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关于激光的几个常识
发布人:新特光电 时间:2020-04-28 关注:

物质受激辐射发射强光的基本物理原理,早在1917年就由爱因斯坦提出。不过直到1960年,才在美国造出第一台真正的激光发生器,人类才第一次见到了激光的真容。原子受激辐射发光,所以叫“激光”。其原理在于原子中的电子吸收能量后,会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。被激发出来的光子束,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、方向性更好,亮度更高。

1958年,美国人肖楼Schawlow和汤尼斯Townes发现了一种特殊现象:当他们将氖光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时,晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。根据这一现象,他们提出了一套原理,即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时,都会产生不发散的强光。不过此时的这束强光还不能算严格意义上的激光。不过两人因为共同发表了有重大价值的论文,因此获得了1964年的诺贝尔物理学奖。此时距离真正的激光只有一步之遥。1960年5月,加州休斯实验室的梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是有史以来第一束真正的激光,梅曼成为第一个将激光现实化的发明者。到了1960年7月,梅曼公开了世界上第一台实用激光器。其方案是,利用一个高强闪光灯管,来激发红宝石。红宝石的物质基础其实是含有铬原子的刚玉。当红宝石受到强光激励时,就会发出红光。在一块外层镀上反光层的红宝石的表面钻一个孔,光从这个孔溢出,就是一束相当集中的纤细红色光柱。这台最原始的激光器,从一开始就显示出其当武器的惊人潜力。

当光束集中射向一点时,可使物质照射表面迅速超过3万摄氏度,比太阳光球层的温度都高几倍。地球上几乎没有什么物质可以承受如此剧烈的高温。如果多束激光叠加或者聚焦,会让焦点上的物质瞬间灰飞烟灭。在美国人宣布发明红宝石激光器的当年。苏联人巴索夫又发明了半导体激光器。其特点是尺寸小、耦合效率高、响应速度快、波长和尺寸与光纤尺寸适配、可直接调制、相干性好。因此后来的大多数低功率激光实用装置和激光通信大多数用半导体激光。后来人们对激光的激励方式进行了更深入的探索和总结,发现有几种激励方式。1.光泵式激光器。包括绝大多数的固体激光器和液体激光器,以及少数气体激光器和半导体激光器。也就是等于用一束普通光激励出真正的激光。2.电激励激光器。大部分气体激光器均是采用气体放电方式进行激励,而一般常见的半导体激光器多是采用结电流注入方式进行激励,也可采用高能电子束注入方式激励。3.化学激光器,属于用化学反应释放的能量对工质进行激励的激光器。这种激光可以做的功率较大,曾经被认为可以作为有潜力的战略激光。

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