1960年7月7日,西奥多·梅曼宣布世界上第一台激光器诞生,梅曼的方案是,利用一个高强闪光灯管,来激发红宝石。由于红宝石其实在物理上只是一种掺有铬原子的刚玉,所以当红宝石受到刺激时,就会发出一种红光。在一块表面镀上反光镜的红宝石的表面钻一个孔,使红光可以从这个孔溢出,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度。
激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦,1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘光与物质相互作用’。这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,所释放的能量以光子的形式放出,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(LASER)
激光相比普通光源单色性、方向性好,亮度更高。
华科29讲,激光的原理很复杂,与量子力学有关。
激光特点
~ linewidth 线宽。激光的频率范围小,也就是线宽很窄,发出单色光。相比之下,白炽灯光谱范围宽、线宽很宽,所以发出白色光;
~ coherence 相干性。下图,激光发出相干光,同频同相位同方向。相比之下,单色的LED发出不相干光;
~ power 能量。激光能量大。
例:一个激光笔的激光频率是多少?
激光器腔体L长1mm,红光频率f大约是400.05THz,n为整数经过计算,只有改变L的长度才能精确达到红光频率。
参考文献
1、华科激光原理与技术-第1讲-第50讲已全部完结_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1hp4y1H7o8/?p=29&spm_id_from=pageDriver
2、激光的工作原理How Lasers Work - A Complete Guide_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1Rb411F7hc/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.4
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