激光的介紹及應(yīng)用 摘 要: 激光是20世紀(jì)以來，繼原子能，計算機(jī)，半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)現(xiàn)，它一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，就獲得了飛速發(fā)展，在各個領(lǐng)域到了廣泛的應(yīng)用，它不僅使古老的光學(xué)獲得新生，而且導(dǎo)致一門新生產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。 關(guān)鍵詞: 激光 激光的產(chǎn)生 激光的特點 激光的應(yīng)用 Laser Introduction And Application Li Yun-xiang Physical science and technology institute of applied physics 09-2 class Abstract: Laser is since the 20th century, following the atomic energy, computer, semiconductor, humans after another important discoveries, it once found, to obtain the rapid development, in various fields to a wide range of applications, not only does it make old optical attain rebirth, and lead to the emergence of a new industry door（五號） key words: Laser Laser generation Laser features Laser application 1、光與物質(zhì)的相互作用 光與物質(zhì)的相互作用，實質(zhì)上是組成物質(zhì)的微觀粒子吸收或輻射光子，同時改變自身運動狀況的表現(xiàn)微觀粒子都具有特定的一套分立的能級任一時刻粒子只能處在與某一能級相對應(yīng)的狀態(tài)。與光子相互作用時，粒子從一個能級躍遷到另一個能級，并相應(yīng)地吸收或輻射光子。光子的能量值為此兩能級的能量差△E，頻率為△E/h（h為普朗克常量）。1.1 受激吸收 處于較低能級的粒子在受到外界的激發(fā)（即與其他的粒子發(fā)生了有能量交換的相互作用，如與光子發(fā)生非彈性碰撞），吸收了能量時，躍遷到與此能量相對應(yīng)的較高能級。這種躍遷稱為受激吸收。 自發(fā)輻射 粒子受到激發(fā)而進(jìn)入的高能態(tài)，不是粒子的穩(wěn)定狀態(tài)，如存在著可以接納粒子的較低能級，即使沒有外界作用，粒子也有一定的概率，自發(fā)地從高能級（E2）向低能級（E1）躍遷，同時輻射出能量為（E2-E1）的光子，光子頻率 =（E2-E1）/h這種輻射過程稱為自發(fā)輻射。 受激輻射1917年愛因斯坦：除自發(fā)輻射外，處于高能級E2上的粒子還可以另一方式躍遷到較低能級。他指出當(dāng)頻率為=（E2-E1）/h的光子入射時，也會引發(fā)粒子以一定的概率，迅速地從能級E2躍遷到能級E1，同時輻射一個與外來光子頻率、相位、偏振態(tài)以及傳播方向都相同的光子，這個過程稱為受激輻射。 如果大量原子處在高能級E2上，當(dāng)有一個頻率 =（E2-E1）/h的光子入射，從而激勵E2上的原子產(chǎn)生受激輻射，得到兩個特征完全相同的光子，這兩個光子再激勵E2能級上原子，又使其產(chǎn)生受激輻射，可得到四個特征相同的光子，這意味著原來的光信號被放大了。這種在受激輻射過程并被放大的光就是激光。 圖1 激光的產(chǎn)生 2.2激光的特點 2.2.1單色性好 激光是一種單色光，頻率范圍極窄，發(fā)散角很小，只有幾毫弧，激光束幾乎就是一條直線。氦氖激光的譜線nm，星空體育入口星空體育入口顏色非常純。這種光波在光纖中傳輸產(chǎn)生的噪聲很小，這就可以增加中繼距離，擴(kuò)大通信容量?，F(xiàn)在已研究出單頻激光器，這種激光器只有一個振蕩頻率。用這種激光器可以把十幾萬路的電線km以外。這種通信系統(tǒng)就可滿足將來信息高速公路的需要了。 相干性高 一個幾十瓦的電燈泡，只能用作普通照明。如果把它的能量集中到1m直徑的小球內(nèi)，就可以得到很高的光功率密度，用這個能量能把鋼板打穿。然而，星空體育入口普通光源的光是向四面八方發(fā)射的，光能無法高度集中。普通光源上不同點發(fā)出的光在不同方向上、不同時間里都是雜亂無章的，經(jīng)過透鏡后也不可能會聚在一點上。 激光與普通光相比則大不相同。因為它的頻率很單純，從激光器發(fā)出的光就可以步調(diào)一致地向同一方向傳播，可以用透鏡把它們會聚到一點上，把能量高度集中起來，送入光纖，這就相干性高。 方向性強(qiáng) 激光的方向性比現(xiàn)在所有的其他光源都好得多，它幾乎是一束平行線。如果把激光發(fā)射到月球上去，歷經(jīng)38.4萬公里的路程后，也只有一個直徑為2km左右的光斑。 21世紀(jì)信息化高技術(shù)戰(zhàn)爭的、具有劃時代意義的新一代主戰(zhàn)兵器。它從作戰(zhàn)性能上主要分為低能激光武器和高能激光武器。高能激光武器又叫強(qiáng)激光武器或激光炮，與其它武器相比，具有攻擊速度快、瞄準(zhǔn)精度高、不受電磁干擾等特點。 到目前為止，高能激光武器的研究已有三十多年，國外在激光武器研究方面已取得長足進(jìn)展，而其中美國的發(fā)展最為突出，其大量關(guān)鍵技術(shù)已取得突破，并陸續(xù)研制了多種平臺的、多種類型的激光武器樣機(jī)，并開展了一系列試驗。 圖2.美國最新研究的激光炮，可以擊穿6米厚的鋼板 參考文獻(xiàn) [1] 楊福家. 原子物理學(xué)[M]. 第三版. 北京: 高教出版社1，王興媛2，孫繼鳳1 激光的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢：N249 [3] 唐玄之封國林邵耀椿 激光及激光生物學(xué)發(fā)展概況1007—7146(1999)02—0157—05 [4] 王濤1,

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