一. 概述 nIH(2j
激光的英语“LASER”,是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” 英文前面每一个字母组成的组合词,这句英文的意思是:受 *e ffDNE!
激辐射使光放大,目前我们大陆称为“激光”,最初开始的时候在国内最先的译名是:“莱塞”和“镭射”,现在香港和台湾还是叫镭射。 <w&'E6mU
最早在1916年时,爱因斯坦提出了的产生激光理论原理:物质的原子中,电子分布在原子的不同的能级上,能级分成高能级和底能级,肯定会有二个能级以上,如下图1所示。在低能级上的粒子受到特定频率光子的激发,会从低能级跃迁到高能级上,这时电子在高能级只是停很短一个时间(高能级里,电子很不稳定),电子又跃迁到低能级,同时将会辐射出一个光子,这个光子与激发它的光子是相同性质的光,而且在特定状态下,连续不断的特定频率光子的激发,又有连续不断相同频率光子发出来,这些频率的光子就是激光了。 YEV;GFI1
美国休斯航空公司实验室的研究员梅曼,1960年7月,梅曼利用红宝石在空军试验室进行了第一次试验,当他按钮按下时,一束仅持续了3亿分之一秒的红光出现了,这就是世界是第一束人造激光.标志着20世界最伟大的发明,也是人类文明史上一个新时刻的来临。世界上第一台红宝石激光器就诞生了,它属于固体激光器,他的激励系统是一个能爆发出强光的螺旋形灯管,工作物质是在螺旋管中间的圆柱形有4厘米长的红宝石棒,工作物质主要成份是含有铬离子的氧化铝。梅曼研发的第一台激光器成功不久,632.8nm波长的氦氖激光器也试验成功,这也是一种红光,属于气体激光器.而之后技术和资金实力雄厚的"贝尔实验室"也投入到激光器的研究中来,激光器种类品种不停的增长,激光器所发出的波长的范围有:红外光,可见光,紫外光,及X 射线,几乎所有区域都有。LASER的出现大大鼓舞了光储存和光通信的研究工作,为相关作者开创了奇异的前景和研究领域,激光的出现注定要成为这个20世纪最伟大的发明,就像18世纪发明的"电"一样.从发现激光到现在仅仅有六十多年的应用,激光已经对我们的生产生活方式产生了重大影响。光电子,光纤主导的激光通信使我们在利用最少的资源和资金,建立了很宽带宽的网络,也使得及时通信得于应用.光储存的激光唱盘可以使我们储存技术更上一层楼,在储量和质量上都有了质的飞跃,从而使渴望亲耳聆听世界名曲的现场演奏几近成真,激光正实现着几年前还令人难以置信的技术奇迹,从工业制造生产到医学手术和美容上,从电子通信到激光武器,我们人类正利用激光来解决一个又一个的问题。 /;_$:`|/
二,产生激光的三要素 0of:tZU
综上面所述,激光器产生的条件主要有三个, kX V
1,要有合适的泵浦源,比如电,光,射频,高压等 C=c&.-Nb9
2,要有合适的激光物质(半导体,晶体,气体等) #NT~GhWFf
3,要有稳定的谐振腔(使激光能够稳定的输出) T72Li"00
三,激光的基本特性 y2%[/L:u~
激光单色性好,又可在一个狭小的方向内拥有集中的高能量,因此利用聚焦后的激光束可以对金属材料进行打标,打孔。这就是目前开发出来的光纤激光 uEPm[oyX
打标机,二氧化碳激光打标机,这是非常惊奇的。为什么激光这么神奇呢?这完全是由激光的三个基本特性决定的激光具有单色性、高功率密度(相干性)和 fe4/[S{a
准直性三大特点。 W[QgddR
1, 单色性 fCa
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普通的白光有七种颜色,波长在380nm到780nm之间,频率和波长范围很宽。波长范围宽的光波,在光纤传输时,信噪比很不好,使得通信距离非常短,通信 [GyPwb-
的容量也很小。而激光是一种单色光,颜色很纯,频率范围非常窄,并且准直性好发散角小,这种光波在光纤中传输产生的噪声很小,这就可以增加传输 >o"s1*
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距离,这无形中增加了通信容量。 UHY)+6qt]
2, 高功率密度(相干性) +2E~=xX
举一个例子,60瓦的电灯泡,只能用作普通照明。如果把它的能量集中到1m 直径的小球内,就可以得到很高的光功率密度,用这个能量就能把0.5mm厚的 "j%Gr:a
钢板打穿。而普通电灯泡的光是向四面八方发射的,光的能量无法高度集中在一起,普通光源的光经过透镜后也不可能会聚在一点上。我们的激光与普通 #d8]cm=
光源相比则大不相同。因为它的颜色很单纯,从激光器发出的光就可以向同一方向传播,可以用透镜把它们会聚到一个很小的点上,这就叫相干性很好。 34k(:]56|
能量很集中,很好聚焦利用.
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3, 准直性 PJb/tKC
激光准直性,激光的准直性比现在所有的其他光源都好得多,激光可以说接近是一束平行线。如果把激光对准月球发射,38万公里外的月球,接收到的激光 v'L"sgW6I
也只有一个3km 左右的光斑。如果用的是手电筒,则绝大部分的光都上不了到月球。这样有利于能量的聚焦集中. SFWS<H(IN
四, 激光器的分类 AJ
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激光器人分类一般是按激光工作物质的不同来划分的, pC4uar
可分为: #~*v*F~3
1,固体激光器(如YAG激光器,光纤激光器,红宝石激光器, 半导体激光器等) -XECYwTh
2,气体激光器(如二氧化碳激光器, 氦氖激光器) [e=k<gKH
3,液体激光器(如染料激光器) 4xx?x/q
激光器的分类有可以按照我激光输出的方式不同分为以下二种: 6mZpyt
1,连续激光器 6#d+BBKIc
2,脉冲激光器 Mn\L55?E(
五,我们公司能生产的激光设备 <c`,fd8
1,光纤激光打标机 ">|L<
2,二氧化碳激光打标机 ),;h
3,半导体激光打标机 q+YK NXI
4,激光镭射机 {KqW<X6Hp
5,紫外激光打标