红 (660 & 635nm)、绿 (532 & 520nm)、堇紫 (450 & 405nm)可 か 见激光 こう 「
镭射 」
重定 しげさだ 向 むかい 至 いたる 此。关于鐳這
種 しゅ 化學 かがく 物質 ぶっしつ ,请见「
鐳 」。关于
不穩 ふおん 定 てい 原子核 げんしかく 衰 おとろえ 變 へん 時 じ 放出 ほうしゅつ 的 てき 電離 でんり 輻射 ふくしゃ ,请见「
放射 ほうしゃ 性 せい 」。
「laser 」的 てき 各地 かくち 常用 じょうよう 譯名 やくめい 中国 ちゅうごく 大陸 たいりく 激 げき 光 こう 臺灣 たいわん 雷 かみなり 射 しゃ 香港 ほんこん 激 げき 光 こう 、雷 かみなり 射 しゃ 镭射
激 げき 光 こう (英語 えいご :laser ,新 しん 加 か 坡称镭射 ,香港 ほんこん 称 しょう 激 げき 光 こう /雷 かみなり 射 しゃ ,台湾 たいわん 称 しょう 雷 かみなり 射 しゃ )是 ぜ “透 とおる 过受激辐射 产生的 てき 光 ひかり 放 ひ 大 だい ”(L ight A mplification by S timulated E mission of R adiation )的 てき 缩写 ,指 ゆび 透 とおる 过刺激 しげき 原子 げんし 导致电子 跃迁 释放辐射 能 のう 量 りょう 而产生 せい 的 てき 具有 ぐゆう 同 どう 调性的 てき 增强 ぞうきょう 光子 こうし 束 たば 。其特点 てん 包括 ほうかつ 发散度 ど 极小、亮 あきら 度 ど (功 こう 率 りつ )很高、单色性 せい 好 このみ 、相 あい 干 ひ 性 せい 好 このみ 等 とう 。產 さん 生 せい 激 げき 光 こう 需要 じゅよう “激發 げきはつ 來 らい 源 げん ”、“增益 ぞうえき 介 かい 質 しつ ”、“共振 きょうしん 结构”這三 さん 個 こ 要素 ようそ 。
美國 びくに NIF國家 こっか 點火 てんか 設 しつらえ 施 ほどこせ 。意圖 いと 用 よう 多 た 束 たば 雷 かみなり 射 い 集中 しゅうちゅう 高 だか 溫 ゆたか 產 さん 生 せい 可 か 控 ひかえ 核 かく 融合 ゆうごう
阿 おもね 尔伯特 とく ·爱因斯坦在 ざい 1916年 ねん 首 くび 先 さき 描述了 りょう 原子 げんし 的 てき 受激辐射 與 あずか 自發 じはつ 輻射 ふくしゃ 的 てき 關係 かんけい 。在 ざい 此之后 きさき 人 じん 们很长时间都在 ざい 猜测,这个现象可否 かひ 被 ひ 用 もちい 来 らい 加 か 强 きょう 光 こう 场,因 いん 为前提 ぜんてい 是 ぜ 介 かい 質 しつ 必须存在 そんざい 着 ぎ 群 ぐん 數 すう 反轉 はんてん (或 ある 譯 わけ 居 きょ 量 りょう 反轉 はんてん /粒子 りゅうし 数 すう 反 はん 转)的 てき 狀態 じょうたい 。在 ざい 一个純粹的二级系统中,基 き 於熱力學 りきがく 的 てき 分配 ぶんぱい 函數 かんすう ,这是不可能 ふかのう 達 たち 到 いた 的 てき 。故人 こじん 们首先 さき 想到 そうとう 用 よう 三 さん 级系统,而且计算证实了 りょう 辐射的 てき 稳定性 せい 。
1958年 ねん ,美国 びくに 科学 かがく 家 か 查尔斯·汤斯 和 わ 阿 おもね 瑟·肖 あやか 洛 らく 发现了 りょう 一种神奇的现象:当 とう 他 た 们将氖 光 ひかり 灯 とう 泡 あわ 所 しょ 发射的 てき 光照 みつてる 在 ざい 一种稀土晶体上时,晶 あきら 体 からだ 的 てき 分子 ぶんし 会 かい 发出鲜艳的 てき 、始 はじめ 终会聚在一 いち 起 おこり 的 てき 强 きょう 光 こう 。根 ね 据 すえ 这一现象,他 た 们提出 ていしゅつ 了 りょう "激 げき 光 こう 原理 げんり ",即 そく 物 ぶつ 质在受到与 あずか 其分子 こ 固有 こゆう 振 ふ 荡频率 りつ 相 しょう 同 どう 的 てき 能 のう 量 りょう 激發 げきはつ 时,都会 とかい 产生这种不 ふ 发散的 てき 强 きょう 光 こう --激 げき 光 こう 。他 た 们为此发表 ひょう 了 りょう 重要 じゅうよう 论文,並 なみ 分別 ふんべつ 獲得 かくとく 1964年 ねん 和 わ 1981年 ねん 的 てき 諾 だく 貝 かい 爾 なんじ 物理 ぶつり 學 がく 獎 。
肖 あやか 洛 らく 和 わ 汤斯的 てき 研究 けんきゅう 成果 せいか 发表之 の 后 きさき ,各国 かっこく 科学 かがく 家 か 纷纷提出 ていしゅつ 各 かく 种实验方案 あん ,但 ただし 都 と 未 み 获成功 せいこう 。
1960年 ねん 5月 がつ 16日 にち ,美国 びくに 加 か 利 り 福 ぶく 尼 あま 亚州休 きゅう 斯实验室的 てき 科学 かがく 家 か 梅 うめ 曼宣布 せんぷ 获得了 りょう 波 は 长为0.6943微 ほろ 米 べい 的 てき 激 げき 光 こう ,这是人 じん 类有史 し 以来 いらい 获得的 てき 第 だい 一 いち 束 たば 激 げき 光 こう ,梅 うめ 曼因而也成 なり 为世界 かい 上 じょう 第 だい 一个将激光引入实用领域的科学家。他 た 的 てき 方案 ほうあん 是 ぜ ,利用 りよう 一个高强闪光灯管来刺激红宝石 せき 。紅 べに 寶石 ほうせき 在 ざい 物理 ぶつり 上 じょう 是 ぜ 一 いち 種 しゅ 摻有铬 原子 げんし 的 てき 剛 つよし 玉 だま ,當 とう 紅 べに 寶石 ほうせき 受到刺激 しげき 時 じ ,就會發出 はっしゅつ 一 いち 種 しゅ 紅 べに 光 こう 。在 ざい 一塊表面鍍上反光鏡的紅寶石的表面鑽一個孔,这孔使 し 紅 べに 光 こう 可 か 以從這個孔 あな 溢出,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,這稱為 ため 红宝石 せき 激 げき 光 こう 。当 とう 它射向 こう 某 ぼう 一 いち 点 てん 时,可 か 使 つかい 其达到比 ひ 太 ふとし 阳表面 めん 还高的 てき 温度 おんど 。
半 はん 导体激 げき 光 こう 器 き 的 てき 发现:前 まえ 苏联 科学 かがく 家 か 尼 あま 古 こ 拉 ひしげ ·巴 ともえ 索 さく 夫 おっと 於1960年 ねん 发明了 りょう 半 はん 导体激 げき 光 こう 器 き 。半 はん 导体激 げき 光 こう 器 き 的 てき 结构通常 つうじょう 由 よし p层、n层和形成 けいせい 双 そう 异质结的有 ゆう 源 げん 层构成 なり 。其特点 てん 是 ぜ :尺寸 しゃくすん 小 しょう 、p合 ごう 效率 こうりつ 高 だか 、响应速度 そくど 快 かい 、波 なみ 长和尺寸 しゃくすん 与 あずか 光 ひかり 纤尺寸 しゃくすん 适配、可 か 直接 ちょくせつ 调制、相 あい 干 ひ 性 せい 好 このみ 。
在 ざい 1980年代 ねんだい 后 きさき 期 き ,半 はん 导体技 わざ 术使得 どく 更 さら 高 だか 效 こう 而耐用 よう 的 てき 半 はん 导体激 げき 光 こう 二极管成为可能,这些在 ざい 小 しょう 功 こう 率 りつ 的 てき CD和 わ DVD光 こう 驱和光 こう 纤数据 すえ 线中得 え 到 いた 使用 しよう 。
在 ざい 1990年代 ねんだい ,高 こう 功 いさお 率 りつ 的 てき 激 げき 光 こう 激 げき 发原理 げんり 得 え 到 いた 实现,比 ひ 如片 へん 状 じょう 激 げき 光 こう 和 わ 光 ひかり 纤激光 こう 。后 きさき 者 しゃ 由 よし 于新的 てき 加工 かこう 技 わざ 术和20kW的 てき 高 だか 功 こう 率 りつ 不断 ふだん 地 ち 被 ひ 应用到 いた 材料 ざいりょう 加工 かこう 领域中 ちゅう ,从而部分 ぶぶん 的 てき 替 がえ 代 だい 了 りょう CO2 激 げき 光和 こうわ Nd:YAG激 げき 光 こう 。
现在,激 げき 光 こう 器 き 已 やめ 成 なり 为工业、通 つう 讯、科学 かがく 及电子 こ 娱乐中 ちゅう 的 てき 重要 じゅうよう 设备。
1960年 ねん 7月 がつ 7日 にち ,美国 びくに 科学 かがく 家 か 梅 うめ 曼 发明了 りょう 第 だい 一 いち 台 だい 激 げき 光 こう 器 き ,1961年 ねん ,中国 ちゅうごく 大 だい 陆第 だい 一 いち 台 だい 激 げき 光 こう 器 き 在 ざい 中国科学院 ちゅうごくかがくいん 长春 光 ひかり 机 つくえ 所由 しょゆう 王 おう 之 の 江 こう 等 とう 人 ひと 研 けん 制 せい 成功 せいこう 。但 ただし 当 とう 时中国 ちゅうごく 并没有 ゆう “激 げき 光 こう ”一 いち 词,中国 ちゅうごく 科学 かがく 界 かい 对它的 てき 英文 えいぶん 翻 こぼし 译多 た 种多样,例 れい 如“光 ひかり 的 てき 受激辐射放 ひ 大器 たいき ”、“光量子 こうりょうし 放 ひ 大器 たいき ”,这些名字 みょうじ 显然太 ふとし 长,不利 ふり 于称呼 しょうこ 。还有一 いち 些音 おと 译 ,如“莱塞”或 ある 者 もの “雷 かみなり 射 しゃ ”。
命名 めいめい 的 てき 混乱 こんらん 给科学 かがく 界 かい 和 わ 教育 きょういく 界 かい 带来极大的 てき 不便 ふべん 。1964年 ねん 冬 ふゆ 天 てん ,中国 ちゅうごく 全国 ぜんこく 第 だい 三 さん 届 とどけ 光量子 こうりょうし 放 ひ 大器 たいき 学 がく 术报告 つげ 会 かい 在 ざい 上海 しゃんはい 召开,研究 けんきゅう 并通过对专有名 めい 词的统一翻譯 ほんやく 和 わ 命名 めいめい 。会 かい 议召开前,《光 ひかり 受激发射情 じょう 报》杂志编辑部 ぶ 给著名物 めいぶつ 理学 りがく 家 か 钱学森 もり 写 うつし 了 りょう 一 いち 封 ふう 信 しんじ ,请他给laser取 と 一 いち 个中文名 ぶんめい 字 じ 。不 ふ 久 ひさ ,钱学森 もり 回 かい 信 しんじ 建 けん 议命名 めいめい 为“激 げき 光 こう ”。这一名字表现出光的本质、又 また 描述了 りょう 这类光和 こうわ 传统光 こう 的 てき 不同 ふどう ,即 そく “激 げき ”体 からだ 现了受激发生、激 げき 发态等 とう 意 い 义。这一名称在会上受到了与会者的一致赞同,因 いん 此中国大 こくだい 陆对laser有 ゆう 了 りょう 统一的 てき 汉语名称 めいしょう [ 1] 。
在 ざい 港 みなと 澳 地区 ちく “激 げき 光 こう ”和 かず “雷 かみなり 射 しゃ ”两词都 と 通用 つうよう 。
台灣 たいわん 一貫 いっかん 使用 しよう “雷 かみなり 射 しゃ ”這一翻譯 ほんやく ,不 ふ 使用 しよう “激 げき 光 こう ”這個名詞 めいし 。無論 むろん 是 ぜ 官 かん 方 かた [ 2] [ 3] 或 ある 是 ぜ 民間 みんかん 媒體 ばいたい 。[ 4]
新 しん 加 か 坡有 ゆう 時 じ 也音譯 やく 為 ため “鐳射”,但 ただし 激 げき 光 こう 的 てき 性 せい 质实际上和 わ 鐳 這種放射 ほうしゃ 性 せい 重金属 じゅうきんぞく 的 てき 裂 きれ 变射 い 线 毫无关系。
主要 しゅよう 部 ぶ 件 けん 1.活 かつ 跃激光 こう 介 かい 质 2.光 ひかり 泵浦能 のう 量 りょう 3.高 こう 反射 はんしゃ 率 りつ 反射 はんしゃ 镜 4.输出功 こう 率 りつ 耦合器 き 5.激 げき 光 こう 光 こう 束 たば
从星火 ひ 光 こう 程 ほど 实验室 しつ 射 い 向 こう 空中 くうちゅう 一点处的三条绿色激光束。
电子 的 てき 运动状 じょう 态可以分为不同 ふどう 的 てき 能 のう 级 ,电子从高能 のう 级向低能 ていのう 级跃迁 时,会 かい 释放出 ほうしゅつ 相 しょう 应能量的 りょうてき 电磁波 は (所 ところ 谓自 じ 发辐射 しゃ )。一般 いっぱん 的 てき 发光体 たい 中 ちゅう ,这些电子释放光子 こうし 的 てき 动作是 ぜ 随 ずい 机 つくえ 的 てき ,所 しょ 释放出 ほうしゅつ 的 てき 光子 こうし 也没有 ゆう 相 しょう 同 どう 的 てき 特性 とくせい ,例 れい 如钨丝灯发出的 てき 光 ひかり 。
当 とう 外 そと 加能 かのう 量 りょう 以电场、光子 こうし 、化学 かがく 等 とう 方式 ほうしき 注入 ちゅうにゅう 到 いた 一个能级系统并为之吸收的话,会 かい 导致电子从低能 ていのう 级向高 だか 能 のう 级跃迁,当 とう 自 じ 发辐射 しゃ 产生的 てき 光子 こうし 碰到这些因 いん 外 がい 加能 かのう 量 りょう 而跃上高 かみたか 能 のう 级的电子时,这些高 だか 能 のう 级的电子会 かい 因 いん 受诱导而迁到低能 ていのう 级并释放出 ほうしゅつ 光子 こうし (所 ところ 谓受激辐射 ),受激辐射的 てき 所有 しょゆう 光学 こうがく 特性 とくせい 跟原来 らい 的 てき 自 じ 发辐射 い 包括 ほうかつ :频率、相 そう 位 い 、前 ぜん 进方向 ほうこう 等 とう 会 かい 是 ぜ 一 いち 样的,这些受激辐射的 てき 光子 こうし 碰到其他因 いん 外 がい 加能 かのう 量 りょう 而跃上高 かみたか 能 のう 级的电子时,又 また 会 かい 再 さい 产更多 た 同 どう 样的光子 こうし ,最 さい 後光 ごこう 的 てき 强度 きょうど 越来 ごえく 越 えつ 大 だい (即 そく 光 ひかり 线能量 りょう 被 ひ 放 ひ 大 だい 了 りょう ),而与一般的光不同的是所有的光子都有相同的频率、相 そう 位 い (同調 どうちょう 性 せい )、前 ぜん 进方向 ほうこう 。
要 よう 做到光 こう 放 ひ 大 だい ,就要产生一个高能级电子比低能量级电子数目多的环境,即 そく 居 きょ 量 りょう 反轉 はんてん ,这样才 ざい 有 ゆう 机 つくえ 会 かい 让高能 のう 级电子 こ 碰上光 こう 子来 こらい 释放新 しん 的 てき 光子 こうし ,而不是 ぜ 随 ずい 机 つくえ 释放。
一般激光产生器有三个基本要素:
「激發 げきはつ 來 らい 源 げん 」(pumping source ) :又 また 称 たたえ “泵浦源 げん ”,把 わ 能 のう 量 りょう 供 きょう 给低能 ていのう 级的电子,激 げき 发使其成为高能 のう 级电子 こ ,能 のう 量 りょう 供 きょう 给的方式 ほうしき 有 ゆう 电荷放 ひ 电、光子 こうし 、化学 かがく 作用 さよう 等 とう 。
「增益 ぞうえき 介 かい 質 しつ 」(gain medium ) :被 ひ 激 げき 发、释放光子 こうし 的 てき 电子所在 しょざい 的 てき 物 ぶつ 质,其物理 ぶつり 特性 とくせい 会 かい 影 かげ 响所产生激 げき 光 こう 的 てき 波 なみ 长等特性 とくせい 。
「共振 きょうしん 腔」(optical cavity/optical resonator ) :是 ぜ 两面互相平行 へいこう 的 てき 镜子,一 いち 面 めん 全 ぜん 反射 はんしゃ ,一 いち 面 めん 半 はん 反射 はんしゃ 。作用 さよう 是 これ 把 わ 光 こう 线在反射 はんしゃ 镜间来 らい 回 かい 反射 はんしゃ ,目的 もくてき 是 ぜ 使 し 被 ひ 激 げき 发的光 こう 多 た 次 つぎ 经过增益 ぞうえき 介 かい 质以得 え 到 いた 足 あし 够的放 ひ 大 だい ,当 とう 放 ひ 大 だい 到 いた 可 か 以穿透 とおる 半 はん 反射 はんしゃ 镜时,激 げき 光 こう 便 びん 从半反射 はんしゃ 镜发射出 しゃしゅつ 去 さ 。因 よし 此,此半反 はん 镜也被 ひ 称 しょう 为输出 で 耦合镜(output coupler)。两镜面 めん 之 の 间的距离也对输出的 てき 激 げき 光波 こうは 长有着 ぎ 选择作用 さよう ,只 ただ 有 ゆう 在 ざい 两镜间的距离能 のう 产生共振 きょうしん 的 てき 波 なみ 长才能 さいのう 产生激 げき 光 こう 。
在 ざい 一个二级系统中,一 いち 个电子 こ 自 じ 低能 ていのう 级向高 だか 能 のう 级跃迁和自 じ 高 こう 能 のう 级向低能 ていのう 级跃迁的概 がい 率 りつ 是 ぜ 一 いち 样的。为了达到光 こう 放 ひ 大 だい 的 てき 作用 さよう ,在高 ありだか 能 のう 级必须有更 さら 多 た 的 てき 电子,使 つかい 得 とく 受激辐射发生的 てき 概 がい 率 りつ 更 さら 高 だか 。这个状 じょう 态称为居量 りょう 反轉 はんてん 。出 で 于这个原因 げんいん ,所 しょ 以以光子 こうし 激 げき 发的二级系统是无法实现激光的,所以 ゆえん 激 げき 光 こう 一般是以通过三级系统和四级系统得到实现。在 ざい 三 さん 级系统中,电子受激跃迁到高 だか 能 のう 级后,便 びん 很快转为亚稳态 。由 よし 此激光 こう 媒介 ばいかい 被 ひ 激 げき 发为高 だか 能 のう 态,居 きょ 量 りょう 反轉 はんてん 得 え 到 いた 实现。
激 げき 光 こう 器 き 是 ぜ 利用 りよう 受激辐射 原理 げんり 發射 はっしゃ 激 げき 光 こう 的 てき 器 き 件 けん ,不同 ふどう 结构的 てき 激 げき 光 こう 器 き 的 てき 工作 こうさく 原理 げんり 不尽 ふじん 相 しょう 同 どう 。
通 つう 过光、电或其他办法对物质进行 ぎょう 激 げき 发,使 つかい 得 とく 其中一部分粒子激发到能量较高的状态,当 とう 这种状 じょう 态的粒子 りゅうし 数 すう 大 だい 于能量 りょう 较低状 じょう 态的粒子 りゅうし 数 すう 时,由 ゆかり 于受激 げき 辐射,物 もの 质就能 のう 对某一波长的光辐射产生放大作用,也就是 ぜ 这种波 は 长的光 こう 辐射通 どおり 过物质时,发射强度 きょうど 会 かい 放 ひ 大 だい ,并与入射 にゅうしゃ 光波 こうは 位 い 、频率和 わ 方向 ほうこう 一致 いっち 的 てき 光 ひかり 辐射,这种称 しょう 为激光 こう 放 ひ 大器 たいき 。
若 わか 把 わ 激 げき 发的物 ぶつ 质放置 ほうち 于共振 きょうしん 腔内,光 ひかり 辐射在 ざい 共振 きょうしん 腔内沿轴线方向 ほうこう 往复反射 はんしゃ 传播,多 た 次 つぎ 通 どおり 过物质,光 ひかり 辐射被 ひ 放 ひ 大 だい 许多倍 たばい ,形成 けいせい 一 いち 束 たば 强度 きょうど 大 だい 、方向 ほうこう 集中 しゅうちゅう 的 てき 激 げき 光 こう ,这就是 ぜ 激 げき 光 こう 振 ふ 荡器。
半 はん 导体泵浦固体 こたい 激 げき 光 こう (DPSS)具有 ぐゆう 效率 こうりつ 高 だか 、结构紧凑、光 ひかり 束 たば 质量好 このみ 、性能 せいのう 稳定、寿命 じゅみょう 长等优点,日 にち 益 えき 引起人 じん 们的广泛重 じゅう 视。尤 ゆう 其是单频运转,在 ざい 光 ひかり 谱学 まなべ 、相 あい 干 ひ 通 どおり 讯、激 げき 光 こう 雷 かみなり 达、引力 いんりょく 波 は 深 ふか 测、光学 こうがく 数 すう 据 すえ 存 そん 储等领域有 ゆう 广泛的 てき 应用。
激 げき 光 こう 器 き 的 てき 分 ぶん 类有很多方式 ほうしき ,例 れい 如按照 あきら 工作 こうさく 状 じょう 态、工作 こうさく 物 ぶつ 质的种类、输出波 は 长的波 は 段 だん 、输出激 げき 光波 こうは 长是否 いや 可 か 以调节、激 げき 光 こう 器 き 的 てき 用途 ようと 等 とう 特 とく 点 てん 分 ぶん 类。
连续激 げき 光 こう 器 き
连续激 げき 光 こう 器 き (Continuous Wave Laser,CW Laser)
脉冲激 げき 光 こう 器 き (Pulse Laser)
调Q(Q-Switch), 又 また 稱 たたえ Q開 ひらき 關 せき ,通 つう 过改变谐振腔的Q值,把 わ 储存在 そんざい 激 げき 活 かつ 媒 なかだち 质中的 てき 能 のう 量 りょう 瞬 まどか 时释放出 ほうしゅつ 来 らい ,以获得 とく 一定脉冲宽度的激光强辐射的方法, 又 また 可分 かぶん 為 ため 主動 しゅどう 式 しき 及被動 どう 式 しき 兩 りょう 種 たね 。Q代表 だいひょう 品 ひん 质因数 すう (Q factor),用 もちい 来 らい 表示 ひょうじ 谐振腔的质量,其定义为(2π ぱい /週 しゅう 期 き )*(谐振腔内储存的 てき 能 のう 量 りょう /每秒 まいびょう 损失的 てき 能 のう 量 りょう ), 此作法 ほう 输出的 てき 脉宽可 か 以达到纳秒级别。
鎖 くさり 模 も 技術 ぎじゅつ (输出脉宽可 か 以達到 いた 飞秒级别)
脉冲泵浦(泵浦源 げん 本身 ほんみ 是 ぜ 脉冲)
三 さん 色 しょく 激 げき 光 こう 束 たばね (635nm, 532nm, 445nm)
根 ね 据 すえ 产生激 げき 光 こう 的 てき 媒 なかだち 质,可 か 以把激 げき 光 こう 器 き 分 ぶん 为液體 えきたい 激 げき 光 こう 器 き 、气体激 げき 光 こう 器 き 和 わ 固体 こたい 激 げき 光 こう 器 き 等 ひとし 。而現在 ざい 最 さい 常見 つねみ 的 てき 半導體 はんどうたい 激 げき 光 こう 器 き 算 さん 是 ぜ 固体 こたい 激 げき 光 こう 器 き 的 てき 一 いち 種 しゅ 。
介 かい 质是气体的 てき 激 げき 光 こう 器 き ,此种激 げき 光 こう 器 き 通 どおり 过放电得到 いた 激 げき 发。
氦氖激 げき 光 こう 器 き :最 さい 重要 じゅうよう 的 てき 红光放射 ほうしゃ 源 げん (632.8 nm)。一般 いっぱん 功 こう 率 りつ 比 ひ 较低(0.5~50 mW)。
二氧化碳激光器 :波 なみ 长约10.6 μ みゅー m(红外线),重要 じゅうよう 的 てき 工 こう 业激光 こう 。
一氧化碳激光器:波 なみ 长约6-8 μ みゅー m(红外线),只 ただ 在 ざい 冷却 れいきゃく 的 てき 条件下 じょうけんか 工作 こうさく 。
氮气激 げき 光 こう 器 き :337.1 nm(紫 むらさき 外 がい 线)。
氩离子 こ 激 げき 光 こう 器 き :具有 ぐゆう 多 た 个波长,457.9 nm(8%)、476.5 nm(12%)、488.0 nm(20%)、496.5 nm(12%)、501.7 nm(5%)、514.5 nm(43%,由 ゆかり 蓝光到 いた 绿光)。功 こう 率 りつ 从15mW到 いた 50W。激 げき 光 こう 表 ひょう 演 えんじ 中 ちゅう 最 さい 常用 じょうよう 的 てき 。
氦镉激 げき 光 こう 器 き :最 さい 重要 じゅうよう 的 てき 蓝光(442nm)和 かず 近 きん 紫 むらさき 外 がい 激 げき 光源 こうげん (325nm)。
氪离子 こ 激 げき 光 こう 器 き :具有 ぐゆう 多 た 个波长,350.7nm、356.4nm、476.2nm、482.5nm、520.6nm、530.9nm、586.2nm、647.1nm(最强 さいきょう )、676.4nm、752.5nm、799.3nm(从蓝光 こう 到 いた 深 ふか 红光)。功 こう 率 りつ 可 か 到 いた 6W,能 のう 耗较大 だい ,价格较高。
氧离子 こ 激 げき 光 こう 器 き
氙离子 こ 激 げき 光 こう 器 き
混合 こんごう 气体激 げき 光 こう 器 き :不 ふ 含纯气体,而是几种气体的 てき 混合 こんごう 物 ぶつ (一般 いっぱん 为氩、氪等)。
准 じゅん 分子 ぶんし 激 げき 光 こう 器 き :比 ひ 如KrF(248 nm)、XeF(351-353 nm)、ArF(193 nm)、XeCl(308 nm)、F2(157 nm,均 ひとし 为紫外 がい 线)。
金属 きんぞく 蒸 ふけ 汽激光 こう 器 き :比 ひ 如铜蒸 ふけ 汽激光 こう 器 き ,波 は 长介于510.6-578.2 nm之 の 间。由 よし 于很好 このみ 的 てき 加 か 强 きょう 性 せい ,可 か 以不用 よう 谐振镜。
金属 きんぞく 卤化物 ぶつ 激 げき 光 こう 器 き :比 ひ 如溴化 か 铜激光 こう 器 き ,波 は 长介于510.6-578.2 nm之 の 间。由 よし 于很好 このみ 的 てき 加 か 强 きょう 性 せい ,可 か 以不用 よう 谐振镜。
化学 かがく 激 げき 发激光 こう 器 き 是 ぜ 一 いち 种特殊 こと 的 てき 形式 けいしき 。激 げき 发通过媒介 ばいかい 中 ちゅう 的 てき 化学 かがく 反 はん 应来进行。媒介 ばいかい 是 ぜ 一 いち 次 じ 性 せい 的 てき ,使用 しよう 后 きさき 就被消耗 しょうもう 掉了。对于高 だか 功 こう 率 りつ 的 てき 条件 じょうけん 及军事 ごと 领域是非 ぜひ 常 つね 理想 りそう 的 てき 。
激 げき 光点 こうてん (650nm, 532nm, 405nm)
介 かい 质是固体 こたい 的 てき 激 げき 光 こう 器 き ,此种工作 こうさく 物 ぶつ 质通过灯、半 はん 导体激 げき 光 こう 器 き 阵列、其他激 げき 光 こう 器 き 光照 みつてる 泵浦得 え 到 いた 激 げき 发。热透镜效应是大 だい 多数 たすう 固体 こたい 激 げき 光 こう 器 き 的 てき 一 いち 项缺陷 けっかん 。
红宝石 せき 激 げき 光 こう 器 き :世界 せかい 上 じょう 第 だい 一 いち 台 だい 激 げき 光 こう 器 き ,1960年 ねん 7月 がつ 7日 にち ,美国 びくに 青年 せいねん 科学 かがく 家 か 梅 うめ 曼宣布 せんぷ 世界 せかい 上 じょう 第 だい 一台激光器诞生,这台激 げき 光 こう 器 き 就是红宝石 せき 激 げき 光 こう 器 き 。
掺钕钇铝石榴 ざくろ 石 せき (Nd:YAG)激 げき 光 こう 器 き :最 さい 常用 じょうよう 的 てき 固体 こたい 激 げき 光 こう 器 き ,工作 こうさく 波 は 长一般为1064 nm,这一波长为四能级系统,还有其他能 のう 级可以输出 で 其他波 は 长的激 げき 光 こう 。常 つね 透過 とうか KTP, BBO, LBO 等 とう 非 ひ 線 せん 性 せい 晶 あきら 體 からだ 轉換 てんかん 為 ため 532 nm, 355 nm, 266 nm 波長 はちょう 光源 こうげん 。
掺钕钒酸钇(Nd:YVO4 )激 げき 光 こう 器 き :低 てい 功 こう 率 りつ 应用最 さい 广泛的 てき 固体 こたい 激 げき 光 こう 器 き ,工作 こうさく 波 は 长一般为1064nm,可 か 以通过KTP,LBO非 ひ 线性晶 あきら 体 からだ 倍 ばい 频后产生532nm的 てき 雷 かみなり 射 い 進行 しんこう 波長 はちょう 的 てき 轉換 てんかん 。
掺镱钇铝石榴 ざくろ 石 せき (Yb:YAG)激 げき 光 こう 器 き :适用于高功 こう 率 りつ 输出,这种材料 ざいりょう 的 てき 碟片激 げき 光 こう 器 き 在 ざい 激 げき 光 こう 工 こう 业加工 かこう 领域有 ゆう 很强优势。
钛蓝宝石 ほうせき 激 げき 光 こう 器 き :具有 ぐゆう 较宽的 てき 波 なみ 长调节范围(670nm~1200nm)
光 ひかり 纤激光 こう 器 き :用 よう 掺有稀 まれ 土 ど 元素 げんそ 的 てき 玻璃 はり (SiO2 )光 ひかり 纤作为增益 ぞうえき 介 かい 质。[ 5]
半 はん 导体激 げき 光 こう 模 かたぎ 组
一 いち 个5.6毫米商用 しょうよう 半 はん 导体二 に 极管,可能 かのう 是 ぜ 来 き 自 じ CD 或 ある 者 もの DVD播放器 き
半 はん 导体激 げき 光 こう 器 き 是 ぜ 电驱动的二 に 极管 。施 ほどこせ 加 か 电流产生的 てき 大量 たいりょう 电子与 あずか 空 むなし 穴 あな 复合时,便 びん 产生受激发射作用 さよう 的 てき 光 ひかり 增益 ぞうえき 。在 ざい 晶 あきら 体 からだ 的 てき 解 かい 理 り 面 めん 端点 たんてん 处的反射 はんしゃ 形成 けいせい 光学 こうがく 谐振腔,通常 つうじょう 是 ぜ 利用 りよう 兩 りょう 種 たね 不同 ふどう 的 てき 材料 ざいりょう 來 らい 形成 けいせい 共振 きょうしん 腔,尽 つき 管 かん 有 ゆう 些设计是把 わ 共振 きょうしん 腔放 ひ 在 ざい 半 はん 导体晶 あきら 体 からだ 的 てき 外面 がいめん 。
商 しょう 业激 げき 光 こう 二 に 极管的 てき 发射波 は 长是从375nm到 いた 3500nm。低 てい 到 いた 中等 ちゅうとう 功 こう 率 りつ 激 げき 光 こう 二极管被应用于激 げき 光 こう 打 だ 印 しるし 机 つくえ 、CD/DVD播放机 つくえ 和 わ 激 げき 光 こう 指示 しじ 器 き 。应用于工业切割 わり 焊接,工 こう 业激光 こう 二极管的最高功率已经达到了10 kW (70dB でしべる m)[來 らい 源 みなもと 請求 せいきゅう ] 。
染料 せんりょう 激 げき 光 こう 器 き 使用 しよう 有機 ゆうき 染料 せんりょう 作 さく 为增益 ぞうえき 介 かい 质。
自由 じゆう 电子激 げき 光 こう 器 き (Free electron lasers),或 ある FEL,是 ぜ 以自由 じゆう 电子为工作物 さくもつ 质,将 はた 高 こう 能 のう 电子束 たば 的 てき 能 のう 量 りょう 转换成 なり 激 げき 光 こう 的 てき 装置 そうち ,具有 ぐゆう 短波 たんぱ 长、大功 たいこう 率 りつ 、高 こう 效率 こうりつ 和波 わなみ 长可调节的 てき 特性 とくせい ,波 は 长从微 ほろ 波 なみ ,到 いた 太 ふとし 赫兹辐射和 わ 红外线 ,到 いた 可 か 见光谱,到 いた 软X-射 い 线 。
活 かつ 细胞可 か 以基 もと 因 いん 改造 かいぞう 工程 こうてい 产生绿色螢光 けいこう 蛋白 たんぱく (GFP)。绿色螢光 けいこう 蛋白 たんぱく (GFP)被 ひ 用作 ようさく 激 げき 光 こう 的 てき “增益 ぞうえき 介 かい 质”,光 ひかり 放 ひ 大 だい 就发生 せい 在 ざい GFP。
光子 こうし 學 がく 晶 あきら 體 からだ 激 げき 光 こう [ 编辑 ]
激 げき 光 こう 器 き 大 だい 多 た 由 ゆかり 激發 げきはつ 系 けい 统 、激 げき 光 こう 介 かい 质和 わ 光学 こうがく 谐振腔三 さん 部分 ぶぶん 组成。激發 げきはつ 系 けい 统就是 ぜ 产生光 こう 能 のう 、电能或 ある 化学 かがく 能 のう 的 てき 装置 そうち ,如激 げき 光 こう 电源 。目前 もくぜん 使用 しよう 的 てき 激發 げきはつ 手段 しゅだん ,主要 しゅよう 有 ゆう 光照 みつてる 、通 つう 电或化学 かがく 反 はん 应等。激 げき 光 こう 介 かい 质是能 これよし 够产生 せい 激 げき 光 こう 的 てき 物 ぶつ 质,如红宝石 せき 、钕玻璃 はり 、氖气 、半 はん 导体 、有 ゆう 机 つくえ 染料 せんりょう 等 ひとし 。光学 こうがく 谐振腔的作用 さよう ,是 ぜ 用 よう 来 らい 放 ひ 大 だい 加 か 强 きょう 输出激 げき 光 こう 的 てき 亮 あきら 度 ど (強度 きょうど ),调节和 わ 选定激 げき 光 こう 的 てき 波 なみ 长和方向 ほうこう 等 とう 。
激 げき 光 こう 器 き 用途 ようと 广泛,其大小 しょう 尺寸 しゃくすん 从显微 ほろ 镜下的 てき 二 に 极管激 げき 光 こう 器 き (上 うえ 图),到 いた 足 あし 球 だま 场大小 しょう 的 てき 钕 玻璃 はり 激 げき 光 こう 器 き (下 しも 图),用 よう 于inertial confinement fusion , 核 かく 武器 ぶき 研究 けんきゅう 和 わ 其他高 だか 能 のう 密度 みつど 的 てき 物理 ぶつり 试验。
激 げき 光 こう 笔
激 げき 光 こう 应用很广泛,主要 しゅよう 有 ゆう 光 ひかり 纖通信 つうしん 、激 げき 光 こう 光 こう 谱 、激 げき 光 こう 测距 、激 げき 光 こう 雷 かみなり 达 、激 げき 光 こう 切 きり 割 わり 、激 げき 光 こう 唱片、激 げき 光 こう 扫描 、激 げき 光 こう 灭蚊器 き [ 6] 等 ひとし 。
第 だい 一次在大众日常生活中使用激光是超市条 じょう 码 扫描仪,于1974年 ねん 推出。光 ひかり 盘在 ざい 1978年 ねん 推出,是 ぜ 包括 ほうかつ 激 げき 光 こう 的 てき 第 だい 一个成功的消费产品,但 ただし 光 ひかり 盘 播放器 き 是 ぜ 第 だい 一个装备有激光器的常见设备。紧接着 せっちゃく ,在 ざい 1982年 ねん 开始出 で 现激 げき 光 こう 打 だ 印 しるし 机 つくえ 。
一 いち 些其他 た 用途 ようと 有 ゆう :
2004年 ねん ,不 ふ 包括 ほうかつ 二 に 极管激 げき 光 こう 器 き ,约有131,000个激光 こう 器 き 被 ひ 售出,价值为21.9亿美元 もと [ 7] 。同年 どうねん ,共 きょう 售出约7.33亿二 に 极管激 げき 光 こう 器 き ,价值为32亿美元 もと [ 8] 。
激 げき 光 こう 通用 つうよう 警告 けいこく 標 しるべ 誌 し
可 か 見 み 激 げき 光 こう 警告 けいこく 標 しるべ 誌 し
即 そく 使 つかい 是 ぜ 第 だい 1級 きゅう 的 てき 激 げき 光也 みつや 被 ひ 認 みとめ 為 ため 有 ゆう 潛在 せんざい 性 せい 的 てき 危險 きけん 。西奧 にしおく 多 た ·梅 うめ 曼創造 そうぞう 的 てき 第 だい 一個激光器只有“吉 よし 列 れつ ”的 てき 功 こう 率 りつ ,它只能 のう 灼熱 しゃくねつ 吉 よし 列 れつ 刮鬍刀 がたな 的 てき 刀 かたな 片 へん 。但 ただし 是 ぜ ,幾 いく 毫瓦的 てき 低 てい 功 こう 率 りつ 照射 しょうしゃ ,都 と 足 あし 以危害 きがい 到 いた 人 ひと 眼 め 的 てき 視力 しりょく 。如果该激光 こう 的 てき 波長 はちょう 在 ざい 眼 め 角膜 かくまく 和 かず 透 とおる 鏡 きょう 可 か 以良好 こう 聚焦在 ざい 視 し 網膜 もうまく 的 てき 范围内 ない ,就意味 あじ 著 ちょ 這種相 しょう 干 ひ 性 せい 低 てい 的 てき 發散 はっさん 的 てき 激 げき 光 こう 會 かい 被 ひ 眼睛 がんせい 聚焦在 ざい 視 み 網膜 もうまく 上 うえ 極小 きょくしょう 的 てき 區域 くいき ,只 ただ 要 よう 幾 いく 秒 びょう 鐘 がね 或 ある 更 さら 短 たん 的 てき 時間 じかん ,就會造成 ぞうせい 视网膜 まく 局部 きょくぶ 的 てき 燒灼 しょうしゃく 和 わ 永久 えいきゅう 性的 せいてき 傷害 しょうがい ,有機 ゆうき 會 かい 引致 いんち 視 し 網膜 もうまく 穿 ほじ 洞 ほら (網膜 もうまく 出現 しゅつげん 裂 きれ 孔 あな )及嚴重 じゅう 情況 じょうきょう 出現 しゅつげん 視 し 網膜 もうまく 脫落 だつらく [ 9] 。
激 げき 光 こう 器 き 通常 つうじょう 都會 とかい 標示 ひょうじ 有 ゆう 著 ちょ 安全 あんぜん 等級 とうきゅう 編 へん 號 ごう 的 てき 激 げき 光 こう 警示標 しるべ 籤 くじ :
第 だい 1級 きゅう (Class I/1):在 ざい 裝置 そうち 內是安全 あんぜん 的 てき 。通常 つうじょう 是 ぜ 因 いん 為 ため 光 こう 束 たばね 被 ひ 完全 かんぜん 的 てき 封 ふう 閉在內,例 れい 如在CD播放器 き 內。
第 だい 2級 きゅう (Class II/2):在 ざい 正常 せいじょう 使用 しよう 狀 じょう 況 きょう 下 か 是 ぜ 安全 あんぜん 的 てき ,眼睛 がんせい 的 てき 眨眼反射 はんしゃ 可 か 以避免 めん 受到傷害 しょうがい 。这类设备通常 つうじょう 功 こう 率 りつ 低 てい 於1mW,例 れい 如激光 こう 指示 しじ 器 き 。
第 だい 3 a/R級 きゅう (Class IIIa/3R):功 こう 率 りつ 通常 つうじょう 會 かい 達 たち 到 いた 5mW,並 なみ 且在眨眼反射 はんしゃ 的 てき 時間 じかん 內會有 ゆう 對 たい 眼睛 がんせい 造成 ぞうせい 傷害 しょうがい 的 てき 小 しょう 風 ふう 險 けわし 。注視 ちゅうし 這種光 こう 束 たば 幾 いく 秒 びょう 鐘 かね 會 かい 對 たい 視 し 網膜 もうまく 造 づくり 成立 せいりつ 即 そく 的 てき 傷害 しょうがい 。
第 だい 3b/B級 きゅう (Class IIIb/3B):在 ざい 暴露 ばくろ 下 か 會 かい 對 たい 眼睛 がんせい 造 づくり 成立 せいりつ 即 そく 的 てき 損傷 そんしょう 。
第 だい 4級 きゅう (Class IV/4):激 げき 光 こう 會 かい 燒灼 しょうしゃく 皮膚 ひふ ,在 ざい 某 ぼう 些情況 きょう 下 か ,即 そく 使 つかい 散 ち 射的 しゃてき 激 げき 光也 みつや 會 かい 對 たい 眼睛 がんせい 和 わ 皮膚 ひふ 造成 ぞうせい 傷害 しょうがい 。許多 きょた 工業 こうぎょう 和 わ 科學 かがく 用 よう 的 てき 激 げき 光 ひかり 都 と 屬 ぞく 於這一 いち 級 きゅう 。
這種標示 ひょうじ 的 てき 功 こう 率 りつ 是 ぜ 針 はり 對 たい 可 か 見 み 光和 こうわ 連續 れんぞく 波長 はちょう 的 てき 激 げき 光 こう ,對 たい 脈 みゃく 衝激光和 こうわ 不可 ふか 見 み 光 こう 激 げき 光 こう 還 かえ 有 ゆう 其它適用 てきよう 的 てき 限 きり 制 せい 。對 たい 使用 しよう 第 だい 3B級 きゅう 和 わ 第 だい 4級 きゅう 雷 かみなり 射 い 工作 こうさく 的 てき 人 じん ,還 かえ 需要 じゅよう 可 か 以吸收 きゅうしゅう 特定 とくてい 波長 はちょう 光 こう 的 てき 護 まもる 目 め 鏡 きょう 保護 ほご 他 た 們眼睛 がんせい 的 てき 安全 あんぜん 。
某 ぼう 些波長 ちょう 超過 ちょうか 1.4 μ みゅー m的 てき 紅 べに 外線 がいせん 激 げき 光 こう 通常 つうじょう 被 ひ 歸 き 類 るい 為 ため 對 たい “眼睛 がんせい 安全 あんぜん ”的 てき 。這是因 いん 為 ため 水 みず 分子 ぶんし 的 てき 內在分子 ぶんし 震動 しんどう 對 たい 這一波段附近的頻譜有著強烈的吸收,因 いん 此這些波長 ちょう 的 てき 激 げき 光 こう 在 ざい 通過 つうか 眼 め 角膜 かくまく 時 じ 會 かい 被 ひ 稀釋 きしゃく ,完全 かんぜん 沒 ぼつ 有 ゆう 辦法殘留 ざんりゅう 的 てき 光線 こうせん 會 かい 被 ひ 透 とおる 鏡 きょう 聚焦到達 とうたつ 視 み 網膜 もうまく 。但 ただし 是 ぜ "眼睛 がんせい 安全 あんぜん "的 てき 標 しるべ 籤 くじ 可能 かのう 會 かい 造成 ぞうせい 誤 あやま 導 みちびけ ,因 いん 為 ため 它只適用 てきよう 於低功 こう 率 りつ 的 てき 連續 れんぞく 光 こう 束 たばね ,任 にん 何 なん 高 だか 功 こう 率 りつ 或 ある 有 ゆう Q-斷 だん 路 ろ 器 き 的 てき 激 げき 光 こう ,在 ざい 這種波長 はちょう 一樣可以燒灼眼角膜,造成 ぞうせい 眼睛 がんせい 嚴重 げんじゅう 的 てき 損傷 そんしょう 。