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7．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、高压水银灯）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。
一、激光及其产生
1、概念：
激光准确内涵是“辐射的受激发射的光放大”。
英文全称为
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
缩写为Laser，中文也常音译为“镭射”。
2、产生机理：
原子受激辐射后发生跃迁
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。
激光的特性
（1）方向性好．
激光束的光线平行度极好，从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的．
（2）单色性强．
激光器发射的激光，都集中在一个极窄的频率范围内，由于光的颜色是由频率决定的，因此激光器是最理想的单色光源．
（3）相干性好．
由于激光束的高度平行性及极强的单色性，因此激光是最好的相干光，用激光器作光源观察光的干涉和衍射现象，都能取得较好的效果．
（4）亮度高．
所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍．
二. 激光的特性及应用
1.相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
2.平行度好：测距、测速（激光雷达测速）
信息存储和阅读（DVD、CD唱
机、计算机光盘
3.亮度高（能量高）：
工业切割、焊接； 医学“光刀”、焊接。利用强激光产生的高压引发核聚变。
死弹--19枚
卫星跟踪测距仪
激光测距
空间激光通信
Laser
激光光纤通信
50 m
100
m
皮
心子（石英）
光导纤维
光缆
光放大器
光
缆
郑州
传导原理：全反射
2）高能激光武器（强激光武器、激光炮）
利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等大型目标的武器。（现仍在研制阶段）
历史与现状：
魟鱼（Stingray）系统
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
激光对抗装置
（谐振腔有选频作用）
4、单色性好
全息照相：
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。两者干涉，在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情形。
照明光
全息照片
人眼
全息照片的观看：
用激光照射全息照片，在照片的另一侧观看原物体的立体的像。
3. 激光器的种类
A. 气体激光器:最常见的是氦氖激光器,另一种典型代表是氩离子激光器
B.固体激光器:红宝石激光器,钇铝石榴石激光器
C. 液体、化学和半导体激光器隐身”和“变色”激光器:二氧化碳激光器，可 称“隐身人”，因为它发出的激光波长为10.6微米，“身”处红外区，肉眼不能觉察; 确实能变色,只要转动一个激光器上的旋钮，就可以获得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色的激光。
特点 作用 应用实例
相干光 可进行调制、传递信息 光纤通信
平行度非常好 传播很远距离能保持一定强度，可精确测距测速 激光雷达
可会聚于很小的一点，记录信息密度高 DVD、CD、VCD机，计算机光驱
亮度高 可在很小空间短时间内集中很大能量 激光切割、焊接、打孔、医疗手术
产生高压引起核聚变 人工控制聚变反应

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