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        什么是激光
        2021-10-08       11:01:30來源:

        激光一詞是Laser的意譯,是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation首字母的縮寫,意思是“通過受激輻射光擴大”。

        1916年,物理學家愛因斯坦研究并提出光學感應吸收和感應發射(又稱受激吸收和受激發射)的觀點,這一觀點后來成為激光器的主要物理基礎。

        世界上第一臺激光器于1960年由美國科學家西奧多·梅曼在加利福尼亞休斯實驗室研制成功。激光在中國曾被譯為鐳射、光激射器、光受激輻射放大器等。1964年,第三屆光量子放大器學術會議討論后,決定采納錢學森院士將其翻譯為“激光”的建議。激光這個譯名,既能反映受激輻射的科學內涵,又能表明它是一種很強烈的新光源,因此從那時起被認同并一直沿用至今。

        激光的波長和普通光的波長一樣,激光呈現的顏色取決于激光的波長,而波長取決于發出激光的活性物質,即受激后能產生激光的那種材料。受激材料有固體、半導體、氣體等。例如,紅寶石受激就能產生紅色的激光束;氬氣受激能夠產生藍綠色的激光束;半導體受激能夠發出紅外激光,肉眼看不見;CO2受激能夠發出波長為10.6μm的激光,肉眼也不可見,等等。

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        1.1.2 激光與普通光源的區別

        激光是高能量的光束集合,被稱為最快的刀、最準的尺、最亮的光。激光與普通光源相比,具有四大特性。

        (1)高方向性:這是指光束的發散角小,即激光的定向性極高,而普通光源向四面八方發光。如圖所示,手電筒的燈泡發出來的光線向四周發射。要讓發射的光朝一個方向傳播,需要給光源裝上一定的聚光裝置。例如,汽車的前燈和探照燈都安裝了有聚光作用的凹面鏡和凸透鏡,使光線匯集起來,向一個方向射出。

        (2)高亮度:光源的亮度是指發光單位在給定方向單位立體角范圍內的光功率。在發明激光前,人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高,與太陽的亮度不相上下,而激光的亮度遠高于太陽的亮度,例如,紅寶石激光器的激光亮度,約為太陽光亮度的100億倍。

        (3)高單色性:由于激光器輸出的光,波長分布范圍非常窄,因此顏色極純。例如,氦氖激光器發射的紅色激光波長分布范圍為μm級別,是氪燈發射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見,激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。

        (4)高相干性:這是指光波各個部分的相位關系。由于激光具有高方向性和高單色性,光束在傳播過程中與各點必然形成穩定的相位關系,形成穩定的干涉條紋。

        激光具有以上四大特點使得它能夠精確地集中到焦點,得到很高的功率密度,比一般的切割熱源高幾個數量級。激光加工帶來了傳統加工所不具備的高能品質,所以得到廣泛應用,其中,材料加工就是其一個重要的應用領域。

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        普通光源與激光的發散角區別

        (文章轉載來源:激光切割與LaserMaker建模)


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