所謂固體激光器就是用固體激光材料作為工作物質(zhì)的激光器。1960年,T·H·梅曼發(fā)明的紅寶石激光器就是固體激光器,也是世界上第一臺(tái)激光器。雖然激光槍的概念自從1960年發(fā)明激光以來(lái)就不絕于耳,但是傳統(tǒng)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生激光的做法太過(guò)笨重,對(duì)于軍事用途來(lái)說(shuō)很不現(xiàn)實(shí)。此次試驗(yàn)中所采用的固態(tài)激光器裝置,在體積上要緊湊得多,并且是通過(guò)玻璃或陶瓷材料產(chǎn)生的。
固體激光器的工作物質(zhì),主要由光學(xué)透明的晶體或玻璃作為基質(zhì)材料,摻以激活離子或其他激活物質(zhì)構(gòu)成。其中,玻璃激光工作物質(zhì)容易制成均勻的大尺寸材料,可用于高能量或高峰值功率激光器。但其熒光譜線較寬,熱性能較差,不適于高平均功率下工作。而晶體激光工作物質(zhì)一般具有良好的熱性能和機(jī)械性能。自上世紀(jì)60年代以來(lái),已有300種以上摻入各種稀土金屬或過(guò)渡金屬離子氧化物和氟化物晶體實(shí)現(xiàn)了激光振蕩,但是由于固體激光器光源的發(fā)射光譜中只有一部分為工作物質(zhì)所吸收,再加上其他損耗,因而能量轉(zhuǎn)換效率不高,一般在千分之幾到百分之幾之間。直到最近,技術(shù)的發(fā)展才實(shí)現(xiàn)了讓固態(tài)激光裝置產(chǎn)生和化學(xué)反應(yīng)做法等量的能量。而這個(gè)重大問(wèn)題的解決,相當(dāng)于將固體激光武器的發(fā)展一下子送上了快車(chē)道。
固體激光器的特點(diǎn)大體上可歸納為:有較大的輸出功率和較緊湊的結(jié)構(gòu)。直到80年代末期,固體激光器的應(yīng)用主要集中在科研與開(kāi)發(fā)、加工、醫(yī)療和軍用等四個(gè)方面。
在科研、開(kāi)發(fā)方面,涉及面很廣,包括作核聚變研究的高峰值功率激光器系統(tǒng)、作光譜研究和新材料開(kāi)發(fā)用的超短脈沖激光器和可調(diào)諧激光器以及由同體激光器泵浦的染料可調(diào)諧激光器、作脈沖全息攝影用的紅卞石激光器、作高速攝影用的超短脈沖激光器、測(cè)人造地球11星軌跡和)球表面用的高精度激光測(cè)距儀、遙感用的激光雷達(dá)等等。