染料激光器

染料激光器（Dye laser），是使用通常为液体溶液的有机染料作为激光介质的激光器。相比气体的和固态的激光介质，染料激光器通常可以用于更宽的波长范围内。其较大的带宽，使得它们特别适合于可调谐激光器和脉冲激光器。例如，染料罗丹明6G发射的光可以从635 nm（橙红色）调整到560 nm（绿黄色），并能产生短至16 fs的脉冲。^[1]此外，所使用的染料可以更换，以便用同一激光器产生更宽的波长范围，波长跨度可从近红外到近紫外，尽管更换染料通常也需要更换激光器中的其他光学组件，例如介质反射镜或泵浦激光器。

在桌子上基于染料激光器的羅丹明6G, 正在发射 580 nm (桔黄色)激光. 发射的激光光柱可以见到淡黄色的线. 桔色染料溶剂从激光器左侧进入, 并被一束 514 nm (蓝绿) 光柱argon激光驱动。 染料射流位于图像中心, 在黄色窗口之后。

染料激光器是由彼得·索羅金（Peter P. Sorokin）和弗里茲·彼得·薛弗（Fritz Peter Schäfer）（及其同事）在1966年分别独立发现的。^[2][3]

除了通常的液体状态，染料激光器也可以作为固态染料激光器（SSDL）。SSDL使用掺杂染料的有机介质作为增益介质。

应用

劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)内的一套原子蒸气激光同位素分离装置。图中发出绿光的装置为铜蒸气泵浦激光器，它作为泵浦能量源驱动精密调谐波长的染料激光器（橙色光束）

染料激光器用途非常多。除了公认的波长敏捷能力之外，这些激光还可以提供非常大的脉冲能量或非常高的平均功率。闪光灯泵浦染料激光器已被证明每脉冲可产生数百焦耳，已知铜激光泵浦染料激光器可产生千瓦级的平均功率^[4]。

染料激光器被用于许多的应用，包括：

• 天文学（作为激光引导星），
• 原子蒸气激光同位素分离^[5]

• 制造业^[6]

• 医学
• 光谱学^[7]

在激光医学中，这些激光应用于几个领域^[8][9]，包括皮肤病，它们用于使肤色更均匀。 可能的宽波长范围允许非常接近地匹配某些组织的吸收线，例如黑色素或血红蛋白，而可获得的窄带宽有助于减少损害周围组织的可能性。 它们用于治疗鲜红斑痣和其他血管疾病，疤痕和肾结石。 它们可与各种油墨相匹配，用于去除纹身，以及许多其他应用^[10]。

参考

1. Dye Laser Principles: With Applications by Frank J. Duarte, Lloyd W. Hillman -- Academic Press 1990 Page 42
2. F. P. Schäfer (Ed.), Dye Lasers (Springer-Verlag, Berlin, 1990).
3. F. J. Duarte and L. W. Hillman (Eds.), Dye Laser Principles (Academic, New York, 1990).
4. HIGH POWER DYE LASERS. www.tunablelasers.com. [19 April 2018]. （原始内容存档于2020-07-21）.
5. M. A. Akerman, Dye laser isotope separation, in Dye Laser Principles, F. J. Duarte and L. W. Hillman (Eds.)(Academic, New York, 1990) Chapter 9.
6. D. Klick, Industrial applications of dye lasers, in Dye Laser Principles, F. J. Duarte and L. W. Hillman (Eds.)(Academic, New York, 1990) Chapter 8.
7. W. Demtröder, Laser Spectroscopy, 3rd Ed. (Springer, 2003).
8. L. Goldman, Dye lasers in medicine, in Dye Laser Principles, F. J. Duarte and L. W. Hillman, Eds. (Academic, New York, 1990) Chapter 10.
9. Costela A, Garcia-Moreno I, Gomez C. Medical Applications of Organic Dye Lasers. Duarte FJ (编). Tunable Laser Applications 3rd. Boca Raton: CRC Press. 2016: 293–313. ISBN 9781482261066.
10. Duarte FJ (编). Tunable Laser Applications 3rd. Boca Raton: CRC Press. 2016. ISBN 9781482261066.

外部链接

• 《物理園》：激光是甚麼？ （页面存档备份，存于互联网档案馆）