激光是什么
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
Laser,即
Light
Amplification
by
the
Stimulated
Emission
of
Radiation
的缩写。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。但在阐释这个过程之前,我们必先了解物质的结构,以及光的辐射和吸收的原理。
物质由原子组成。图一是一个碳原子的示意图。原子的中心是原子核,由质子和中子组成。质子带有正电荷,中子则不带电。原子的外围
分布着带负电的电子,绕着原子核运动。有趣的是,电子在原子中的能量并不是任意的。描述微观世界的量子力学告诉我们,这些电子会处于一些固定的「能级」,不同的能
级对应于不同的电子能量。为了简单起见,我们可以如图一所示,把这些能级想象成一些绕着原子核的轨道,距离原子核越远的轨道能量越高。此外,不同轨道最多可容纳的电子数目也不同,例如最低的轨道
(也是最近原子核的轨道)
最多只可容纳
2
个电子,较高的轨道则可容纳
8
个电子等等。事实上,这个过份简化了的模型并不是完全正确的
[1],但它足以帮助我们说明激光的基本原理。
如果,把一段激活物质放在两个互相平行的反射镜(其中至少有一个是部分透射的)构成的光学谐振腔中(图1),处于高能级的粒子会产生各种方向的自发发射。其中,非轴向传播的光波很快逸出谐振腔外:轴向传播的光波却能在腔内往返传播,当它在激光物质中传播时,光强不断增长。如果谐振腔内单程小信号增益G0l大于单程损耗δ(G0l是小信号增益系数),则可产生自激振荡。原子的运动状态可以分为不同的能级,当原子从高能级向低能级跃迁时,会释放出相应能量的光子(所谓自发辐射)。同样的,当一个光子入射到一个能级系统并为之吸收的话,会导致原子从低能级向高能级跃迁(所谓受激吸收);然后,部分跃迁到高能级的原子又会跃迁到低能级并释放出光子(所谓受激辐射)。这些运动不是孤立的,而往往是同时进行的。当我们创造一种条件,譬如采用适当的媒质、共振腔、足够的外部电场,受激辐射得到放大从而比受激吸收要多,那么总体而言,就会有光子射出,从而产生激光。