1、激光的简介

  激光,是“受激辐射光放大”的简称,它是用人工的方法产生的一种特殊的光.激光是20世纪的一项重要发明,由于它有着普通光无法比拟的一些特性,已经在广泛的领域得到应用.

我国第一台红宝石激光器

  产生激光的装置称为激光器,它主要由三部分组成,即工作物质、抽运系统和光学谐振腔.激光器常以使用的工作物质命名,例如常用的红宝石激光器、氦氖激光器等.光学谐振腔主要由两块平行放置的镀银镜面组成,其中一块是全反射镜,另一块是部分反射镜,有百分之见的透射率,两镜面间形成谐振胜.激光器工作时设法使工作物质处于激发态,它辐射的光子射向其他方向的都将很快逸出腔外,只有沿轴线运动的光子在A,B两镜间来回反射,并且在工作物质中引发与它相同的光子,从而得到雪崩式的放大,从部分反射膜一侧输出的就是具有优越性能的激光束.


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2、激光的特性
  激光具有如下4个方面的特性:
  (1)方向性好.激光束的光线平行度极好,从地面上发射的一束极细的激光束,到达月球表面时,也只发散成直径lm多的光斑,因此激光在地面上传播时,可以看成是不发散的.
  (2)单色性强.激光器发射的激光,都集中在一个极窄的频率范围内,由于光的颜色是由频率决定的,因此激光器是最理想的单色光源.
  (3)相干性好.由于激光束的高度平行性及极强的单色性,因此激光是最好的相干光,用激光器作光源观察光的干涉和衍射现象,都能取得较好的效果.
  (4)亮度高.所谓亮度,是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率,自然光源亮度最高的是太阳,而目前的高功率激光器,亮度可达太阳的1万倍.

3、激光有那些应用
  由于激光是非常好的平行光,用它测量距离可以达到很高的精度.对准目标发出一个极短时间的激光脉冲,测出激光从发射到反射回发射点经过的时间t,就可以按公式求出从发射点到被测目标的距离S.实际上按这种原理制成的激光测距仪就是一种激光雷达,激光雷达用途很多,它不仅可以测量距离,还能测定被测目标的方位、速度,甚至能描绘出目标的形状,进行识别和自动跟踪,所以激光雷达可以用在导航、气象、天文、大地测量、军事、宇航技术等方面.
  激光通信又称光纤通信,正在被广泛应用,它用极细的玻璃光导纤维制成的光缆代替金属电缆,用激光作载波代替电流传输信息.比较以往的通信技术,激光通信具有4个显著的特点:信息容量大,一束光导纤维可容纳100亿路电话;通信质量高,通电话声音清晰,传输数据准确无误;传递图像,色彩逼真;保密性能好,要想截获在光缆中传输的激光是十分困难的.
  由于激光是很好的单色光,它产生的干涉现象最清晰.
  我们知道,两束相干光产生的叠加效果与两束光通过的路程差有关,只要其中一束光通过的路程改变半个波长,干涉条纹就会发生明显变化:原来的明条纹变成暗条纹.所以,利用干涉现象可以精确测定物体的长度.由于激光的单色性很好,所以测量的精度很高,利用激光测量几米的长度,测量精度可以小于0.lμm.


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  激光的亮度高,是由于它能把巨大的能量高度集中地辐射出来,例如一台功率为10mw的氨氖激光器能产生比太阳光大几千倍的亮度,这样,如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上,物体被照部分就会在不到千分之一秒的时间内产生上千万K高温,使任何难于熔化的物体在这一瞬间也要被气化了.因此我们可以用激光束来切割物体,焊接金属,在硬质难熔材料上打孔,医学上用激光“刀”做切除肿瘤等外科手术.在可控热核反应的实验研究中,聚变反应所需超高温条件可以由激光束会聚产生.激光还应用于电子计算机、通讯、全息摄影、遥测等现代科学技术和工农业生产中.


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