微片激光器应用在哪些领域

微片激光器：

微片（Microchip）激光器，是一种激光二极管抽运，用高掺杂的晶体材料作为增益介质的小型全固态脉冲激光器，一般腔长都控制在毫米量级。由于腔长比较短，其大大缩短了谐振腔内的光子寿命，从而更容易实现激光器的短脉宽输出，且光束质量好、激光亮度高，亦可实现单纵模单频激光输出。也正是由于这个特点，使得这类激光器的结构非常紧凑、寿命长、容易批量化生产。

虽然不同的激光雷达都在用不同的激光器，但是微片激光器时未来气象雷达和环保监测的最佳方案

微片激光器是以微晶片晶体材料（典型厚度为mm量级）为激光工作物质，并在其端面镀膜直接构成谐振腔，将LD芯片快、慢轴整形后作为泵浦源直接泵浦微片晶体，整体激光器系统体积小巧，结构紧凑。因此，微片激光器也叫微型激光器。

增加非线性晶体可以实现二倍频、三倍频、四倍频激光输出，波长包括1535、1319、1064、1030、946、660、532、515、473、355、343、237、266、257、213 nm等，能量从1 μJ到百 μJ，重频从1 Hz到100 kHz。应用领域包括气象雷达、海岸线测绘雷达、人眼安全测距仪、远程拉曼、LIBS、医疗美容、超声成像、微纳加工、激光放大器种子源等。典型的激光器结构如图9。

目前微片激光器的生产企业主要包括：国外的Alphalas、Leukos，上海旭为光电代理其产品，可以在国内买到，微片激光器在气象雷达中主要是应用于米散射雷达（微脉冲雷达）

微片激光器的优劣势对比

优势：

微片激光器体积小巧，性能问题，成本低廉，不仅在激光雷达，在云高仪，气溶胶监测雷达中实现了批量应用，而且利用半导体或闪光灯的方式，可以对微片激光器的能量放大，在未来还会有更大的应用空间，比如科研领域的光声成像，远程拉曼测量，对危险品的测量。在国防领域的海军和空军也有大量需求。

弱势：

首先微片激光器的能量比较低，重频也难以做的很大，一般100 kHz已经几乎是微片激光器的重频极限了，并不适合做大功率、重频要求很高的应用；其次对于国内市场，产品的认知度不如国外普及。

       微片激光器目前主要的应用前景是气象激光雷达：

激光雷达的主要用处是探测目标特征量的雷达系统，其工作原理是向目标发射激光束作为探测信号，然后接收反射回来的信号，将发射出去的信号与回来的信号进行比较，经过处理之后就可以获得目标的信息，如距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对相应的目标进行探测、跟踪和识别。

激光雷达三由3个工作步骤完成操作，激光发射机发射光脉冲，通过转台把激光打向四面八方不同的方向，光接收机再把反射回来的光还原成电信号，最后由信息处理器处理结果。

激光雷达的主要应用于气象和环保两个领域。利用激光探测大气，激光气象雷达可以监测到大气气溶胶种类及浓度、痕量气体（臭氧、二氧化碳等）浓度、大气温度、大气湿度、风速、风向等参数，天气预报以及自然灾害预报就是依靠的激光雷达

目前激光雷达的主要有以下几个分类：

-米散射激光雷达

-拉曼激光雷达

-差分吸收激光雷达

-激光测风雷达

那么激光雷达中的激光发射机是用的哪种激光器呢？由于激光雷达的分类不同，他们所用的激光器也有不同：

米散射激光雷达

米散射雷达中的激光器基本都实现了国产化，波长主要是532 nm，少量用户采用1064 nm激光器，能量从20 μJ到1 mJ不等。

拉曼激光雷达

拉曼激光雷达多采用波长为532 nm、355 nm灯泵激光器，能量需要几十甚至几百毫焦。此类型激光器目前多为进口，国产设备在稳定性上还有所欠缺。

差分吸收激光雷达

差分吸收激光雷达采用差分吸收原理，发射、接收多波长紫外（多为266 nm、289 nm、299 nm和316 nm等）激光器多采用波长为266 nm灯泵激光器，激光能量需达到60 mJ到100 mJ级别，使用时需要将266 nm激光先通过拉曼池或拉曼晶体，产生频移激光，利用频移激光来进行探测。此类拉曼激光雷达中使用的激光器，多为进口

激光测风雷达

采用的激光器多为1550 nm的单频光纤激光器，该类型激光器国内多所科研院所及公司均已实现批量生产。