Q1.激光产生的原理是什么? .;nU"
a3'
A1: 激光产生三要素 增益介质+泵浦源+反馈腔;推荐《固体激光工程》从工程角度纤细解释固体激光器,比周炳琨的教科书贴近工程和实际; H&Jp,<\x
3Run.Gv\
Q2.为什么激光的能量这么高? Y7{|iw(#
A2: 激光大体上分气体/固体/光纤/半导体,能量转化率最高的是半导体集光器,可以到达 70%; ]'+PJdA
至于你说的“能量”高,这个似乎理解有些误区吧,比如说脉冲激光器,平均能量并不高,但是因为从时间上被压缩到纳秒/皮秒/飞秒/阿秒,所以峰值功率变得异常强大,甚至可以跟太阳比拟,被用来加工材料 |e49F
5~)m6]-6
3.激光的能量从何而来? {BB#Bh[
A3:激光也要遵循能量转化守恒定律,当然从泵浦源来了,或者是光泵浦,光纤激光器通常用半导体集光器泵浦;或者是直接电泵浦,比如说半导体激光器直接电激励 _gDEIoBp
;>%@
4.为什么激光的定向性非常好(激光器发射的激光,天生朝一个方向射出)? 36MqEUjyB
Q4:这个世界上没有 天生 的东西,激光方向性能好,是因为两个镜子形成正反馈的腔体,如果两个镜子互相平行,只用垂直于镜面的光线,也就是光轴方向的模式“生存”下来,其他的模式逐渐被耗散掉;这里可以把光线的理解方式放弃掉,更加科学应该用模式,就是任何物理结构都要形成自己的一套模式;数学上就是一套本征函数,类似于 傅里叶变换的各种基函数;相应的 激光腔体内部也要形成各种模式,通常基模式被人们喜欢,因为用处最大,光强分布为典型的 高斯分布;但是一旦出射后,到了自由空间。立刻成为 厄密-高斯 基模式,但是通常人们不注意他们之间的区别了,因为两者大体上都是 高斯函数分布 3Ov? kWFO
u~[=5r
5.激光可以使金属氧化物变为金属单质吗?原理是什么? nM]Sb|1:
A5:这个看周炳琨的教科书没用,涉及到 光和物质相互作用,属于物理材料化学学科感兴趣的话题 +$_.${uwV
激光目前主要应用于 打孔/打标/切割/焊接 等制造业最爱;其次是激光雷达,光通讯,医疗,在一个就是科研院校用激光作为工具,探索物质结构,化学成分,生物分子结构,细菌内部结构,甚至DNA等等;然后半导体芯片集成度越高,需要光刻写的波长越短,比如说著名的 世界唯一能够生产深紫外激光的 光刻机器,荷兰的ASML公司,每一台机器售价 一亿欧元,不讲价,爱买不买;中兴就是这样被美国人卡住了脖子 不得不屈服 "%^T~Z(_j
Ed6k7
6.希望推荐一下激光镭雕加工方面的书籍。 ~\HGV+S!g}
A6:激光雕刻需要非线性光学的一些知识,这个又不是周炳琨的教科书可以解决的,背后机制可能是 双光子吸收 导致材料变性;或者 LIBS等机制 总之,光学一切问题,最终都是通过该表物质的 折射率 改变来表现出来的