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激光用途有哪些?

来源:硬件三人行

  发布:cici

关键词:激光 激光器 激光技术

2018-06-13

 一、激光的本质

 

首先咱们先回顾下之前学习过的物理知识。在微观层面,电子绕原子核做无规则运动,但是在不同的能量级上两者的距离不同。当电子从高能级掉到低能级时,根据能量守恒定律,这部分能量会以光和热两种方式释放出去,这就是光的本质。而光具有波粒二象性,不同波长的光表现出不同的特性,符合一定波长的光而表现出来的,就是激光。

 

激光之所以适用范围很广,取决于它具有的的特点:

 

●方向性好:激光发射后发散角非常小,激光射出20公里,光斑直径只有几十厘米,激光射到38万公里的月球上,其光斑直径还不到2公里。

 

●单色性好:光的颜色由光的不同波长决定,不同的颜色,是不同波长的光作用于人的视觉的不同而反映出来。激光的波长基本一致,谱线宽度很窄,颜色很纯。单色性很好。由于这个特性,激光在通信技术中应用很广;

 

●亮度高:由于激光的发射能力强和能量的高度集中,所以亮度很高,它比普通光源高亿万倍,比太阳表面的亮度高几百亿倍。亮度是衡量一个光源质量的重要指标,若将中等强度的激光束经过会聚,可在焦点出产生几千到几万度的高温;

 

●相干性好:相干性是所有波的共性,但由于各种光波的品质不同,导致它们的相干性也有高低之分。普通光是自发辐射光,不会产生干涉现象。激光不同于普通光源,它是受激辐射光,具有极强的相干性,所以称为相干光。

 

二、激光和激光器的种类

 

我们平时见到的以及我们的意识里,激光应该是红色的。其实激光在不同的波长表征出不同的颜色,甚至还有不可见红外激光,具体如下:

 

● 激光可见光束颜色波长从短到长依次为:蓝紫色(405nm),蓝色(445nm,460nm,473nm),绿色(532nm),黄色(589nm)和红色(635nm,650nm)

● 不可见红外激光(808nm,980nm,1064nm)具有比可视红光较长的波长。

 

下面我们来说说激光器的种类,目前常见的激光器按工作介质分气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器和染料激光器5大类,近来还发展了自由电子激光器。大功率激光器通常都脉冲方式输出已获得较大的峰值功率。有兴趣的同学可以更深入的了解一下。

激光器

 

三、激光的用途

 

● 激光通讯:利用激光进行载波通信,由于其抗干扰性强,所以它传输带宽高,容量大,距离远;

 

● 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。

 

●激光测距:激光测距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。

 

● 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。

 

●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。

 

● 军事激光:激光在攻击和防御层面都有应用。在攻击方面,美国已经研制出激光炮并实验成功;在防御方面,激光雷达也有大范围的用途。

 

除此以外,目前有研究将激光用于指纹之别和面部识别。激光的用途还有很多很多,更多的用途也需要大家去研究,去开发,也希望本文能让大家对激光有一定的初步认识。

激光雷达

 

不单单以上这些,激光还有更广、更宽泛的应用需要去研究和挖掘,希望未来有更多的人来研究激光,使之为我们生活和社会带来更大的便捷。