红外（IR）激光器产生的光完全不可见于人眼。我们通常看不到这种光，但会以热量的形式感受到它。红外激光器凭借其独特的波长在激光领域发挥着重要作用，应用范围从重工业金属切割到跨越海洋传输互联网数据。
下面根据制造所用的具体材料，对最常见的红外激光器类型进行分类。
Nd:YAG激光器（固体）
世界上最著名且应用最广泛的固体激光器之一，以强大的功率和可靠耐用的性能而闻名。
- 波长：主要为 1064 nm（近红外）。
- 工作机制： 使用由钇铝石榴石制成并“掺杂”（混入）钕离子的合成晶体。该晶体由高功率闪光灯或外部激光二极管激发。
- 主要特性：可提供极高的输出功率和出色的光束质量，并能快速发射高能量脉冲或输出连续光束。
- 常见应用：重型工业金属切割和焊接、医疗程序（如激光脱毛和眼科手术）、纹身去除以及军用测距仪。
二氧化碳（CO2）激光器（气体）
重工业领域的主力设备。这是迄今发明的最早、最常见且功率最强的连续波激光器之一。
- 波长： 10.6 µm 或 10,600 nm（中红外）。
- 工作原理： 使用管内混合气体，主要包括二氧化碳、氮气和氦气，并通过强电流将其激发。
- 主要特性： 功率极高且效率很高。由于波长较长，光束很容易被有机材料和塑料吸收，但会被大多数未经处理的金属反射。
- 常见应用：木材、亚克力、纸张和皮革的工业切割与雕刻；医疗皮肤科应用（如激光皮肤重塑和小型手术）。
GaAs 和 InGaAs 激光二极管（半导体）
这些是隐藏在日常技术设备中的微型低成本激光器，相当于CD或Blu-ray播放器中所用激光器的红外版本。
- 波长： 大致范围为800 nm至1550 nm（近红外）。
- 工作原理： 采用砷化镓（GaAs）或铟镓砷（InGaAs）半导体结。电流通过芯片时直接发光。
- 主要特点： 超紧凑（通常只有盐粒大小）、能源效率高，并且易于以极低成本批量生产。
- 常见应用： 智能手机上的人脸识别传感器、自动驾驶汽车的LiDAR系统、条形码扫描仪，以及用作激发大型固体激光器的内部能量源（“泵浦源”）。
掺铒激光器（光纤/固体）
它们被称为“人眼安全”激光器，是全球电信系统的绝对支柱。
- 波长：通常约为 1550 nm 或 2940 nm（近红外至中红外）。
- 工作原理：使用掺杂稀土元素铒的玻璃光纤（或固体晶体）。
- 主要特性： 1550 nm范围内的光可通过标准光纤传输，数据损耗几乎为零。此外，人眼内的液体会在该波长到达视网膜之前将其吸收，因此与其他激光相比，在其周围工作要安全得多。
- 常见应用：通过长距离通信光纤电缆传输数据（互联网）、光放大器，以及需要尽量减少热损伤的高精度牙科或组织手术。
量子级联激光器或QCL（先进半导体）
一种高度复杂的专用激光器，可通过工程设计产生红外光谱更深处难以达到的特定波长。
- 波长： 在中红外至远红外光谱范围内可大范围调谐（约从3 µm至超过20 µm）。
- 工作机制： 使用由不同半导体材料构成的超薄微观层。电子并非发生常规反应，而是沿着由量子阱构成的微观“阶梯”逐级跃迁。电子每下降一级，就会发射一个光子。
- 主要特性： 可高度精确地调谐至指定的定制波长。它们可在室温下工作，并填补其他激光器难以工作的中红外光谱中的大范围空白。
- 常见应用: 化学光谱分析（识别未知气体和化学物质）、呼气测量医疗诊断、爆炸物检测，以及军事对抗措施（干扰热追踪导弹）。
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