激光,全稱“激光”,源于“通過(guò)受激輻射產(chǎn)生光放大”的原理,原子在受激輻射過(guò)程中產(chǎn)生的光,因其獨(dú)特性質(zhì)而得名,當(dāng)原子中的電子吸收能量,從低能級(jí)躍遷至高能級(jí),隨后又回落至低能級(jí)時(shí),所釋放的能量以光子的形式釋放出來(lái),這些被激發(fā)出的光子束,即激光,其光學(xué)特性高度一致,激光相較于普通光源,具有更高的單色性、方向性和亮度。
——激光技術(shù),指的是探索開發(fā)各類激光產(chǎn)生方法,并利用其特性為人類帶來(lái)福祉的技術(shù)總稱。
激光物質(zhì)是指那些能夠產(chǎn)生激光的物質(zhì),例如紅寶石、鈹玻璃、氖氣、半導(dǎo)體、有機(jī)染料等,光學(xué)諧振腔的作用在于增強(qiáng)輸出激光的亮度,調(diào)節(jié)并選擇激光的波長(zhǎng)和方向。
激光的種類
激光種類繁多,分類角度和標(biāo)準(zhǔn)各異,以下列舉幾種常見(jiàn)的分類方法:
1、根據(jù)激光源:固體材料(如紅寶石、翠綠寶石、石榴石等)、氣體(如二氧化碳、氬氣、氦氖等)。
2、根據(jù)頻率:紅激光、藍(lán)激光、綠激光等。
3、根據(jù)原理:氦-氖激光、二氧化碳激光、二極管激光、準(zhǔn)分子激光、染料激光、氬離子激光、氮?dú)饧す狻AG激光等。
以下是具體激光器及其應(yīng)用領(lǐng)域:
固體激光器:使用固體材料作為工作介質(zhì),結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高,廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域。
半導(dǎo)體激光器:如激光二極管,應(yīng)用于光通信、激光打印、激光雷達(dá)、醫(yī)療、照明等領(lǐng)域。
液體激光器:如染料激光器,應(yīng)用于科學(xué)研究、醫(yī)療治療、激光雷達(dá)等領(lǐng)域。
自由電子激光器:如自由電子激光器(FEL),應(yīng)用于高能物理研究、材料科學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域,具有超寬頻譜和高功率的特點(diǎn)。
哪些發(fā)明用的是激光的原理
激光原理的發(fā)現(xiàn)源于美國(guó)科學(xué)家肖洛(Schawlow)和湯斯(Townes)的研究,他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)將氖光燈泡發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時(shí),晶體會(huì)發(fā)出鮮艷、始終會(huì)聚的強(qiáng)光,基于這一現(xiàn)象,他們提出了激光原理:物質(zhì)在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發(fā)時(shí),會(huì)產(chǎn)生這種不發(fā)散的強(qiáng)光——激光。
1951年,美國(guó)物理學(xué)家查爾斯·哈德·湯斯設(shè)想,如果用分子而非電子線路,就可以得到波長(zhǎng)足夠小的無(wú)線電波,分子具有不同的振動(dòng)形式,其中一些分子的振動(dòng)與微波波段范圍的輻射相同,問(wèn)題在于如何將這些振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛洹?/p>
同年,湯斯在《受激輻射的微波放大》一文中闡述了激光的基本原理,成為第一個(gè)提出利用受激輻射產(chǎn)生相干微波的科學(xué)家,這一理論為激光的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
1964年,肖洛和湯斯因提出激光原理而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),激光的理論基礎(chǔ)源于物理學(xué)家愛(ài)因斯坦,他在1917年提出的“光與物質(zhì)相互作用”理論為激光的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
激光是20世紀(jì)以來(lái)繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后的又一重大發(fā)明,被譽(yù)為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”。