二(er)、激光(guang)器的(de)結(jie)構(gou)，激光器壹(yi)般(ban)包括三(san)個(ge)部(bu)分。

　　1、激(ji)光工(gong)作介(jie)質

　　激(ji)光的(de)產(chan)生(sheng)必須(xu)選(xuan)擇合適(shi)的(de)工(gong)作介(jie)質，可以(yi)是(shi)氣體(ti)、液(ye)體(ti)、固(gu)體或半導體(ti)。在這種(zhong)介(jie)質中可以(yi)實現(xian)粒子數(shu)反轉(zhuan)，以(yi)制(zhi)造獲(huo)得激(ji)光(guang)的(de)必要條(tiao)件。顯然亞穩(wen)態(tai)能級的(de)存(cun)在，對實現粒子(zi)數(shu)反轉(zhuan)世非(fei)常有利(li)的(de)。現(xian)有工(gong)作介(jie)質近千(qian)種(zhong)，可產(chan)生(sheng)的(de)激(ji)光波(bo)長包括從(cong)真(zhen)空紫外道遠(yuan)紅(hong)外(wai)，非(fei)常廣(guang)泛(fan)。

　　2、激(ji)勵源(yuan)

　　為(wei)了使(shi)工(gong)作介(jie)質中出現(xian)粒(li)子(zi)數(shu)反轉(zhuan)，必須(xu)用壹定(ding)的(de)方法去(qu)激勵原子體系，使(shi)處(chu)於上能(neng)級(ji)的(de)粒(li)子數(shu)增加。壹(yi)般(ban)可以(yi)用氣(qi)體放電的(de)辦(ban)法來(lai)利(li)用(yong)具有動(dong)能(neng)的(de)電(dian)子去(qu)激發介(jie)質原子(zi)，稱為(wei)電激勵；也可用脈(mai)沖(chong)光源(yuan)來(lai)照(zhao)射(she)工(gong)作介(jie)質，稱為(wei)光激勵；還(hai)有熱(re)激勵(li)、化(hua)學激勵(li)等。各(ge)種(zhong)激勵(li)方式(shi)被形象化(hua)地(di)稱為(wei)泵浦(pu)或(huo)抽運(yun)。為了不(bu)斷(duan)得到激光輸出(chu)，必須(xu)不斷地(di)“泵(beng)浦(pu)”以(yi)維(wei)持(chi)處(chu)於上能(neng)級(ji)的(de)粒(li)子數(shu)比(bi)下(xia)能(neng)級(ji)多。

　　3、諧(xie)振(zhen)腔

　　有了(le)合適(shi)的(de)工(gong)作物質和激勵源(yuan)後(hou)，可實現(xian)粒(li)子數(shu)反轉(zhuan)，但這(zhe)樣(yang)產(chan)生(sheng)的(de)受(shou)激輻射(she)強度(du)很弱(ruo)，無法實際應(ying)用(yong)。於是(shi)人們(men)就想到了用光學諧(xie)振(zhen)腔進(jin)行(xing)放(fang)大(da)。所(suo)謂(wei)光(guang)學諧(xie)振(zhen)腔，實(shi)際是(shi)在激光(guang)器(qi)兩端，面對面裝上兩塊反射(she)率(lv)很高(gao)的(de)鏡。壹(yi)塊幾(ji)乎全(quan)反射(she)，壹塊光(guang)大(da)部(bu)分反射(she)、少(shao)量(liang)透(tou)射(she)出去(qu)，以(yi)使激(ji)光可透(tou)過這(zhe)塊鏡子(zi)而(er)射(she)出。被反射(she)回到工(gong)作介(jie)質的(de)光(guang)，繼(ji)續誘發新(xin)的(de)受(shou)激輻射(she)，光被放大(da)。因此(ci)，光(guang)在諧(xie)振(zhen)腔中來(lai)回振(zhen)蕩，造成(cheng)連(lian)鎖反應(ying)，雪(xue)崩似(si)的(de)獲(huo)得放(fang)大(da)，產(chan)生(sheng)強烈的(de)激(ji)光，從(cong)部(bu)分反射(she)鏡子(zi)壹(yi)端輸(shu)出(chu)。

　　下(xia)面以(yi)紅寶石激(ji)光(guang)器為(wei)例來(lai)說(shuo)明激光(guang)的(de)形成。工(gong)作物質是(shi)壹根(gen)紅(hong)寶石棒(bang)。紅(hong)寶石是(shi)摻(chan)入(ru)少(shao)許3價鉻(ge)離(li)子(zi)的(de)三(san)氧(yang)化(hua)二(er)鋁晶體。實際是(shi)摻(chan)入(ru)質量(liang)比(bi)約(yue)為(wei)0.05%的(de)氧(yang)化(hua)鉻(ge)。由(you)於鉻(ge)離(li)子(zi)吸收白光(guang)中的(de)綠(lv)光和藍(lan)光，所(suo)以(yi)寶石呈(cheng)粉(fen)紅色(se)。1960年梅(mei)曼(man)發(fa)明的(de)激(ji)光器(qi)所(suo)產(chan)用(yong)的(de)紅(hong)寶石是(shi)壹根(gen)直(zhi)徑(jing)0.8cm、長約8cm的(de)圓棒(bang)。兩端面是(shi)壹對平行(xing)平(ping)面鏡，壹(yi)端鍍上全(quan)反射(she)膜(mo)，壹端有10%的(de)透(tou)射(she)率(lv)，可讓(rang)激(ji)光(guang)透(tou)出(chu)。

　　紅(hong)寶石激(ji)光(guang)器中，用高(gao)壓氙燈作“泵(beng)浦(pu)”，利(li)用(yong)氙燈所(suo)發出(chu)的(de)強(qiang)光激(ji)發鉻(ge)離(li)子(zi)到達激發態(tai)E3，被抽運(yun)到E3上的(de)電(dian)子很(hen)快（～10－8s）通過無輻射(she)躍(yue)遷到E2。E2是(shi)亞穩(wen)態(tai)能級，E2到E1的(de)自(zi)發輻射(she)幾(ji)率(lv)很小(xiao)，壽(shou)命(ming)長達10-3s，即允(yun)許(xu)粒子停(ting)留(liu)較長時間。於(yu)是(shi)，粒子(zi)就(jiu)在E2上積(ji)聚(ju)起(qi)來(lai)，實(shi)現(xian)E2和E1兩能(neng)級(ji)上的(de)粒(li)子數(shu)反轉(zhuan)。從(cong)E2到E1受激發射(she)的(de)波(bo)長是(shi)694.3nm的(de)紅(hong)色(se)激光(guang)。由(you)脈沖(chong)氙燈得到的(de)是(shi)脈沖(chong)激(ji)光(guang)，每壹個(ge)光脈(mai)沖的(de)持(chi)續時(shi)間不(bu)到1ms，每個(ge)光脈(mai)沖能量(liang)在10J以(yi)上；也(ye)就是(shi)說，每個(ge)脈沖(chong)激光的(de)功(gong)率(lv)可超(chao)過10kW的(de)數(shu)量(liang)級。註(zhu)意到上述(shu)鉻(ge)離(li)子(zi)從激發(fa)到發出激光(guang)的(de)過程中涉及(ji)到三條能級(ji)，故(gu)稱為(wei)三能級系統。由(you)於在三能(neng)級(ji)系統中，下能(neng)級(ji)E1是(shi)基態(tai)，通常情(qing)況(kuang)下(xia)積(ji)聚(ju)大(da)量(liang)原子(zi)，所(suo)以(yi)要達(da)到粒子數(shu)反轉(zhuan)，要有相當強(qiang)的(de)激(ji)勵才(cai)行(xing)。