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激光形成

發布時間: 2021-03-23 20:43:28

激光產生的原理及應用是什麼

激光產生的原理:

原子中的電子吸收能量後從低能級躍遷到高能級,再從高能級回落到低能級的時候,所釋放的能量以光子的形式放出。被引誘(激發)出來的光子束(激光),其中的光子光學特性高度一致。這使得激光比起普通光源,激光的單色性好,亮度高,方向性好。

應用:

1、激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源,識別物體等的一門技術,傳統應用最大的領域為激光加工技術。

2、激光武器是一種利用定向發射的激光束直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。根據作戰用途的不同,激光武器可分為戰術激光武器和戰略激光武器兩大類。武器系統主要由激光器和跟蹤、瞄準、發射裝置等部分組成,2013年通常採用的激光器有化學激光器、固體激光器、CO2激光器等。

3、激光通信,是激光在大氣空間傳輸的一種通信方式。激光大氣通信的發送設備主要由激光器(光源)、光調制器、光學發射天線(透鏡)等組成;接收設備主要由光學接收天線、光檢測器等組成。

(1)激光形成擴展閱讀:

進行激光加工和激光治療時,還可能產生有害的煙霧、蒸氣和雜訊等,對環境造成輻射危害。激光的防護為:

①有激光的工作場所應張貼醒目的警告牌,設置危險標志。

②工作人員應先接受激光防護的培訓,進入工作場所應帶激光防護眼鏡。

③激光不用時,應在輸出端加防護蓋。應盡量讓光路封閉,避免人員暴露於激光束。另外,應保持光路高於或低於人眼高度,這對可見光波段以外的激光尤其顯得重要。

④在激光運行空間內應保證足夠的照明使眼睛的瞳孔保持收縮狀態。

⑤對激光操作人員進行定期體檢。

⑵ 激光是怎麼形成的

激光(Laser),它指通過受激輻射放大和必要的反饋,產生準直、單色、相乾的光束的過程及儀器。而基本上,產生激光需要"共振腔"(resonator)、"增益介質"(gain medium)以及"激發來源"(pumping source)這三個要素。
原理
原子的運動狀態可以分為不同的能級,當原子從高能級向低能級躍遷時,會釋放出相應能量的光子(所謂自發輻射)。同樣的,當一個光子入射到一個能級系統並為之吸收的話,會導致原子從低能級向高能級躍遷(所謂受激吸收);然後,部分躍遷到高能級的原子又會躍遷到低能級並釋放出光子(所謂受激輻射)。這些運動不是孤立的,而往往是同時進行的。當我們創造一種條件,譬如採用適當的媒質、共振腔、足夠的外部電場,受激輻射得到放大從而比受激吸收要多,那麼總體而言,就會有光子射出,從而產生激光。

分類
根據產生激光的媒質,可以把激光器分為液體激光器、氣體激光器和固體激光器等。而現在最常見的半導體激光器算是固體激光器的一種。

構成
激光器大多由激勵系統、激光物質和光學諧振腔三部分組成。激勵系統就是產生光能、電能或化學能的裝置。目前使用的激勵手段,主要有光照、通電或化學反應等。激光物質是能夠產生激光的物質,如紅寶石、鈹玻璃、氖氣、半導體、有機染料等。光學諧振控的作用,是用來加強輸出激光的亮度,調節和選定激光的波長和方向等。
應用
激光應用很廣泛,主要有 fiber communication, 激光測距、激光切割、激光武器、激光唱片等等
歷史
1958年,美國科學家肖洛和湯斯發現了一種神奇的現象:當他們將內光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時,晶體的分子會發出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。根據這一現象,他們提出了"激光原理",即物質在受到與其分子固有振盪頻率相同的能量激勵時,都會產生這種不發散的強光--激光。他們為此發現了重要論文。
肖洛和湯斯的研究成果發表之後,各國科學家紛紛提出各種實驗方案,但都未獲成功。1960年5月15日,美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光,這是人類有史以來獲得的第一束激光,梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領域的科學家。
1960年7月7日,梅曼宣布世界上第一台激光器由誕生,梅曼的方案是,利用一個高強閃光燈管,來刺激在紅寶石色水晶里的鉻原子,從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱,當它射向某一點時,可使其達到比太陽表面還高的溫度。
前蘇聯科學家H.Γ.巴索夫於1960年發明了半導體激光器。半導體激光器的結構通常由P層、N層和形成雙異質結的有源層構成。其特點是:尺寸小,耦合效率高,響應速度快,波長和尺寸與光纖尺寸適配,可直接調制,相乾性好。

⑶ 激光是由什麼產生的

激光是光學原理的抄一種應用,但是究竟要怎麼樣才能從普通的光線變成激光?這就得先了解原子發光的原理。一個原子從高能階降到低能階時,會放出一個光子,叫做自發放光。原子在高能階時受到一個光子的撞擊,就會受激而放出另外一個相同的光子,變成兩個光子,叫做受激放光。如果受激放光的過程持續產生,則所發出來的光子便會越來越多。只要我們把高能階的原子數量控制在高於低能階的原子數量,那麼受激放光的過程就會持續產生,這種控制原子受激放光的裝置我們稱它為「光放大器」。

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