レーザーの基本特性

レーザーの方向照明

通常の光源はすべての方向に光を発する。 放出された光を一方向に伝播させるには、光源に特定の凝縮装置を取り付ける必要があります。 例えば、自動車のヘッドライトやサーチライトには集光効果のある反射板が装備されているため、放射された光は集光されて一方向に放出されます。レーザーレーザーによって放出されるのは自然に一方向に放出され、ビームの発散は非常に小さく、平行に近い約0.001ラジアンにすぎません。

レーザーの非常に純粋な色

光の色は、光の波長 (または周波数) によって決まります。 特定の波長は特定の色に対応します。 波长分布の可視光太陽によって放射されるセグメントは約0.76ミクロンから0.4ミクロンであり、対応する色は赤から紫の範囲であり、合計7色であるため、太陽光は単色とは言えません。 単色の光を発する光源は単色光源と呼ばれ、単一の波長の光を発する。 たとえば、クリプトンランプ、ヘリウムランプ、ネオンランプ、および水素ランプはすべて、特定の色の光のみを発する単色光源です。 単色光源の光波の波長は単一ですが、まだ一定の分布範囲があります。 例えば、ネオンランプは赤色光のみを発し、その単色性は非常に良好である。 それは単色性の王冠として知られています。 波長分布範囲はまだ0.00001ナノメートルです。 したがって、ネオンランプによって放出される赤色光は、それが注意深く識別されれば、依然として数十の赤色光を含む。 光放射の波長分布間隔が狭いほど、単色性が良好であることが分かる。

レーザーの刺激された吸収

刺激吸収 (略称吸収)。 より低いエネルギーレベルの粒子が外界によって励起されるとき (つまり、光子との非弾性衝突など、他の粒子とのエネルギー交換相互作用があるとき) エネルギーを吸収すると、このエネルギーに対応するより高いエネルギーに移行します。 高エネルギーレベル。 この遷移は、刺激吸収と呼ばれる。

レーザーの自発放射线

粒子が励起されたときに入る励起状態は、粒子の安定状態ではない。 粒子を受け入れることができるエネルギーレベルが低い場合、外部からの影響がなくても、粒子は高レベルの励起状態から自然に変化する可能性があります (E2) 低エネルギー状態に。 水平基底状態 (E1) 遷移、エネルギー (E2-E1) で光子を放射しながら、光子周波数 ν =(E2-E1)/h。 この放射プロセスは自発放射と呼ばれます。

刺激された放射、レーザー

1917年、アインシュタインは、自然放出に加えて、高エネルギーレベルE2の粒子が別の方法で低エネルギーレベルに移行する可能性があることを理論的に指摘しました。 彼は、周波数 ν =(E2-E1)/hの光子が入射すると、粒子も一定の確率で誘導されると指摘しました。

レーザーは非常に明るいです

レーザーが発明される前は、高電圧パルスキセノンランプは人工光源の中で最も高い明るさを持っていました。これは太陽の明るさに匹敵しました。ルビーレーザーのレーザーの明るさはキセノンランプの倍の数十億を超えることができますが。 レーザーはとても明るいので、遠くにある物体を照らすことができます。 ルビーレーザーが月に放出するビームの照度は約0.02ルクス (照度の単位) で、色は真っ赤で、レーザースポットは肉眼で見ることができます。 最も強力なサーチライトを使用して月を照らすと、生成される照明は約1兆分の1ルクスであり、人間の目はそれをまったく検出できません。 レーザーの非常に高い明るさの主な理由は、指向性発光です。 非常に小さな空間に多数の光子が集中して放出され、エネルギー密度は当然非常に高い。 レーザーの明るさと日光の比率は数百万であり、それは人間によって作成されました。

レーザーの大きいエネルギー

光子のエネルギーはE = hvとして計算されます。ここで、hはプランク定数、vは周波数です。 それはできます周波数が高いほど、エネルギーが高いことがわかります。 レーザー周波数範囲3.846 × 10 ^(14)Hzから7.895 × 10 ^(14)Hz。

レーザーの他の文字

レーザーには他にも多くの特性があります。まず、レーザーは単色または単一周波数です。 同時に異なる周波数のレーザーを生成できるレーザーがいくつかありますが、これらのレーザーは互いに分離されており、別々に使用されています。 第二に、レーザー光はコヒーレント光である。 コヒーレント光の特徴は、そのすべての光波が同期しており、光のビーム全体が「波列」のようなものであることです。 繰り返しになりますが、レーザーは非常に集中しているため、レーザーが分散または収束する前に長距離を移動する必要があります。