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氦氖激光器工作原理(一)

星之球激光 来源:中国激光网2011-09-28 我要评论(0 )   

我们通常把发光的物体叫做光源,如太阳、电灯、燃烧的蜡烛等。光具有能量,它可以使物体变热,使照相底片感光,这就是能的转换现象。光能含在光束中,光束射入人的眼睛...

     我们通常把发光的物体叫做光源,如太阳、电灯、燃烧的蜡烛等。光具有能量,它可以使物体变热,使照相底片感光,这就是能的转换现象。光能含在光束中,光束射入人的眼睛,才引起人的视觉,所以我们能够看到光源发射的光。那么我们为什么还能看到不发光的 物体呢?是因为光源发射的光照射到它们,不发光的物体受光后,向四面八方漫反射的光射入了我们的眼睛,所以我们也能看到不发光的物体。 

    产生激光的光源,和普通的光源明显不同。如普通白炽灯光源是通过电流加热钨丝的原子到激发态,处于激发态的原子不断地自发辐射而发光。这种普通的光源具有很大的散射性和漫射性,不能控制形成集中的光束,也就不能应用于激光打印机。激光打印机所需要的激光光束必须具有以下特性: 
    ①高方向性。发出的光束在一定的距离内没有散射和漫射。 

    ②高单色性。纯白光由七色光组成。 

    ③高亮度,有利于光束的集中并带有很高的物理能量。 

    ④高相干性,容易叠加和分离。 激光器是激光扫描系统的光源,具有方向性好、单色性强、相干性高及能量集中、便于 调制和偏转的特点。 早期生产的激光打印机多采用氦-氖(He-Ne)气体激光器,其波长为632.8μm,其特点是 输出功率较高、体积大、是寿命长(一般大于1万小时) 性能可靠,噪音低,输出功率大。但是因为体积太大,现在基本已淘汰。现代激光打印机都 采用半导体激光器,常见的是镓砷-镓铝砷(CaAs-CaAlAs)系列,所发射出的激光束波长一 般为近红外光(λ=780μm),可与感光硒鼓的波长灵敏度特性相匹配。半导体激光器体积 小、成本低,可直接进行内部调制,是轻便型台式激光打印机的光源。 

    激光打印机 

    激光扫描是用来产生非常小的高精度光点,用于高质量的文字及图像的印刷,常用的激 光扫 
描系统工作原理是:在工作物质两端设置两块相互平行的反射镜(栅极),这两块反射 镜之间构成了一个谐振腔。谐振腔的一块反射镜为全反射镜,另一块为半反射镜,当工作物 质受激,原子自发辐射的光子在谐振腔内不断地来回反射,辐射出的光子不断增加。当谐振 腔内叠加的光子增加到一定量时,就会穿透半反射的反射镜面发出一束非常强的光,这就是 激光。这样发出的光束非常集中,几乎没有散射,只要我们利用控制技术将光波波长控制在 700~900μm(纳米),这样所产生的激光就可以满足激光打印机感光鼓的曝光需要。 

    现代所用的半导体激光器,通常采用激光二极管,它的原理与普通的二极管极为相似,如都有一对PN结,当电压和电流加到激光二极管上时,P型半导体材料中的空穴和N型材料中的自由电子产生相对运动, PN结处载流子的密度增加非常大,自由电子和空穴重新复合,因而产生受激辐射,释放出具有激光特性的光子,由激光器谐振腔内的反射镜反射,透过激光孔和孔内聚焦镜,射出激光束。 
 

 

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