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  • 常用于金属抛光机抛光的激光的产生过程及特性
  • 发布日期:2019-05-21 作者:Stabswache 浏览次数:次
  •   激光是通过原子受激辐射发光和共振放大而形成的。
      原子由原子核和电子组成。电子绕原子核转动而具有动能;电子被原子核吸引而具有势能。两种能量的总和为原子的内能。如果由于外界的作用,使电子与原子核的距离增大或缩小,则原子的内能也随之增大或减小。因此原子具有一些不连续分布的能级,电子在最靠近原子核的轨道上转动时是稳定的,这时原子所处的能级为基态。当有外界能量传入,如光照射,则电子运行轨道半径扩大,原子内能增加,被激发到能量更高能级,这时称之为激发态或高能态。每种原子都有自身的基态和不连续分布的多级高能态。被激发到高能级的原子是不稳的,总是力图回到低能级去。原子从高能级到低能级的过程称为跃迁。当原子跃迁时,其能量差则以光的形式辐射出来,这就是原子发光,是自发辐射的光,又称荧光。如果在原子跃迁时是受到外来光子(具有一定能量以光速运动的粒子)的诱发,原子就会发射一个与人射光子的频率、相位、传播方向、偏振方向完全相同的光子,这就是受激辐射的光。
      原子被微发到高能级后,会很快跃迁回低能级,它停在高能级的时间称为原子在该能级的平均寿命。氮、氖、氪原子,钕离子和二氧化碳分子等在外来能量的激发下,使处于高能级的原子数大于低能级的原子数,这种状态称为粒子数反转。这时,在外来光子的刺激下,产生受激辐射发光,这些光子通过谐振腔的作用产生放大,受激辐射越来越强,光速巒度不断增大,形成了激光。表示了粒子数反转的建立和激光形成,是以红宝石(含0.05%的C+离子的A2O3人工晶体)为例当红宝石受脉冲氙灯照射时,处于基态E1的铬离子大量被激发到E3状态,由于E3状态寿命极短,很快地跃迁到寿命较长的亚稳态E2,产生自发辐射,但实现了E2建立和激光形成对E1能级的粒子数反转,这时若有能量为E2-E1大小的光子诱发,就会产生E2对基态E1的受激辐射跃迁而形成激光。
      激光除具有普通光的反射、折射、绕射和干涉等共性外,尚有一些特有的特性:
      1)强度高,亮度大
      2)单色性好,波长谱线宽度狭窄;
      3)相干性好,相干长度长;
      4)方向性好,发散角可达01mad,光束直径可聚到001mm激光的上述四个特点是相互联系的。
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