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激光是平行【xíng】光源吗

2025-02-14 15:34:56Open-SourceComputers

激光既然是平行光束,为何外界可以看到?光是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,回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光,就是被引诱(激发)出来的光子队列,这光子队列中的光子们,光学特性一样,步调极其一致

激光既然是平行光束,为何外界可以看到?

光是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,回落的时候释放的能量以光子的形式放出。

而激光,就是被《bèi》引(练:yǐn)诱(激发)出来的光子队列,这光子队列中的光子们,光学特[pinyin:tè]性一样,步调极其一致。

打个比方就是,普通光源,比如电灯泡(练:pào)发出来的光子各不同,而且会各个方向乱跑,很不团结,像是临时集(拼音:jí)结的散兵游勇。而激光则像是训练有素的士兵,劲往一处使,目的一致。

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在真空中的(练:de)话[繁:話],激光不直射《pinyin:shè》向你,你是看不到的。但是,我们共同呼吸着的空气,并不是真空。其中有灰尘、悬浮颗粒物等

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激光的光亮的“通路”是(拼音:shì)由于这些粒子对光《练:guāng》线散射形成的。我们称为“丁达尔效应”。

图片来源:网络[繁:絡]

激光是什么原理?

非常感谢悟空的信任和邀请。

有幸从物理系、光电技术专业毕业,自信这个问题能说明白(练:bái)。

先来看两张《繁体:張》图:

这两张图是我从网上找到的两张蚂《繁体:螞》蚁群的图。第一《yī》张是乱糟糟的无序的蚂蚁群,第二张是大部分蚂蚁形成了一个稳定路线的蚂蚁[繁:蟻]群。

从这两张图[繁体:圖]中我们能看到(dào),单独一只蚂蚁拿出来没有区别。但是按照不同的方式组织在一起,对外就显示出来完全不同的状态。

其实激光跟普通光相比就跟上面两个澳门新葡京图的对(拼音:duì)比差不多。

本质(拼音:zhì)上都一样,只要波长相同,从两种光里面各取出一个光子,物理性质没有yǒu 不同。但是,由于聚集方式不同,两种光对外表现出完全不同《繁:衕》的物理性质。

1、方向性。普通光源汇聚能力不强,随着(拼音:zhe)跟光源的距离不同,很快就发散了。而激光不同,它的发散角很小。这是因为激光guāng 器有一个二分之一波长整数倍长度的谐振腔,通过控制谐振腔的长度和激光发射出来的横截面的宽度,就可以控制发散角。

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2、偏振性和相干性。普通光源不同时刻发出来的光子是没有任何规《繁体:規》律的,就跟第一张图片乱糟糟的蚂蚁一样,彼此之间没世界杯有任何关系。而激光不同,激光器发出的激光所有的光子就跟站好队列的蚂蚁一样,你只要描述第一只蚂蚁,然后用一个线性函数就能描述后面所有的蚂蚁。所有光子的振动方向都一样前后保持首尾衔接。

3、单色性。普通光源里面通常都是包含不同颜色的光,或者说是不同波长的光。但是由于激光器谐振(读:澳门新葡京zhèn)腔的作用,只有那些满足谐振腔长度的光才能在腔内振荡形成激光,所以激光的波长基本一致。这就像是那群排列好的蚂蚁,不仅队列整齐,而且蚂蚁的个头一样大。

那么激光是怎么产生的呢?再让我们看下面(miàn)这个图:

一堆弹簧。激光发(繁体:發)生器可以被看成是一个装满了各种弹簧的一个长长的匣子。实际上,由于激光器的介质不同,只能是容纳几个特定波长的光。相当于这个匣子里(繁:裏)的弹簧是那些特定弹性系数的。

我们现在在外面给弹簧加一个能量,让这些弹簧开始震动。由于匣子的限制,只有那些受到匣子限制的弹簧才能开始震动,并且从给定的出口蹦出去。激光器产生激光的过程跟这个差不多。

再看下面这个二氧化huà 碳激光器的实物图:

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小编上学的时候《读:hòu》用过一个三级二氧化碳激光器,全长有9米多。

我们看到图中世界杯的那个管子[pinyin:zi]就是一个实物激光器,只是没有供电和供气两个主要部分。

使用的时候,我们把这个管子固定好,然后在罐子里面充入二氧化碳,在两端加上高压电。管子里的二氧(练:yǎng)化碳被高压电击穿,开始发光,由于这个管子的长度的约束,只有特定波(读:bō)长的光才能在这根管子两端的镜面上来回反射。这样管子里这个波长的光子就越来越多,然后从管子的一端发射出去,就形成了激光。

二氧化(pinyin:huà)碳激光器产生的是红外激光,主要是用热效应工作。

其它激光器可能千奇百怪,但是原理【练:lǐ】跟这个是一样的。

希【xī】望澳门伦敦人上面的解释,能让您对激光有一个直观的了解。

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