什么是激光?

如题所述

激光最先起源于爱因斯坦的“受激辐射”理论,后来科学家们在电管中以光或电流的能量来撞击某些晶体或原子易受激发的物质,使其原子的电子达到受激发的高能量状态,当这些电子要回复到平静的低能量状态时,原子就会射出光子,以放出多余的能量;而接着,这些被放出的光子又会撞击其他原子,激发更多的原子产生光子,引发一连串的“连锁反应”,并且都朝同一个方前进,形成强烈而且集中朝向某个方向的光。这就是激光。

激光技术的核心是激光器,它是一种能够发射激光的装置,一般分为固体激光器、气体激光器、液体激光器、化学激光器和半导体激光器等,其工作原理基本相同,近几年还发展了自由电子激光器。随着科技的发展和研究水平的提高,激光技术应用已经成为最有发展前途的领域之一。

激光因具有单色性好、方向性强、亮度高等特点而得到广泛应用。

例如以有机染料作为工作物质,人们制成了染料激光器,这是激光加工技术的应用。通过技术处理,激光可以在很短的时间内把能量高度集中在很小的范围内,产生100万摄氏度以上的高温和100万个标准大气压以上的高压进行机械精密加工或局部医疗手术,效果显著。

如激光因其亮度高、方向性好,沿直线传播比普通光线要好得多,而且本身没有重力,不会发生自身曲,所以对8000千米以外的人造卫星测距,误差不超过2厘米,测量时间不超过1秒,因此它是天然的“准直线”和“导向线”。在造船业中用激光准直线来确定船的中心线;在飞机制造业中用激光作为“导向线”指示方向精确对准波音737飞机38米长的机翼支架;我国在铁路建设中用激光引导280吨的隧道掘进机,在开挖2.5千米的隧道时,误差只有16毫米。

激光的干涉被广泛用来进行质量检验和长度测量,如对磁带、光盘、玻璃、纺织品、电子线路元件的疵点、压痕、裂缝、气泡、针孔等缺陷的检验,不仅迅速准确,而且不存在漏检现象。

激光技术在信息领域引起的革命是令人吃惊的。在现代生活中,需要存储、传递、处理的信息量巨大,而且与日俱增,激光技术能大幅度提高信息处理能力。光盘应用前景广泛,主要应用有文件存档、原文资料即期发行,专利服务、文化娱乐。此外,利用光纤通信不仅容量大、损耗小,而且保密性强。

近20年来,激光在医学上、药学上、生物工程上的应用十分广泛,形成了激光医学、激光药学、激光生物学等新的学科。此外,军事上激光武器也有了迅速发展,而激光同位素分离、激光核聚变、超快过程激光光谱学、非线性光学、激光计算机等都在向更深的领域发展。可以毫不夸张地说,激光技术推进了物理学、化学、生物学、医学、工业自动化等学科的研究和发展,加深和拓宽了人们对物质世界的认识。可以预期,新的激光器的研制和应用还将不断涌现,从而更好地造福人类。

城市激光

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第1个回答  2022-12-26

激光,是一种自然界原本不存在的,因受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光。

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。原子受激辐射的光,故名“激光”。

激光经聚焦达到的最高光强已达到了10^22瓦/平方厘米量级。此外,这种超强光场在时间范畴又是极端超快的,在远紫外线(XUV)波段,激光脉冲的超快时间尺度已经突破飞秒(fs,10^-15秒)进入了阿秒(as,10^-18秒)新范畴。

光是原子中的电子吸收能量后,从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级,回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光,就是被引诱(激发)出来的光子队列,这光子队列中的光子们,光学特性一样,步调极其一致。

打个比方就是,普通光源,比如电灯泡发出来的光子各不同,而且会各个方向乱跑,很不团结,但是激光中的光子们则是心往一处想,劲往一处使,这导致它们所向披靡,威力很大。

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扩展资料:

被称为最亮的光,是因为激光的光束能平行向一个方向发散,且几乎不衰减,亮度非常高,最亮时甚至比太阳还要亮100亿倍。

此外,激光在测距方面表现优异,测出来的距离非常准确,所以也被称为最准的尺。

激光有很多特性:首先,激光是单色的,或者说是单频的。有一些激光器可以同时产生不同频率的激光,但是这些激光是互相隔离的,使用时也是分开的。

其次,激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一个“波列”。再次,激光是高度集中的,也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。

激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距,取得在该一时段内被测物体的移动距离,从而得到该被测物体的移动速度。因此,激光测速具有以下几个特点:

1、由于该激光光束基本为射线,估测速距离相对于雷达测速有效距离远,可测1000M外;

2、测速精度高,误差<1公里;

3、鉴于激光测速的原理,激光光束必须要瞄准垂直与激光光束的平面反射点,又由于被测车辆距离太远、且处于移动状态,或者车体平面不大,而导致激光测速成功率低、难度大,特别是执勤警员的工作强度很大、很易疲劳;

4、鉴于激光测速的原理,激光测速器不可能具备在运动中使用,只能在静止状态下应用;因此,激光测速仪不能称之为“流动电子警察”。在静止状态下使用时,司机很容易发现有检测,因此达不到预期目的;

参考资料:/baike.baidu.com/item/激光/130230?fr=aladdin"target="_blank"title="百度百科——激光">百度百科——激光

第2个回答  2022-05-02
激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。英文名Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,意思是“通过受激辐射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。激光的原理早在 1916年已被著名的犹太裔物理学家爱因斯坦发现。

原子受激辐射的光,故名“激光”:原子中的电子吸收能量后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。被引诱(激发)出来的光子束(激光),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、方向性好,亮度更高。

激光应用很广泛,有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、LIF无损检测技术等等。激光系统可分为连续波激光器和脉冲激光器。
第3个回答  2020-07-16