泛用于泵浦其他类型的激光器。大功率二极管激光器还直接应用于塑料焊接和金属堆焊/淬火等领域。
光泵浦半导体激光器
这让我们来谈谈一种重要且独特的激光器，即光泵半导体激光器（OPSL）。这种激光器包含一种特殊的半导体芯片，其泵浦并非依靠电流，而是依靠一个或多个激光器发出的光。OPSL具有若干独特的优势。其半导体结构可针对近红外光谱宽范围内的任何特定波长进行设计。 随后，近红外波长可通过倍频转换为可见光，甚至通过三倍频转换产生紫外输出，从而为系统提供无与伦比的波长选择。同样重要的是，其输出功率可在几毫瓦到高达20瓦之间进行调节。
OPSL的示例包括 Verdi、 Sapphire、 Genesis以及OBIS系列 激光器 高意这些激光器 广泛激光器 生命科学领域，特别适用于流式细胞术 共聚焦显微镜。OPSL激光器还被用于壮观的多色激光灯光秀，因为它们能呈现比任何其他类型激光器更丰富的色彩。
化学泵送
化学泵浦是一种很少使用的激光泵浦，它利用化学反应粒子数反转 产生粒子数反转 。化学泵浦主要应用于非常专业的激光器，通过化学反应来激发气体中的原子或分子。最常见的化学泵浦方法是在化学激光器中燃烧氢气和氟气，从而产生粒子数反转 产生激光。
摘要
总而言之激光泵浦 激光系统中产生高意的关键过程。无论采用光学、电学还是化学手段实现，激光泵浦 的核心激光泵浦 粒子数反转 增益介质粒子数反转 产生粒子数反转 ，从而使受激辐射得以发生并产生激光。