劉杰
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激光的原理早在1916年已被著名的美國物理學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn),1960年首次被成功制造。
科學(xué)家在電管中以光或電流的能量來撞擊某些晶體或原子易受激發(fā)的物質(zhì),使其原子的電子達(dá)到受激發(fā)的高能量狀態(tài),當(dāng)這些電子要回復(fù)到平靜的低能量狀態(tài)時,原子就會射出光子,以放出多余的能量;而接著,這些被放出的光子又會撞擊其它原子,激發(fā)更多的原子產(chǎn)生光子,引發(fā)一連串的“連鎖反應(yīng)”,并且都朝同一個方前進(jìn),形成強(qiáng)烈而且集中朝向某個方向的光。激光幾乎是一種單色光波,頻率范圍極窄,又可在一個狹小的方向內(nèi)集中高能量,因為這一特性,激光得以在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)中放大或振蕩發(fā)射的器件,各種激光器的基本工作原理均相同,有激勵(或抽運)源(也稱泵浦源)和工作介質(zhì)(增益介質(zhì))兩個部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài),為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵方式有光學(xué)激勵、電激勵、化學(xué)激勵和核能激勵等。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導(dǎo)地位,從而實現(xiàn)光放大。
常見的激勵源包括:光學(xué)激勵(光泵)、氣體放電激勵、化學(xué)激勵、核能激勵等四種。
工作介質(zhì)則分為固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導(dǎo)體和液體等。
激光技術(shù)針對金屬和非金屬材料以及熱加工和冷加工均可應(yīng)用。……