红光激光器的原理

以红宝石激光器为例，工作物质是一根红宝石棒。红宝石是掺入少许3价铬离子的三氧化二铝晶体。实际是掺入质量比约为0.05%的氧化铬。由于铬离子吸收白光中的绿光和蓝光，所以宝石呈粉红色。1960年梅曼发明的激光器所产用的红宝石是一根直径0.8cm、长约8cm的圆棒。两端面是一对平行平面镜，一端镀上全反射膜，一端有10%的透射率，可让激光透出。

红宝石激光器中，用高压氙灯作“泵浦”，利用氙灯所发出的强光激发铬离子到达激发态E3，被抽运到E3上的电子很快（～10－8s）通过无辐射跃迁到E2。E2是亚稳态能级，E2到E1的自发辐射几率很小，寿命长达10-3s，即允许粒子停留较长时间。于是，粒子就在E2上积聚起来，实现E2和E1两能级上的粒子数反转。从E2到E1受激发射的波长是694.3nm的红色激光。由脉冲氙灯得到的是脉冲激光，每一个光脉冲的持续时间不到1ms，每个光脉冲能量在10J以上；也就是说，每个脉冲激光的功率可超过10kW的数量级。注意到上述铬离子从激发到发出激光的过程中涉及到三条能级，故称为三能级系统。由于在三能级系统中，下能级E1是基态，通常情况下积聚大量原子，所以要达到粒子数反转，要有相当强的激励才行。

激光辅助瞄准器采用什么波长的激光是决定于激光器件的发展技术。作为激光瞄准器的激光器是在半导体固体激光发展之后才得以发展的。在半导体固体激光器的发展中，红色激光，红外激光是最早成熟的，所以采用这两种波长的激光是最便捷最成熟的，所以大多数激光瞄准器都是采用的是红色激光，或者红外激光的，由于红外激光肉眼是看不见的，所以还需要其它的转换器件才能看见，这也增加了瞄准器的复杂程度，但是，它的好处在于不容易被发现，其它的激光瞄准器采用的红色激光，它是最简洁最成熟的，如果其它的半导体固体激光器的成本和效率提升之后，不乏会采用其它波长的激光，但是，目前还是红色激光成本最低，最成熟。

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