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激光加工
內容編輯 激光切割加工中波長對切割材料的影響激光的波長是一項基本特征，由增益介質及其內部結構決定。常見的激光源之一是激光二極管，其波長由其設計和組成材料決定。激光二極管由電流驅動，直接將電能轉換為光。對于指定的應用，并非所有波長都能采用所需的參數（例如功能或能量）從激光器中生成。當需要其他激光波長時，通常會使用某種波長轉換。在本文中，我們將介紹轉換激光的波長會對特定應用有利的情況，并且概述用于實現此類波長轉換的流程。 可調諧激光器 我們先討論調諧激光器。調諧范圍首先受到增益介質帶寬的限制。實現調諧的方法是控制激光腔內的損失，使產生激光的特定波長的損失降到最低限度。 調諧機制可以像控制激光的溫度那樣簡單，也可以復雜到使用微機電促動器來更改激光腔的長度。可調諧激光二極管能夠實現到 40 nm 調諧范圍。 固態激光器 另一方面，許多固態激光器的增益光譜較窄，因此不可調諧，值得注意的例外是鈦寶石激光器，得益于較寬的增益帶寬，它能夠在 650－1100 nm 范圍內調諧。 線性波長 當激光用于將增益介質（通常為水晶）泵浦到更高的能態時，就會發生線性波長轉換。受激電子通過發出更長波長輻射來衰減到更低的能態。在激光腔內部放置增益介質，即可構成激光器。一個眾所周知的例子是 Nd：YAG 激光器，通常使用激光二極管在 808 nm 進行泵浦， 發出 1064 nm 輻射。 非線性波長
接下來，我們要考慮非線性波長轉換。在光電領域，當極化密度 P 等物理量對激光器的電場 E 作出非線性響應時，我們就稱該系統為非線性。當介電材料受到電場 E 的影響時，其分子會獲得電偶極矩，我們稱該介質被極化。極化密度 P 表示這些電偶極矩的密度，可以使用以下方程來描述：
P ＝ e0（c（1）E ＋ c（2）E2 ＋ c（3）E3 ＋ …）
其中，e0 是常數，c（n） 稱為介質的 n 階極化率，表示介電材料響應外加電場 E 的極化度。這個方程表明，如果電場 E 激發介質，則產生與 E2 成比例的極化，其強度與 c（2） 項相關。如果 E 以 ω 頻率振蕩，則 P 具有以 2 ω 的頻率振蕩的分量。簡而言之，為了得到響應頻率為 ω 的激發，我們使電偶以 2 ω 的頻率振蕩和輻射。因此，事實上，介質將頻率為 ω 的輻射轉換成頻率為 2ω 的輻射。
這稱為二次諧波產生 （SHG）。二次諧波產生的一個眾所周知的例子是 532 nm 綠光激光器，它使用非線性水晶，通過 SHG 將 1064 nm 轉換為 532 nm。Spectra
