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激光如何产生光束
2017-07-21 14:40:13 作者: 文字大小:[][][]

  在这里我们对激光发光进行一个简单化的解释。

  让我们拿氦氖激光为例。当玻璃试管内装入氦氖气体的混合物,对电极进行加电,气体就会释放出光能,发光的气体在这里被成为等离子区,相信大家在饭店中对这样的现象已经较为熟悉。现在我们所有的是个氖玻璃管,而非激光,因此大家可以离近观察激光是如何产生光的。

  在正常情况下,气体原子中的电子是一定形态和距离围绕核子进行运动,这是原始状态,也是大多数原的构造。当对玻璃试管中的气体进行加电时,会原子变的很活跃,一些电子吸收这些能量,跳跃到另一个更高的轨道。

  这时的原子变的不稳定,电子想回到原来的轨道,因为这是的核子已经释放恢复到原始状态。使电子活跃的能量已经以光子的形式释放。

  这被称为自发发射。这就是氖的发光原理。光子在各个方向发光十分迅速,在氖的试管中看的十分清楚,这样的自发发射并不足以导致激光原理。

  激光的发光原理同氖管的发光原理十分不同,它是通过受激发射而增强发光效果。受激发光只有在气体的粒子数反转的时候才能产生。

  激光管是一种中间有个孔的长窄构造。在孔的两端各有一些镜片,这些镜片必须很精确的在一条直线上,以保持其工作的正常性。在氦氖激光中,镜片永久的附在激光管的末端。

  在高功率的激光中,镜片通常没有安装在激光管的末端,而是安装在外部的共鸣器上这样可以改变镜片的光度,当需要调节波长的时候,可以增加棱柱。镜片必须要很好的平行排列,只有这样才可以放大管中放出的光。

  由气体的核子放出的一些光子将通过激光管的孔平行的发出。这些光在管的后端经过反射镜反射穿过活跃的离子区。当光子通过镜片在孔中平行的反射时,他们在镜片间前后震荡。

  当光子在离子区穿过的时候,一些光子碰撞其他的核子,使其成为活跃状态,然后重复放射光子。

  这些光子在由镜片反射回来的气体中前后的穿过。他们产生了丰富的能量来抵过光的流失,然后发射激光开始了。上述动作是在瞬时间产生的镜片形成一个放大器,从而可以使气体受激产生光子。

  如果镜片都在反射,光就会被留在试管中,事实上高精度反射器也只是99.9%的反射在试管的另一端,输出装置,只有90%-97%的反射(半透明镜片)。因此3%-10%的光被泄露出来也就是我们在灯光效果中看到的光束。

  这些泄露出来的光如果没有施加功率,其在等离子区会卸掉所有的能量,功率会继续在等离子区进行电离,从而可以继续不挺的产生光。一些类型的激光没有这样的循环,他们是通过将能量注入气体中,通过激光能量发射出来,这样的一般是脉冲激光,通常会产生很高的功率。