激光之所以被譽為神奇的光,是因為它有普通光完全不具備的四大特性。
1.方向性好——普通光源(太陽、白熾燈或熒光燈)向四面八方發(fā)光,而激光的發(fā)光方向可限制在小于幾個毫弧度立體角內(nèi),這就使得在照射方向上的照度提高千萬倍。激光每200千米擴散直徑小于1米,若射到距地球3.8×105km的月球,光束擴散不到2千米,而普通探照燈幾千米外就擴散到幾十米。
應(yīng)用:激光準直、導向和測距。
2.亮度高——激光是當代最亮的光源,只有氫彈爆炸瞬間強烈的閃光才能與它相比擬。太陽光亮度大約是1.865×109cd/m2,而一臺大功率激光器的輸出光亮度可以高出太陽光的亮度7~14個數(shù)量級。
盡管激光的總能量并不一定很大,但由于能量高度集中,很容易在某一微小點處產(chǎn)生高壓和幾萬攝氏度甚至幾百萬攝氏度的高溫。
應(yīng)用:激光打孔、切割、焊接和激光外科手術(shù)。
3.單色性好——光是一種電磁波。光的顏色取決于它的波長。普通光源發(fā)出的光通常包含著各種波長,是各種顏色光的混合。太陽光包含紅、登、黃、綠、青、藍、紫七種顏色的可見光以及紅外光、紫外光等不可見光。
而某種激光的波長只集中在十分窄的光譜波段或頻率范圍內(nèi)。如氦氖激光的波長為632.8納米,其波長變化范圍不到萬分之一納米。
應(yīng)用:精密度儀器測量 某些化學反應(yīng)實驗。
4.相干性好——干涉是波動現(xiàn)象的一種屬性?;诩す饩哂懈叻较蛐院透邌紊缘奶匦?,它必然會是相干性極好的光。
應(yīng)用:全息照相。
激光器的類型
在光源中,實現(xiàn)能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是實現(xiàn)光放大的前提,也就是產(chǎn)生激光的先決條件。要實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),需借助外來光的力量,使大量原來處于低能級的粒子躍遷到高能級上去,這個過程我們稱之為“激勵”。