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射一条线是因为激光遇到空气中的微粒发生了散射,一部分散射光进入人眼的结果,若是在超净空间中,是不会出现一条线的情况的。
激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的亮度约为太阳光的100亿倍。激光的原理早在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现,但直到 1960 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段,去获得空前的效应和成果,从而促进社会的发展。
1、概念
激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发眀,被称为“最快的刀”、
“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的亮度约为太阳光的100亿倍。
激光的原理早在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现,但直到 1960 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段,去获得空前的效益和成果,从而促进了生产力的发展。
2、激光50年发展时间表
1917年:爱因斯坦提出“受激发射”理论,一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。
1953年:美国物理学家Charles Townes用微波实现了激光器的前身:微波受激发射放大(英文首字母缩写maser)
1957年:Townes的博士生Gordon Gould创造了“laser”这个单词,从理论上指出可以用光激发原子,产生一束相干光束,之后人们为其申请了专利,相关法律纠纷维持了近30年。
1960年:美国加州Hughes 实验室的Theodore Maiman实现了第一束激光
1961年:激光首次在外科手术中用于杀灭视网膜肿瘤。
1962年:发明半导体二极管激光器,这是今天小型商用激光器的支柱。
1969年:激光用于遥感勘测,激光被射向阿波罗11号放在月球表面的反射器,测得的地月距离误差在几米范围内。
1971年:激光进入艺术世界,用于舞台光影效果,以及激光全息摄像。英国籍匈牙利裔物理学家Dennis Gabor凭借对全息摄像的研究获得诺贝尔奖。
1974年:第一个超市条形码扫描器出现
1975年:IBM投放第一台商用激光打印机
1978年:飞利浦制造出第一台激光盘(LD)播放机,不过价格很高
1982年:第一台紧凑碟片(CD)播放机出现,第一部CD盘是美国歌手Billy Joel在1978年的专辑52nd Street。
1983年:里根总统发表了“星球大战”的演讲,描绘了基于太空的激光武器
1988年:北美和欧洲间架设了第一根光纤,用光脉冲来传输数据。
1990年:激光用于制造业,包括集成电路和汽车制造
1991年:第一次用激光治疗近视,海湾战争中第一次用激光制导导弹。
1996年:东芝推出数字多用途光盘(DVD)播放器
2008年:法国神经外科学家使用广导纤维激光和微创手术技术治疗了脑瘤
2010年:美国国家核安全管理局(NNSA)表示,通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料、氢的同位素氘(质量数2)和氚(质量数3),解决了核聚变的一个关键困难。
3、发展前景
激光是20世纪60年代的新光源,具有方向性好、亮度高、单色性好和高能量密度等特点。以激光器为基础的激光工业在全球发展执着迅猛,现在已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科研等方面。据统计,从高端的光纤到常见的条形码扫描仪,每年和激光相关产品和服务的市场价值高达上万亿美元。
前瞻产业研究院发布的《中国激光行业发展前景与转型升级分析报告前瞻》显示,激光行业已形成完整、成熟的产业链分布。上游主要包括激光材料及配套元器件,中游主要为各种激光器及其配套设备,下游则以激光应用产品、消费产品、仪器设备为主。
当前,国内激光市场主要分为激光加工设备、光通信器件与设备、激光测量设备、激光器、激光医疗设备、激光元部件等,其产品主要应用于工业加工和光通信市场,两者占据了近7成的市场空间。
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严格来讲的话,激光的光束不算是一条线的,激光本身其实是发散的,不过是因为速度极快,各种放向的粒子来不及发散,因此会被看成一条线。
“激光的电磁场为局限在直线上”不确切,确切的说应该是高斯光速,它比普通光速发散小。它是相干光+光学腔模型理论计算结果,又符合实验的。不用数学的简单解释很难,只能试着解释,相干光所以比自然光发散小,那是因为由于其相干性使得传播到远离光速中心的空间部分的电磁场互相抵消掉了,所以集中了,而自然光由于不相干不能抵消掉,所以发散。
激光和普通的光完全不同日常生活中我们见到的光源大多数是不相干的光源,例如手电筒的光,太阳的光以及电灯泡里发出的光。所谓的不相干,是指从这些光源里面发出的光有两个共同特点,都是由不同颜色的光组成,看起来都是白光,而且这些不同颜色的光,甚至是其中颜色相同的光,偏振的方向都不一样
具体来说,第一,它们发出的光在各个频率上都有分布,换句话说,它们是由各种不同的颜色组成的,这些不同颜色的光叠加在一起,发射到我们眼里,我们看到的都是白色的光。第二,这些不同颜色的光,甚至是其中颜色相同的光,偏振的方向不一样。偏振就是指光的振动方向,比如说从智能手机屏幕里发出的光就是偏振的,当我们带着偏振墨镜去看手机屏幕,只能从一个方向看到屏幕上的内容。当转动屏幕到一定角度时,屏幕上的内容会完全消失,这时手机屏幕光的偏振方向和墨镜所允许的偏振方向完全垂直,所以我们看不到屏幕上的内容。
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因为激光的波长在人眼可感知的波长范围内,而大气,水等介质通常都是不那么纯净的,有灰尘,或其他粒子在其中,于是空气变成了“气溶胶”激光束在其中传播时自然发生丁达尔效应,产生漫反射,所以可以看见一条亮光。
研究表明,任何工作物质,在适当的激励条件下,可在粒子体系的特定高低能级间实现粒子数反转。若原子或分子等微观粒子具有高能级E2和低能级E1,E2和E1能级上的布居数密度为N2和N1,在两能级间存在着自发发射跃迁、受激发射跃迁和受激吸收跃迁等三种过程。受激发射跃迁所产生的受激发射光,与入射光具有相同的频率、相位、传播方向和偏振方向。因此,大量粒子在同一相干辐射场激发下产生的受激发射光是相干的。受激发射跃迁几率和受激吸收跃迁几率均正比于入射辐射场的单色能量密度。当两个能级的统计权重相等时,两种过程的几率相等。在热平衡情况下N2<N1,所以受激吸收跃迁占优势,光通过物质时通常因受激吸收而衰减。外界能量的激励可以破坏热平衡而使N2>N1,这种状态称为粒子数反转状态。在这种情况下,受激发射跃迁占优势。光通过一段长为l的处于粒子数反转状态的激光工作物质(激活物质)后,光强增大eGl倍。G为正比于(N2-N1)的系数,称为增益系数,其大小还与激光工作物质的性质和光波频率有关。一段激活物质就是一个激光放大器。如果,把一段激活物质放在两个互相平行的反射镜(其中至少有一个是部分透射的)构成的光学谐振腔中,处于高能级的粒子会产生各种方向的自发发射。其中,非轴向传播的光波很快逸出谐振腔外:轴向传播的光波却能在腔内往返传播,当它在激光物质中传播时,光强不断增长。如果谐振腔内单程小信号增益G0l大于单程损耗δ(G0l是小信号增益系数),则可产生自激振荡。原子的运动状态可以分为不同的能级,当原子从高能级向低能级跃迁时,会释放出相应能量的光子(所谓自发辐射)。
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激光能被看见,可以用丁达尔效应解释
高中化学课本中说“丁达尔现象是指可见光束在胶体中传播时受到胶体粒子的阻挡而发生的漫反射现象”
首先,激光的波长在人眼可感知的波长范围内,而大气,水等介质通常都是不那么纯净的,有灰尘,或其他粒子在其中,于是空气变成了“气溶胶”激光束在其中传播时自然发生丁达尔效应,产生漫反射,所以可以看见一条亮光。
而在纯净的介质中就不会发生这种情况,如在真空中只能逆着激光发出的方向看见一个亮点,而非亮线。先上一段三段论来解答激光是什么物质:
光是电磁波
激光是一种光
激光是电磁波
Q.E.D.
知道了激光是电磁波后,我们再来简单分析一下它是怎么产生的。其实激光的英文“Laser”是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写,也就是“通过受激辐射产生的光放大”。因此要搞懂激光是怎样产生的这个问题,我们需要认识一下什么是“受激辐射”。
图1[1] 原子的自发辐射、受激辐射和受激吸收示意图 (a)自发辐射(b)受激吸收(c)受激辐射
原子内部的电子会处在不同能级之间跃迁,因此会发生自发辐射、受激吸收、受激辐射等现象。受激辐射就是物质在一束频率为 v ( hv=E_{1}-E_{2} )入射光的刺激下,电子会从高能级 E_{1} 向下跃迁低能级 E_{2} ,同时向外发射出一束频率同样为ν的光,称为受激辐射光。
但这一束受激辐射光还远不能满足激光亮度高、单色性好、相干性好的条件。为了产生高质量的激光,我们需要制造专门的激光器,其中最重要的三部分就是泵浦源、工作物质、谐振腔。
图2 激光器主要部件示意图
泵浦源的作用是使工作物质中的高能级电子数大于低能级电子数,从而使工作物质表现出向外辐射光线而非吸收。可以使用适当频率的脉冲光去照射工作物质,称为光激励。也可以将电子加速打在工作物质上,称为电激励。
激光器的工作物质是发生粒子数反转,产生受激辐射光的主要场合,常见的有蓝宝石( Al_{2}O_{3} )、钇铝石榴石( Y_{3}Al_{5}O_{12} )等。
在产生足够的粒子数反转,放出受激辐射光后,还需要对光线进行放大。放大过程在谐振腔内进行。如图3,谐振腔两侧为平行的反射镜,其中一侧为全反射镜,另一侧为反射大部分光线的镜子。当工作物质产生受激辐射光后,会在谐振腔中传播。这样凡是不沿垂直镜面方向传播的光线在多次传播后便逸出腔外,只留下沿腔体轴向传播的光线,这部分光线又在工作介质中不断诱发受激辐射,产生大量同频率的光子,这个过程不断循环,从而实现在部分反射镜透射出的光线具有极高的单色性和相干性,可以称之为“激光”了。
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出射一条线是因为激光遇到空气中的微粒发生了散射,一部分散射光进入人眼的结果,若是在超净空间中,是不会出现一条线的情况的,这和功率没有关系。相干光所以比自然光发散小,那是因为由于其相干性使得传播到远离光速中心的空间部分的电磁场互相抵消掉了,所以集中了,而自然光由于不相干不能抵消掉,所以发散。
什么是激光?
激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。
原子受激辐射的光,故名“激光”:原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光),其中的光子光学特性高度一致。这使得激光比起普通光源,激光的单色性好,亮度高,方向性好。
激光应用很广泛,有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、LIF无损检测技术等等。激光系统可分为连续波激光器和脉冲激光器。
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出射一条线是因为激光遇到空气中的微粒发生了散射,一部分散射光进入人眼的结果,若是在超净空间中,是不会出现一条线的情况的,这和功率没有关系。
“激光的电磁场为局限在直线上”不确切,确切的说应该是高斯光速,它比普通光速发散小。它是相干光+光学腔模型理论计算结果,又符合实验的。不用数学的简单解释很难,只能试着解释,相干光所以比自然光发散小,那是因为由于其相干性使得传播到远离光速中心的空间部分的电磁场互相抵消掉了,所以集中了,而自然光由于不相干不能抵消掉,所以发散。
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出射一条线是因为激光遇到空气中的微粒发生了散射,一部分散射光进入人眼的结果,若是在超净空间中,是不会出现一条线的情况的,这和功率没有关系。
“激光的电磁场为局限在直线上”不确切,确切的说应该是高斯光速,它比普通光速发散小。它是相干光+光学腔模型理论计算结果,又符合实验的。不用数学的简单解释很难,只能试着解释,相干光所以比自然光发散小,那是因为由于其相干性使得传播到远离光速中心的空间部分的电磁场互相抵消掉了,所以集中了,而自然光由于不相干不能抵消掉,所以发散。
激光是原子受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光。与普通的光相比,激光的光亮性更好、更精确,且光色较为单一。激光的应用范围极广:工业上,广泛应用激光电焊、激光测距等;医疗上,主要用于激光美容、激光矫正视力,激光配合内窥镜治疗消化道疾病等。
激光美容主要是通过选择性光热作用原理发挥作用,激光的光能转化为热能,靶向作用在色素颗粒、血红蛋白、水上,从而达到祛斑、祛除红血丝,嫩肤的作用。
激光是一种激光器材受到电极力的作用发射出来的一种光,和平时讲的看见的日光和灯光这种光不是一类光,由于频率、振动方向、相位高度一致,所以被称为相干光,具有定向发光、亮度极高、颜色极纯、能量密度极大的特点,经过多年的发展,激光现在已经被广泛应用在生活、工业、军事、医疗、科研的方方面面,而且激光手术也不痛。
激光是由激光器材在电极力作用下发出的一种光,又被称为相干光,其频率、振动方向、相位高度一致。而且因为激光具有定向发光、亮度极高、颜色极纯、能量密度极大等特点,被广泛应用在医疗、科研甚至军事等方面。
激光治疗在临床上被广泛应用,如血管瘤、色素性损伤性皮肤病、近视等,随着医疗技术的进步,激光还被应用于各种适症手术如肿瘤切除手术等。
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激光能被看见,可以用丁达尔效应解释
高中化学课本中说“丁达尔现象是指可见光束在胶体中传播时受到胶体粒子的阻挡而发生的漫反射现象”
首先,激光的波长在人眼可感知的波长范围内,而大气,水等介质通常都是不那么纯净的,有灰尘,或其他粒子在其中,于是空气变成了“气溶胶”激光束在其中传播时自然发生丁达尔效应,产生漫反射,所以可以看见一条亮光。
而在纯净的介质中就不会发生这种情况,如在真空中只能逆着激光发出的方向看见一个亮点,而非亮线。
成像原理:机载bai激光雷达系统采用的是极坐du标几何定位原理;摄影zhi测量是采用透视几何定位原dao理。 获得的数据:机载激光扫描得到的是离散的地面点的三维坐标,并可同时获得强度信号、回波信息等,亦可得到单色影像;摄影测量得到的仅是航空像片。 数据精度:机 载激光雷达数据的平面精度和高程精度相关,机载激光雷达所受的姿态误差对高程精度的影响会随着扫描角的增大而增大,尤其是飞行高度较高时。坡度较大的地方 平面精度也会影响高程精度。高程方向的精度要高出平面精度2一5倍。
面阵和线阵摄影测量系统GPS/州S的量测频率可以低于逐点扫描的系统。 飞行计划:机载激光扫描的飞行计划相对复杂,要求较苛刻。最大测距要求以地域中最低点为基础,而足够的重叠度则要求考虑地域中的最高点。在地形复杂的地区需要低精度的DTM作为制定飞行计划中的参照;摄影测量的飞行计划相对简单的多。 生产周期:机载激光雷达系统直接获取距离观察值,其生产DEM的速度要比摄影测量快的多。 生产成本:总体而言,除去硬件成本,仅就获取DEM和三维模型而言,机载激光雷达的成本要远低于航空摄影测量。 技术成熟度:机载激光雷达作为一种新技术需不断发展,具有很大发展潜力;而摄影测量的软硬件经多年发展己比较成熟。
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这光是一条线,主要是因为他的方向性。
激光相对于普通光有几个特点: 方向性,单色性,相干性,以及 高能量密度等特点。
激光的特点
方向性:它具有非常窄且准直的射线,因此光强高,普通光向不同方向发散,并且强度较低。
单色性:整个过程只产生单一波长的光。这不同于普通的光,如阳光或灯光,由不同波长的光组成,接近白光。
相干性:所有光子都具有相同的相位和偏振,因此它们在叠加时会产生非常高的强度。我们在日常生活中看到的光,具有随机相位和偏振,因此它们相对弱得多。
按功率分类:
可分为三种类型,第一类是低功率激光器,以气体为激光介质。例如,超市中常用的条码扫描器,使用氦气和氖气作为激光介质。第二种是中功率激光,比如教室里使用的激光笔。最后一种是使用半导体作为激光介质的高功率激光器。其功率输出可达500mW。热核聚变实验中使用的激光可以发射瞬间极强的激光脉冲,其脉动功率达到1014W!这种激光可以产生一亿摄氏度的高温,并刺激氘氚粒子燃料进行热核聚变。
固态激光器,就像我上面说明的那样,激光材料分布在固体基质中,例如红宝石或钕,缠绕在其上的闪光管将充满能量的原子泵入其中。为了有效地工作,固体必须被掺杂,这个过程用杂质离子代替固体的一些原子,赋予它恰到好处的能级以产生特定、精确频率的激光。固态激光器产生高功率光束,通常是非常短的脉冲。
相比之下,气体激光器使用稀有气体化合物或二氧化碳 (CO2)作为介质,通过电力泵浦产生连续的明亮光束。氦氖(HeNe)是最常见的气体激光器。CO2激光器功能强大、高效,通常用于工业切割和焊接。准分子激光器使用反应性气体,如氯和氟,与惰性气体如氩气、氪气或氙气混合,当受到电刺激时,会产生假分子(二聚体),受光照射时,二聚体产生紫外线范围内的光。
液体染料激光器,使用复杂的有机染料,如罗丹明,在液体溶液或悬浮液中作为激光介质,由弧光灯、闪光灯或其他激光器等泵浦,它们的一大优势是可以用来产生比固态和气体激光器更宽的光频波段,它们甚至可以“调谐”以产生不同的频率。
半导体激光器,有时也称为二极管激光器,它不是固态激光器。这些电子设备通常非常小并且使用低功率。它们可以内置到更大的阵列中,例如某些激光打印机或 CD播放器中的写入源。固体、液体和气体激光器往往体积大、功能强大且价格昂贵,半导体激光器是一种廉价、微型、类似芯片的设备,用于CD 播放器、激光打印机和条形码扫描仪等设备。它们的工作原理就像是传统发光二极管(LED)和传统激光器的结合体,就像LED一样,当电子和“空穴”(实际上是“缺失的电子”)跳来跳去并结合在一起时,它们就会发光,就像激光一样,它们产生相干的单色光,这就是为什么它们有时被称为激光二极管的原因。
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你的意思是在反射出去的光线在墙上划出一条线吧,这个主要是视觉暂留引起的,即你看到的光线从视觉效果上总是会停留0.1秒左右,这主要是因为人类的神经系统处理能力太差。。。。
其实镜子反射出去的光在墙上形成的还是一个光点(光斑),当镜子转动是,因为反射角度连续发生改变,墙上光点的位置也会随之移动。由于人眼有视觉暂留效应,虽然光点已经移动了,但在你的视觉中,光点还在原来的位置停留0.1秒。光点快速运动的情况下,看到的就是一条线了。
平行光束? 平行本身就是相对的啊,而且光束就是就是无数的点,在三维空间里面不可能存在绝对的平行。除非是光幕,这个激光是平面的,而不只是一条线。
有的激光笔只有在远端显示一个小点,例如小时候玩的激光笔,还有现在老师讲PPT常用的激光笔,这些都是只有在激光照射的地方有一个小点
而有的激光笔能够显示出完整的光路,而不仅仅是一个点,例如电影中枪的激光指示器(还有一些防盗的设备,不过是要用特殊设备才能看到)未经反射的光线,这是一条线。
球心,这是一个点。
点与直线确定一个平面。
这里这个平面过圆心,也就是说反射的对称轴总是在这个平面上。
综上所述,光线只能在一个平面内传播。
顺便由于每一次反射的对称性(时间上的而非某一次中空间上的),每一条光线距离圆心的距离都是相等的。
也就是说,除非少数几个特殊的角度(如正多边形的内角),你将得到一个以球的半径为外圆半径,上述距离为内圆半径的圆环。
最后这段不太确定容我上个厕所先…
上完厕所回来了,关于上面说的特殊的角度。
由于球的旋转对称性,在这个问题中某一平面内的一条光线可以由它到圆心的距离完全确定下来,也可以由它的圆心角完全确定下来。
由于前面提到的时间上的对称性,一次试验中同一个点射出的光线必然是重合的。
所以我们只需要观察圆心角。
如果圆心角和360有公倍数,那么轨迹就会重合。
反之亦然。
而所有的有理数之间都一定有公倍数。
有理数与无理数之间没有。
所以上面说的特殊的角度就是全体有理数。
而实际上无理数的数密度是有理数的无穷大倍,这意味着在现实中你永远也画不出一个有理数角来。
当然你也找不到完美的圆、足够细的光线或者完美反射的镜子。
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激光治税是一条线,主要是因为丁达尔效应。翻译过来的话其实就是指光束在胶体当中传播时候,它的这个胶体粒子的阻挡而发生的漫反射。
因为激光的波长,它是在人眼睛的可以感知的这种波长的范围之内。而且在我们的大气当中或者是水或者其他的一些介质当中,都并不是完全的纯净的,都是里面有很多的一些灰尘,还有一些其他的粒子。
这个时候这个空气就会变成了那种胶体,只不过是一种气体的胶体而已。那这个时候有一束光,而且是人眼可见的光,在里面传播的时候就会发生这种丁达尔效应。产生了一种漫反射。从而让我们看到并且变成了一束亮光。
所以归根结底激光之所以是一条线主要就是因为我们能看到的就是这一条线,而且主要是因为空气当中有很多那种不纯洁的物质。所以当我们看到的时候,激光在这个种灰尘或者是其他东西交替的时候,就会变成一束光。
而如果我们所在的是一个特别纯净的环境,比如说是真空当中的话,没有任何其他的空气或者是粒子。那么就不会看见这种一条光线,它可能就是那种无规则的限值接种介质,让他可以做一个漫反射的一个载体。
所以激光只会是一条线和他所在的这个区域有很大的关系。他所在的是一个比较浑浊的,而且能够不断的发生漫反射这样的一种胶体,或者是类似于胶体的这种地方。才能够产生这种不断的反射,也才能够变成一个激光的光线。并且让我们都能够看得到。
所以说激光止水是一条线,并且能够让我们看得到的话还是有它很多自身的原因,只有这种介质是很固定的,这样才可以。
如果这种介质本身变化了,是一种特别纯净的物质或者是这个激光本身变化成了我们无法感知的一种光线,那这个时候就看不到那种光线了,所以和这个我们人眼能够感知到的东西,还有整个环境都是有很大关系的。
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出射一条线是因为激光遇到空气中的微粒发生了散射,一部分散射光进入人眼的结果,若是在超净空间中,是不会出现一条线的情况的,这和功率没有关系
原子受激辐射的光,故名“激光”:原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。
激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。英文名Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,意思是“通过受激辐射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。激光的原理早在 1916年已被著名的犹太裔物理学家爱因斯坦发现。
原子受激辐射的光,故名“激光”。激光:原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光),其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源单色性、方向性好,亮度更高。
激光应用很广泛,有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、LIF无损检测技术等等。激光系统可分为连续波激光器和脉冲激光器。
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激光是一条线,是因为激光定向发光。
普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上一定的聚光装置,如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜,使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小,大约只有0.001弧度,接近平行。1962年,人类第一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球。天文学家相信,外星人或许正使用闪烁的激光作为一种宇宙灯塔来尝试与地球进行联系。
亮度极高
在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高,所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯(光照度的单位),颜色鲜红,激光光斑肉眼可见。若用功率最强的探照灯照射月球,产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯,人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出,能量密度自然极高。
激光的亮度与阳光之间的比值是百万级的,而且它是人类创造的。
激光的颜色
激光的颜色取决于激光的波长,而波长取决于发出激光的活性物质,即被刺激后能产生激光的那种材料。刺激红宝石就能产生深玫瑰色的激光束,它应用于医学领域,比如用于皮肤病的治疗和外科手术。公认最贵重的气体之一的氩气能够产生蓝绿色的激光束,它有诸多用途,如激光印刷术,在显微眼科手术中也是不可缺少的。