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激光晶體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用

  自1960年首款紅寶石激光器誕生后,在過去這幾十年里激光技術(shù)得到迅速發(fā)展。激光晶體因?yàn)槠浞较蛐院谩⒘炼雀摺紊院煤拖喔尚院脙?yōu)勢,在工業(yè)、材料加工技術(shù)、美容醫(yī)療、光刻、精密測量、軍用等領(lǐng)域運(yùn)用中綻放光芒。

  當(dāng)激光玻璃、激光晶體或氣體等光電材料中的原子中電子吸收電流或光的能量時(shí),就會形成激光。額外能量“激發(fā)”電子足夠從較低能量的軌道移到圍繞原子核的較高能量軌道。

  激光晶體運(yùn)用原子的量子特性吸收和輻射稱之為光子的光粒子。當(dāng)原子中的電子自發(fā)的或當(dāng)用光或其它能源(在一些情況下甚至于是另一種激光晶體)“刺激”時(shí)返回其正常軌道或“基態(tài)”時(shí),它們會發(fā)射更多的光子。

  光以波的方式運(yùn)動。一般的可見光,例如來自家用燈泡或手電筒的光,包括多個(gè)波長或顏色,而且是毫不相干,這就意味著光波的波峰和波谷以不同波長和不同的方向移動。

  在激光束中,光波是“相干的”,這就意味著光子束以同樣的波長在同樣的方向上移動。這是將激發(fā)的電子發(fā)送通過光學(xué)“增益介質(zhì)”(例如激光玻璃,激光晶體等固體材料或氣體)來完成的。

  特定波長的光由受激電子下降到較低軌道時(shí)釋放出來的能量決定。引入的能量水平可以結(jié)合增益介質(zhì)中的材料作出調(diào)整,以產(chǎn)生所需要的光束顏色。

  激光器光學(xué)材料一側(cè)的鏡子將光子反射回電子。鏡子之間的空間或“腔”設(shè)計(jì)使特殊類型的光學(xué)增益介質(zhì)所需的光子被反饋到介質(zhì)中,以激發(fā)該光子的基本上精確克隆的發(fā)射。它們都以同樣的方向和速度運(yùn)動,從另一邊的另一面鏡子反彈,以反復(fù)克隆過程。

  兩個(gè)變?yōu)樗膫€(gè),四個(gè)變?yōu)榘藗€(gè),依此類推,直至光子被擴(kuò)大到足夠程度,使它們都可以完美一致地穿過鏡子和光學(xué)材料。激光束能夠在很遙遠(yuǎn)的距離上始終保持高度聚焦,甚至可以到達(dá)月球并返還。

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