固體紫外激光器

固體紫外激光器按泵浦方式分為氙燈泵浦紫外激光器、氪燈泵浦紫外激光器以及新型的激光二極管泵浦全固態激光器。固體紫外激光器光電轉換效率一般較低，而LD全固態紫外激光器則具有效率高、重頻高、性能可靠、體積小、光束質量較好及功率穩定等特點。

由于紫外光子能量大，難以通過外激勵源激勵產生一定高功率的連續紫外激光，故實現紫外連續波激光一般是應用晶體材料非線性效應變頻方法產生。全固態紫外激光譜線產生的方法一般有兩種，一是直接對紅外全固體激光器進行腔內或腔外3倍頻或4倍頻來得到紫外激光譜線；二是先利用倍頻技術得到二次諧波然后再利用和頻技術得到紫外激光譜線。前一種方法有效非線性系數小，轉換效率低，后一種方法由于利用的是二次非線性極化率，轉換效率比前一種高很多。晶體倍頻可實現連續紫外激光，其光束形狀為高斯型，所以光斑呈圓形，能量從中心到邊緣逐漸下降。由于波長短和光束質量限制，光束可以聚焦在10微毫米量級范圍。

氣體紫外激光器

紫外激光器分類氣體激光器包括以脈沖方式工作的準分子激光器、以連續方式工作的離子激光器和氦-鎘激光器以及金屬蒸氣紫外激光器。氣體紫外激光器的波長依賴于所使用的氣體混合物類型。

準分子激光器是一種脈沖激光器，產生的光束呈非矩形，光束截面強度大致均勻且光斑邊緣陡，其輸出可使用掩膜技術來產生不同幾何形狀的光斑，也可使用全息術來產生具體的光束能量圖樣。準分子激光的產生可分3個過程，即：激光氣體的激勵過程、準分子生成反應過程和準分子解離過程。其激勵方式有電子束激勵、放電激勵、光激勵、微波激勵和質子束激勵等。不同活性物質產生不同波長的準分子激光，一般為紫外、遠紫外和真空紫外波段。準分子激光器是二氧化碳激光器和YAG激光器之后的新一代激光器。其所發出的紫外短脈沖激光具有波長短、光子能量高等優點。常用的準分子激光器有ArF、KrCl、KrF等。激光脈沖頻率一般在10~100Hz，有些特殊用途的能夠達到1000Hz，平均功率一般在10~100W，脈沖寬度一般在ns量級。

金屬蒸氣紫外激光器主要指銅蒸氣紫外激光器，它產生波長為511nm和578nm的光，利用混頻和倍頻則可產生波長為255nm，271nm和289nm的紫外輻射。激光器光束分布服從高斯分布。

紫外激光器應用氣體激光器應用中的突出問題是設備占地面積大、可靠性有限、壽命短、高能耗和高費用。而且，準分子激光光束質量差，掩膜損失大。離子激光器和氦-鎘激光器存在光束方向穩定性差的缺點。