激光
首字母缩写激光代表通过辐射的受激发射来放大光。
这是一种发光的装置。这些光在自然界中是不存在的。这种光可以通过基于电磁辐射受激发射的光学放大过程产生。它与传统的光有三个不同之处。首先,激光的光只包含一种颜色或波长,这就是为什么它被称为“单色”。其次,所有波长都是相位一致的——因此,它被称为相干的。第三,激光光束非常窄,可以集中在一个微小的点上——这种特性使它被称为“准直”。这些也是激光的特点.
它的运算需要种群反转。当一群原子或者分子在激发态中比在低能态中含有更多的无电子,就会发生布居数反转。现在,当电子处于激发态时,它可以衰变到一个空的较低的能态。如果一个电子在没有外界影响的情况下衰变,释放出一个光子,这就是所谓的自发辐射。
但是,如果电子受到光波(光子)的刺激而发出第二波并返回到较低的能级,那么它就被称为受激发射。实际上,在受激辐射中,一个光子击中一个电子,产生两个光子。现在,如果存在显著的粒子数反转,那么受激辐射可以产生显著的光放大。在受激辐射中产生的光子由于具有确定的相位关系而产生相干光。
1917年,爱因斯坦首先发现了激光的原理,但直到1958年激光才被成功地开发出来。
它有许多重要的应用。它们被用于CD和DVD播放机、打印机和扫描仪等普通消费设备。它们在医学上用于外科手术和各种皮肤治疗,在工业上用于切割和焊接材料。它们用于军事和执法设备中,用于标记目标和测量距离。激光在科学研究中也有许多重要的应用。
激光的组件
每个激光器由三个基本部件组成。这些都是- - - - - -
- 激光材料或活性介质。
- 外部的能量来源。
- 光学谐振腔。
- 活动介质受外部能量源(泵源)激发而产生粒子数反转。在增益介质中,光子自发和受激发射发生,导致光学增益或放大的现象。半导体、有机染料、气体(He、Ne、CO2固体材料(YAG,蓝宝石(红宝石)等)通常被用作激光材料,激光通常因用作介质的成分而得名。
- 激励源、泵源为系统提供所需的粒子反转和受激发射能量。泵浦有两种方法——电放电法和光学法。泵源的例子有放电、闪光灯、弧灯、另一种激光发出的光、化学反应等。
- 谐振腔波导基本上提供了模拟发射过程的指导。它是由高速光子引起的。最后,将产生一束激光。
在大多数系统中,它由两个镜子组成。一面镜子能完全反射,另一面只能部分反射。两个镜子都安装在光轴上,彼此平行。在两面镜之间的光腔中使用有源介质。这种安排只过滤那些沿轴而来的光子,而其他光子则被反射回介质中,在那里它们可能被受激辐射放大。
类型的激光
有很多类型的激光可用于不同的目的。根据不同的来源,它们可以如下描述。
- 固体激光器
在这种固态激光器中,材料被用作活性介质。固态材料有红宝石、钕- yag(钇铝石榴石)等。 - 气体激光器
这些激光器含有氦和氖的混合物。这种混合物装入一根玻璃管中。它作为活性介质。我们可以用氩、氪或氙作为介质。有限公司2氮激光也可以制造。 - 染料或液体激光器
在这种激光器中,有机染料如罗丹明6G在液体溶液或悬浮液中用作玻璃管内的活性介质。 - 准分子激光
准分子激光器(这个名字来自激发态和二聚体)使用活性气体如氯和氟与惰性气体如氩或氪或氙混合。这些激光器产生紫外线范围内的光。 - 化学激光器
化学激光器是一种激光它从化学反应中获得能量。化学激光器的例子有化学氧碘激光器(COIL)、全气相碘激光器(AGIL)、氟化氢激光器、氟化氢激光器等 - 半导体激光器
在这些激光,则使用结型二极管。的半导体被受体和给体都掺杂。这就是所谓的注射激光二极管.每当当前的通过时,可在输出处看到光。