什么是激光放大器

激光放大器是一种光学设备，能增强激光信号的强度。它通过受激辐射过程，将输入的弱激光束放大成更强的输出。实验室中的钛宝石放大器可将毫焦耳能量提升至焦耳级别。光纤放大器在通信系统中应用广泛，能将微瓦信号放大到毫瓦。医疗领域的Nd:YAG放大器可将激光功率提高10倍以上，用于精确手术。这些放大器保持激光原始特性，包括波长和方向性，但能量显著增加。

激光放大器的工作原理基于量子力学中的能级跃迁。红宝石放大器使用铬离子掺杂晶体，将泵浦光能量转化为激光能量。半导体放大器利用电子-空穴复合过程，在芯片上实现信号增强。自由电子放大器通过高速电子束与电磁场相互作用，产生高功率激光。放大器增益范围从几分贝到超过40分贝不等，具体取决于材料和设计。这些设备在科研、工业和军事领域都有重要应用，推动了激光技术的发展。