激光的特性

    激光的特性

    （一）定向發光

    普(pu)通(tong)光(guang)源(yuan)是(shi)向(xiang)五(wu)湖(hu)四(si)海(hai)發(fa)光(guang)。要(yao)讓(rang)發(fa)射(she)的(de)光(guang)朝(chao)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)傳(chuan)播(bo)

，需(xu)求(qiu)給(gei)光(guang)源(yuan)裝(zhuang)上(shang)一(yi)定(ding)的(de)聚(ju)光(guang)安(an)裝(zhuang)，如(ru)汽(qi)車(che)的(de)車(che)前(qian)燈(deng)和(he)探(tan)照(zhao)燈(deng)都(dou)是(shi)裝(zhuang)置(zhi)有(you)聚(ju)光(guang)作(zuo)用(yong)的(de)反(fan)光(guang)鏡(jing)，使(shi)輻(fu)射(she)光(guang)聚(ju)集(ji)起(qi)來(lai)向(xiang)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)射(she)出(chu)。激(ji)光(guang)器(qi)發(fa)射(she)的(de)激(ji)光(guang)，天(tian)生(sheng)就(jiu)是(shi)朝(chao)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)射(she)出(chu)
，光(guang)束(shu)的(de)發(fa)散(san)度(du)極(ji)小(xiao)
，大(da)約(yue)隻(zhi)要(yao)0.001弧度，接近平行。1962年，人類第一次運用激光映照月球
，地球離月球的間隔約38萬wan公gong裏li
，但dan激ji光guang在zai月yue球qiu外wai表biao的de光guang斑ban不bu到dao兩liang公gong裏li。若ruo以yi聚ju光guang效xiao果guo很hen好hao，看kan似si平ping行xing的de探tan照zhao燈deng光guang柱zhu射she向xiang月yue球qiu
，依yi照zhao其qi光guang斑ban直zhi徑jing將jiang掩yan蓋gai整zheng個ge月yue球qiu。

    （二）亮度極高

    在zai激ji光guang創chuang造zao前qian
，人ren工gong光guang源yuan中zhong高gao壓ya脈mai衝chong氙xian燈deng的de亮liang度du最zui高gao，與yu太tai陽yang的de亮liang度du不bu相xiang上shang下xia
，而er紅hong寶bao石shi激ji光guang器qi的de激ji光guang亮liang度du，能neng超chao越yue氙xian燈deng的de幾ji百bai億yi倍bei。由you於yu激ji光guang的de亮liang度du極ji高gao

，所suo以yi可ke以yi照zhao亮liang遠yuan間jian隔ge的de物wu體ti。紅hong寶bao石shi激ji光guang器qi發fa射she的de光guang束shu在zai月yue球qiu上shang產chan生sheng的de照zhao度du約yue為wei0.02勒克斯（光照度的單位），顏(yan)色(se)鮮(xian)紅(hong)
，激(ji)光(guang)光(guang)斑(ban)明(ming)顯(xian)可(ke)見(jian)。若(ruo)用(yong)功(gong)率(lv)最(zui)強(qiang)的(de)探(tan)照(zhao)燈(deng)映(ying)照(zhao)月(yue)球(qiu)
，產(chan)生(sheng)的(de)照(zhao)度(du)隻(zhi)要(yao)約(yue)一(yi)萬(wan)億(yi)分(fen)之(zhi)一(yi)勒(le)克(ke)斯(si)，人(ren)眼(yan)基(ji)本(ben)無(wu)法(fa)發(fa)覺(jiao)。激(ji)光(guang)亮(liang)度(du)極(ji)高(gao)的(de)主(zhu)要(yao)緣(yuan)由(you)是(shi)定(ding)向(xiang)發(fa)光(guang)。大(da)量(liang)光(guang)子(zi)集(ji)中(zhong)在(zai)一(yi)個(ge)極(ji)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)範(fan)圍(wei)內(nei)射(she)出(chu)，能(neng)量(liang)密(mi)度(du)自(zi)然(ran)極(ji)高(gao)。　激光的亮度與陽光之間的比值是百萬級的

，而且它是人類發明的。　激光的顏色　激(ji)光(guang)的(de)顏(yan)色(se)取(qu)決(jue)於(yu)激(ji)光(guang)的(de)波(bo)長(chang)，而(er)波(bo)長(chang)取(qu)決(jue)於(yu)發(fa)出(chu)激(ji)光(guang)的(de)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)，即(ji)被(bei)刺(ci)激(ji)後(hou)能(neng)產(chan)生(sheng)激(ji)光(guang)的(de)那(na)種(zhong)資(zi)料(liao)。刺(ci)激(ji)紅(hong)寶(bao)石(shi)就(jiu)能(neng)產(chan)生(sheng)深(shen)玫(mei)瑰(gui)色(se)的(de)激(ji)光(guang)束(shu)
，它(ta)應(ying)用(yong)於(yu)醫(yi)學(xue)範(fan)疇(chou)，比(bi)方(fang)用(yong)於(yu)皮(pi)膚(fu)病(bing)的(de)治(zhi)療(liao)和(he)外(wai)科(ke)手(shou)術(shu)。公(gong)認(ren)最(zui)貴(gui)重(zhong)的(de)氣(qi)體(ti)之(zhi)一(yi)的(de)氬(ya)氣(qi)可(ke)以(yi)產(chan)生(sheng)藍(lan)綠(lv)色(se)的(de)激(ji)光(guang)束(shu)


，它(ta)有(you)諸(zhu)多(duo)用(yong)處(chu)，如(ru)激(ji)光(guang)印(yin)刷(shua)術(shu)，在(zai)顯(xian)微(wei)眼(yan)科(ke)手(shou)術(shu)中(zhong)也(ye)是(shi)不(bu)可(ke)短(duan)少(shao)的(de)。半(ban)導(dao)體(ti)產(chan)生(sheng)的(de)激(ji)光(guang)能(neng)發(fa)出(chu)紅(hong)外(wai)光(guang)
，因(yin)而(er)我(wo)們(men)的(de)眼(yan)睛(jing)看(kan)不(bu)見(jian)
，但(dan)它(ta)的(de)能(neng)量(liang)恰(qia)恰(qia)能(neng)"解讀"激光唱片，並能用於光纖通訊。　激光別離技術　激光別離技術主要指激光切割技術和激光打孔技術。激光別離技術是將能量聚焦到微小的空間，可取得105~1015W/cm2極高的輻照功率密度
，應用這一高密度的能量停止非接觸、高速度
、gaojingdudejiagongbanfa。zairucigaodeguanggonglvmiduyingzhaoxia，jianzhinenggouduirenheziliaowanchengjiguangqiegehedakong。jiguangqiegejishushiyizhongbaituochuantongdejixieqiege、熱處置切割之類的全新切割法，具有更高的切割精度、更低的粗糙度、genglingmindeqiegebanfahegenggaodexiaofeixiaolvdengtexing。jiguangdakongbanfazuoweizaigutiziliaoshangjiagongkongbanfazhiyi


，yichengweiyixiangjuyoutedingyingyongdejiagongjishu，zhuyaoyunyongzaihangkong、航天與微電子行業中。

    （三）顏色極純

    光的顏色由光的波長（或頻率）決議。一定的波長對應一定的顏色。太陽光的波長散布範圍約在0.76微米至0.4微米之間，對應的顏色從紅色到紫色共7種顏色，所以太陽光談不上單色性。發射單種顏色光的光源稱為單色光源，它發射的光波波長單一。比方氪燈
、氦燈、氖燈、氫qing燈deng等deng都dou是shi單dan色se光guang源yuan，隻zhi發fa射she某mou一yi種zhong顏yan色se的de光guang。單dan色se光guang源yuan的de光guang波bo波bo長chang固gu然ran單dan一yi
，但dan仍reng有you一yi定ding的de散san布bu範fan圍wei。如ru氖nai燈deng隻zhi發fa射she紅hong光guang
，單dan色se性xing很hen好hao，被bei譽yu為wei單dan色se性xing之zhi冠guan，波bo長chang散san布bu的de範fan圍wei仍reng有you0.00001納米，因而氖燈發出的紅光
，若認真識別仍包含有幾十種紅色。由此可見，光輻射的波長散布區間越窄
，單色性越好。　激光器輸出的光，波長散布範圍十分窄，因而顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長散布範圍能夠窄到2×10^-9納米，是氪燈發射的紅光波長散布範圍的萬分之二。由此可見，激光器的單色性遠遠超越任何一種單色光源。

    （四）能量密度極大

    光子的能量是用E=hv來計算的，其中h為普朗克常量，v為頻率。由此可知，頻率越高，能量越高。激光頻率範圍3.846*10^(14)Hz到7.89510(14)Hz.電磁波譜可大致分為：

    （1）無線電波——波長從幾千米到0.3米左右
，普通的電視和無線電播送的波段就是用這種波；

    （2）微波——波長從0.3米到10^-3米，這些波多用在雷達或其它通訊係統

；

    （3）紅外線——波長從10^-3米到7.8×10^-7米；

    （4）可見光——這是人們所能感光的極狹窄的一個波段。波長從780—380nm。光是原子或分子內的電子運動狀態改動時所發出的電磁波。由於它是我們可以直接感受而發覺的電磁波極少的那一局部
；

    （5）紫外線——波長從3×10^-7米到6×10^-10米(mi)。這(zhe)些(xie)波(bo)產(chan)生(sheng)的(de)緣(yuan)由(you)和(he)光(guang)波(bo)相(xiang)似(si)

，常(chang)常(chang)在(zai)放(fang)電(dian)時(shi)發(fa)出(chu)。由(you)於(yu)它(ta)的(de)能(neng)量(liang)和(he)普(pu)通(tong)化(hua)學(xue)反(fan)響(xiang)所(suo)牽(qian)涉(she)的(de)能(neng)量(liang)大(da)小(xiao)相(xiang)當(dang)，因(yin)而(er)紫(zi)外(wai)光(guang)的(de)化(hua)學(xue)效(xiao)應(ying)最(zui)強(qiang)；

    （6）倫琴射線——這局部電磁波譜，波長從2×10^-9米到6×10^-12米。倫琴射線（X射線）是電原子的內層電子由一個能態跳至另一個能態時或電子在原子核電場內減速時所發出的；

    （7）伽馬射線——是波長從10^-10～10^-14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內發出來的，放射性物質或原子核反響中常有這種輻射隨同著發出。γ射線的穿透力很強，對生物的毀壞力很大。由此看來，激光能量並不算很大，但是它的能量密度很大（由於它的作用範圍很小
，普通隻要一個點）
，短時間裏彙集起大量的能量，用做武器也就能夠了解了。

    激光的其他特性

    激光有很多特性：首shou先xian，激ji光guang是shi單dan色se的de，或huo者zhe說shuo是shi單dan頻pin的de。有you一yi些xie激ji光guang器qi能neng夠gou同tong時shi產chan生sheng不bu同tong頻pin率lv的de激ji光guang
，但dan是shi這zhe些xie激ji光guang是shi相xiang互hu隔ge離li的de，運yun用yong時shi也ye是shi分fen開kai的de。其qi次ci
，激ji光guang是shi相xiang幹gan光guang。相xiang幹gan光guang的de特te征zheng是shi其qi一yi切qie的de光guang波bo都dou是shi同tong步bu的de
，整zheng束shu光guang就jiu仿fang佛fo一yi個ge“波列”。再次
，激光是高度集中的，也就是說它要走很長的一段間隔才會呈現分散或者收斂的現象。　激光（LASER）是上世紀60年代創造的一種光源。LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母縮寫。激光器有很多種，尺寸大至幾個足球場
，小至一粒稻穀或鹽粒。氣體激光器有氦－氖激光器和氬激光器
；固體激光器有紅寶石激光器；半導體激光器有激光二極管，像CD機、DVD機和CD-ROM裏的那些。每一種激光器都有本人共同的產生激光的辦法。