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激光产生的机理是什么

来源:网络 作者:佚名 时间:03-29 手机版

激光产生的机理是自发辐射与受激辐射自发辐射是在没有任何外界作用下,激发态原子自发地从高能级向低能级跃迁,同时辐射出一光子。产生激光的首要条件是实现粒子数反转。能够实现粒子数反转的介质称为激活介质。要造成粒子数反转分布,首先要求介质有适当的能级结构,其次还要有必要的能量输入系统。

激光是怎么产生的呢

激光产生的基本原理:激光—“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光,这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光,即激光。

激光加工原理:利用激光束与物质相互作用的特性对材料进行减材、增材、等材加工的一门技术,将聚焦后的激光束照射在工件材料表面,光能瞬间转化为热能,局部区域吸收大量能量后,根据不同的激光工艺参数,材料发生气化、熔化、金相组织变化以及冲击热应力,从而达到工件材料的去除、连接、改性或分离等。

激光清洗:利用高频高能量激光脉冲照射工件表面,涂覆层瞬间吸收聚焦的激光能量,使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离,高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层,从而达到洁净的工艺过程。

激光切割:利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件分割。

激光焊接:激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特点,将激光束聚焦在很小的区域内,瞬间使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,使被焊物局部熔化并快速冷却,从而形成牢固的焊点和焊缝。

激光产生的原理及应用是什么

激光产生的过程如下:

1、介质分子在外来能量的激发下跃迁到可以产生受激辐射的能级。

2、一些在高能级的介质分子随机跃迁到低能级,并发射出一个光子。

3、由于该能级可以产生受激辐射,所以在该光子击中另一个处于该能级的介质分子时,该介质分子产生受激辐射现象。即受入射光子的激发而从该能级跃迁至低能级,同时发射出一个和入射光子一模一样的光子。

4、以上过程在谐振腔内进行,谐振腔两端是两块平行放置的反射镜,反射镜间距是受激辐射波长的整数倍。以使得只有完全垂直于两块反射镜的辐射被选择留下。

5、被选择方向上的辐射不断增殖形成相干性非常好的激光光束。跃迁到低能级的介质分子在外来能量的激发下重新回到高能级,保证持续提供可激发的介质分子。

6、谐振腔的一端放置的反射镜有一定的透射率,通过此端反射镜透射出来的光束就是我们可以使用的激光束。

以上是激光发生原理的简述,请参考。

至于应用,由于激光是方向性和相干性非常好的光,所以有很多适合激光的应用。如激光切割、激光美容、激光存储等等。

激光的工作原理是什么?

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。

1.激光通讯.光纤传像容量大,距离远

2.激光医学.够扮演钻头、手术刀、焊枪等多种角色,或激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。

3.激光测距,定位,激光测距(laser distance measuring)是以激光器作为光源进行测距。与光电测距仪相比,不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度,显著减少重量和功耗,使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。

4.激光加工,包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

5.激光唱片能够用来贮存各种信息和声音。影碟能够贮存和再现画面和影片,而得到计算机帮助、运转自如的光盘只读存储器(CD-ROM)可以包容所有范围的信息,从字词、音乐一直到画面和活动的电视连续镜头。

6.军事激光,激光武器,激光雷达。

激光在许多领域有着广泛的用途:

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为:

1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

2.激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微雕等各种加工工艺。

激光焊接:汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。2013年使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光切割:汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光笔

激光笔:又称为激光指示器、指星笔等,是把可见激光设计成便携、手易握、激光模组(二极管)加工成的笔型发射器。

激光美容

(1)激光在美容界的用途越来越广泛。色素沉着,如太田痣、鲜红斑痣、雀斑、老年斑、毛细血管扩张等,以及去纹身、洗眼线、洗眉 、治疗瘢痕等;而2013年以前一些新型的激光仪,高能超脉冲CO2激光,铒激光进行除皱、磨皮换肤、治疗打鼾,美白 牙齿等等,取得了良好的疗效,为激光外科开辟越来越广阔的领域。

简述激光产生的原理

1. 受激吸收(简称吸收) 处于较低能级的

粒子

在受到外界的激发(即与其他的粒子发生了有

能量交换

的相互作用,如与

光子

发生非弹性碰撞),吸收了能量时,跃迁到与此能量相对应的较高能级。这种跃迁称为受激吸收。 2.

自发辐射

粒子受到激发而进入的高能态,不是粒子的稳定状态,如存在着可以接纳粒子的较低能级,即使没有外界作用,粒子也有一定的概率,自发地从高能级(E2)向低能级(E1)跃迁,同时辐射出能量为(E2-E1)的光子,光子

频率

=(E2-E1)/h。这种辐射

过程

称为自发辐射。众多

原子

以自发辐射发出

的光

,不具有

相位

偏振态

、传播

方向上

的一致,是

物理

所说

的非

相干光

。 3. 受激辐射、

激光

1917年爱因斯坦从理论上指出:除自发辐射外,处于高能级E2上的粒子还可以另一

方式

跃迁到较低能级。他指出当频率为=(E2-E1)/h的光子入射时,也会引发粒子以一定的概率,迅速地从能级E2跃迁到能级E1,同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播

方向

都相同的光子,这个过程称为受激辐射。 可以设想,如果大量原子处在高能级E2上,当有一个频率 =(E2-E1)/h的光子入射,从而激励E2上的原子产生受激辐射,得到两个

特征

完全相同的光子,这两个光子再激励E2能级上原子,又使其产生受激辐射,可得到四个特征相同的光子,这意味着原来的光

信号

被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。

激光原理

激光原理光与物质的相互作用,实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子,同时改变自身运动状况的表现。

激光并不属于自然界天然存在的光,它是通过一种物理原理形成的光。如果想要明白激光是怎样产生的,就需要了解几个物理概念。

第一个概念是跃迁。在目前已知的科学体系中,所有的物质都是由原子构成的,而原子又是由原子核和核外电子构成的。处于不同能级的轨道上的核外电子围绕原子核进行绕核运动。位于低能级轨道上的电子想转移到高能级轨道需要吸收一定的能量,反过来,高能级轨道上的电子想转移到低能级轨道上就要释放一部分多余的能量。

第二个概念是发光过程。一般情况下,在没有外界影响的状态下,高能级的原子会自发地向低能级跃迁,并将多余的能量以发光的形式释放出来,这种发光的过程被称作自发辐射。平时我们家里使用的日光灯和白炽灯等的发光原理就是如此。

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