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神奇的激光

时间:2017-03-07    点击量:100

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  一、20世纪的“四大发明 ”

    激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又?#24674;?#22823;发明,被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”和“奇异的光”。

    二、激光的原理

    激光的原理是“受激辐射”,早在 1916 年已?#24674;?#21517;的物理学家爱因斯坦发现,这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而?#20197;?#26576;种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。

爱因斯坦

    三、世界第一台激光器 

    1960年7月7日,《纽约时报》首先披露,美国人梅曼成功制成了世界?#31995;?#19968;台红宝石激光器。梅曼是美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员。

世界?#31995;?#19968;台红宝石激光器

梅曼

     四、中国第一台红宝石激光器

1961年8月,中国第一台激光器——“小球照明红宝石”激光器,在中国科学院长春光学精密机械研究所诞生了。它虽比国外同类型激光器的问世迟了近一年的时间,但在许多方面有自身的特色,特别是在激发方式上,比国外激光器具有更好的激发效率,这表明我国激光技术当时已达到世界先进水平。这台激光器的设计师是王之江教授,他被称为"中国激光之父"。

                    中国第一台红宝石激光器

       五、激光的命名

    激光的英文名称是 Laser,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词,意思是"通过受激发射光扩大"。它包含了激光产生的由来。激光最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”,1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射?#22791;?#31216;“激光”,成为正式的规范名称。




钱学森

    六、激光的特点

    1、高方向性

    普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上一定的聚光装置。而激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小,大约只有0.001弧度,接近平行。1962年,人类第一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球。

    2、高亮度

   

    在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍。

   

    3、高色纯


   光的颜色由光的波长(或频率)决定。一定的波长对应一定的颜色。光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好。 激光器输出的光,波长分布范围非常窄,因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例,其光的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米,是氪?#21697;?#23556;的红光波长分布范围的万分之二。由此可见,激光器的单色性?#23545;?#36229;过任?#25105;恢?#21333;色光源。

 

    4、高相干性

 

    激光的频率、振动方向、相位高度?#24674;攏?#20351;激光光波在空间重叠时,重叠区的光强分布会出现强烈的干涉,这种特性称为相干性。

   

 七、激光的应用


    随着科技的发展、时代的进步,激光已经从一个遥不可及的高科技产品慢慢步入人们的生活当中。激光的应用非常广泛,可用于军事、科技、医学、工业加工、通信、计算机信息处理、生物科技等领域。我们熟知的有:光纤通信、激光光谱、激光切割、激光焊接、激光裁床、激光打标、激光绣花、激光测距,激光?#29366;鎩?#28608;光武器、激光唱片、镭射美容、镭射扫锚等?#21462;?#21487;以毫不夸张的说,离开了激光,我们就没法生活!


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