13.8-激光

物体发光的微观机理物质中的原子受到激发以后，原子能量增加，处于不稳定状态，要向低能态跃迁。在向低能态跃迁的过程中，会发出光。普通光源（白炽灯、日光灯、）的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出的光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定相同——为非相干光。2E1E发光前h发光后一、激光及其产生1、概念：2、产生机理：原子受激辐射后产生的光某些物质的原子中的粒子受光或电刺激，使低能级的原子变成高能级原子，在向低能态跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的光，这种光叫作激光。激光的发展史•1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文，奠定了激光发展的基础。•1960年，美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器。•1965年，第一台可产生大功率激光的器件--二氧化碳激光器诞生。•1967年，第一台Ｘ射线激光器研制成功。二、激光的特性1、相干性好（单色性好）频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光是相干光。激光的频率单一，单色性比普通光高1010倍。全息照相全息照相就利用了相干性好的特点。二、激光的特性2、平行度好(方向性好)激光束的发散角很小.激光定位、导向、测距等就利用了方向性好的特点。激光可以会聚到很小的一点，用于光盘的信息记录和读取。二、激光的特性3、亮度高（光强大）亮度是光源在单位面积上，向某一方向的单位立体角内发射的功率。激光的输出功率虽然有限，但由于其光束细，功率密度特别大，因而其亮度也特别大。把分散在180°范围内的光集中到0.18°范围，亮度提高100万倍.激光能量在时间和空间上高度集中，能在极小区域产生几百万度的高温。激光加工、激光手术、激光武器等就利用了高亮度的特点。激光打孔激光切割三、激光全息技术：普通照相技术记录的是光的强弱(振幅)及光的颜色(频率)。而全息照相术，是记录波动(包括机械波、电磁波和光波)干扰的振幅和位相分布，以及使之再现的专门技术。它广泛地用作三维光学的成像，也可用于声波和射频波。“全息”意思是全部的信息，即不仅是振幅信息，还包含位相信息在内.参考光照相底片反射光物光物同一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，物光也到达底片。参考光和物光在底片上各处相遇时将发生干涉，底片上记录两束光叠加后明暗相间的干涉图像。全息照相拍摄原理：照明光全息照片人眼用激光照射全息照片，在照片的另一侧可观看原物体的立体的像。全息照片的观看：英女王的全息照片神奇的全息照片！应用：广告字牌、展板、建筑模型、工艺品等。四、激光在各个领域的应用1、加工领域：1）数控激光切割雕刻机激光切割上料、焊接、自动旋转边、下料全自动完成2）激光焊接机激光焊接汽车3）激光打标机采用计算机控制激光做加工手段，在机械零部件、电子元器件、仪器、工具等表面制作文字、图案等。2、医疗领域1）医疗诊断激光治疗包括：辐照、烧灼、汽化、光刀切割以及光针针灸等。激光眼科手术反导激光武器激光制导3、军事领域1）激光制导武器2）激光武器美国洛克希德·桑德斯公司开发的AN/PLQ--5激光对抗装置。也是一种致盲兼软杀伤武器3）激光测距与激光雷达4、生活领域1）激光条码机2）光盘基于定向激光束扫描记录和扫描检测的原理，可将1小时甚至几小时的视频内容记录到盘上，然后借助激光检测设备，将光盘内容显示出来。知识小结：一、激光的产生——二、激光的特性1、高相干性——2、高单向性——3、高亮度——频率单一、相位恒定平行度好能量在很小空间，很短时间内集中受激辐射2、激光的三个主要特性是：______________________，__________，_________。平行性好（方向性好）相干性好（单色性好）亮度高（光强大）1、受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的特性，这些特性是指：。相位，频率，偏振态，传播方向课堂小练：3、原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光，它们所发出的光的特点是（）A、前者是相干光，后者是非相干光。B、前者是非相干光，后者是相干光。C、都是相干光。D、都是非相干光。B4、激光全息照相技术主要是利用激光的哪种特性（）A、亮度高B、方向性好C、相干性好D、抗电磁干扰能力强C