与激光效率有很大关系的是量子缺陷。
你会看到像这样的能量图:
只有在红色箭头上下两层之间的能量才能进入激光束。所有其他的能量都变成无用的光或热。
虽然二氧化碳的能量图要复杂得多,但确实有很多能量进入了光束:
但很明显,从0.2eV到基态的所有能量都损失了。激光实际使用的能量只有0.3 ~ 0.2eV。
我们现在正在制造一些固态光纤激光器,利用光泵浦在光纤包层中,效率接近40%。这些都是二极管泵浦和技术结合二极管输出是复杂的。这是相对较新的。在激光技术的前50年里,几乎所有的激光器的效率都是10%或更低。
损耗主要发生在两个地方:泵浦(通常是光学或化学的)和量子缺陷。在光泵浦中,大部分泵浦光丢失,直到我们开始泵浦光纤。
上面的第一个图适用于二极管泵浦的YAG激光器,其中包括光纤激光器。
最初的红宝石激光器效率非常低,以致于一个10千焦的闪光灯抽运一根红宝石棒,仅能产生1焦耳的脉冲。