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,也是世界上第一臺激光器。雖然激光槍的概念自從1960年發(fā)明激光以來就不絕于耳,但是傳統(tǒng)通過化學反應來產(chǎn)生激光的做法太過笨重,對于軍事用途來說很不現(xiàn)實。此次試驗中所采用的固態(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械性能。自上世紀60年代以來,已有300種以上摻入各種稀土金屬或過渡金屬離子氧化物和氟化物晶體實現(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,技術的發(fā)展才實現(xiàn)了讓固態(tài)激光裝置產(chǎn)生和化學反應做法等量的能量。而這個重大問題的解決,相當于將固體激光武器的發(fā)展一下子送上了快車道。
固體激光器的特點大體上可歸納為:有較大的輸出功率和較緊湊的結構。直到80年代末期,固體激光器的應用主要集中在科研與開發(fā)、加工、醫(yī)療和軍用等四個方面。
在科研、開發(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、測人造地球11星軌跡和)球表面用的高精度激光測距儀、遙感用的激光雷達等等。