简单认识激光原理,每日学习一个知识点
发布时间:
2022-04-06 10:22
来源:
想要说明白激光的原理,还真不能着急,要绕一个大弯,一上来就太直接对于不太了解这方面的同学来说有点刺激。
一、简单认识激光原理知识点-自发辐射部分
激光的原理必须要从物质中的粒子能量说起,还必须是一些特定物质中的特定粒子,有两个或者两个以上的能量状态,有时候处在高能状态,激昂亢奋,有时候处在低能状态,像早晨两三点钟的太阳。
1、激光原理知识点:光子的释放
粒子有自然惯性的往低能态走的趋势 ,当粒子从高能状态松懈下来变成低能状态时,损失的能量就会以光子的形式辐射出来。
2、激光原理知识点:自发辐射是什么
诸如白炽灯的光源发光都是通过自发辐射,自发辐射就是刺激释放光子(1、知识点:光子的释放),给工作物质通电后,粒子吸收了电能,往高能态跃迁变容易了,高能态粒子数增多,随后往低能态走,释放光子,一直重复,自发辐射就发生得非常频繁。
3、激光原理知识点:自发辐射的光不是激光
这个过程称为自发辐射,这里应该可以很容易看出来,这还不是激光,虽然同样是光,是光也不是激光,反正就不是激光。自发辐射的光子很散漫,发射方向无规律,如果说激光的光子像天安门广场的阅兵队伍,那自发辐射的光子就像一群脱缰的野狗,毫无组织纪律性,而且它的发生不受控制,有时候不来,有时候乱来。
二、更深入的认识激光原理知识点-受激辐射部分
既然我们通过亢奋的粒子自发辐射获得了光子,那么我们能不能通过控制光子的方向,来获得笔直的激光束?答案会超出你想像。
1、激光原理知识点:受激辐射的重点
就是高能态的粒子会盯着紧挨路过的光子,发射一个和这个路过光子一模一样的光子(重量、运动方向、能量全都一样),你可以理解为完成了克隆复制。
2、激光原理知识点:做减法
但是克隆再多也只是光子变多,顶多就是光变亮了,一开始我们得到的自发辐射的光依旧是发散的,无规律的,如果想要光只往左边走,或者右边走,该怎么办,没错,就是做减法,舍弃掉一些方向上的光子。
3、激光原理知识点:引入光学元件
在自发辐射物体左右两边放上两面反射镜,一个100%反射,一个95%反射,在两个反射镜方向上的光子会被反射回去,与自发辐射物体发生受激辐射(1、知识点:受激辐射的重点),不断增多这个方向上的光子,其他方向的光子以热能的形式自然损耗了,95%反射镜并不是全反射,会有一些光子溢出,当光子数量足够多的时候,我们就能看到大量光子溢出,高亮度的激光就完成了。
4、激光原理知识点:转化率
当然以上是很理想的情况,如果受激辐射产生的光子不够多,而耗电大,也是个问题,所以受激辐射的工作物质被发现能满足使用的就那么几种。
5、激光原理知识点:发散角
可能你也发现了,两个放射镜的斜角直接也能实现反射,所以刚产生的激光还是有一定的发散角,还需要用准直镜等元器件调直。
上一页
下一页
相关新闻
激光器的受激辐射原理是利用外界能量输入介质发生能级跃迁和光子来回反射增大的过程,使得大量光子被约束在两面放射镜之间,只能从不是全反射那边溢出,从而实现产生高单色性、高亮度、相干性好的激光束。
一字线激光器的原理是利用光学元件来分散折光,简单的说就是使用各光学元件(也叫透镜),可以使用单个透镜,也可以是透镜组,常见的形成一字线激光的光学构造系统有使用普通柱面镜、非球面透镜和鲍威尔棱镜的透镜组、非球面柱透镜和自由曲面透镜的透镜组。
通过用激光照射物体并测量它击中物体并反弹回来的时间来测量到物体的距离、方向、位置、形状等,激光束照射到大范围的扫描结果在观察者身上用点来表示,通过收集无数点,点画法创建图像,使得实时掌握周围情况的三个维度成为可能。