激光有哪些優點?

General 更新 2024-12-22

激光還有哪些優點,激光還是什麼?

飛秒激光的用途非常廣泛,比如:飛秒激光可以擊穿大氣層,製造放電通道,用於人工引雷,避免飛機、火箭、發電廠遭受天然雷擊。又比如:飛秒激光與物質相互作用能夠產生足夠數量的中子,實現激光受控核裂變的快速點火,為人類新的能源開闢嶄新的途徑。 由於飛秒激光具有超高速的特性和高分辯率的特性,因此,它在物理學、生物學、化學控制反應、光通訊和醫學等領域都有不可替代的作用。 飛秒激光的主要用途是: 1、人體病變的早期診斷; 2、醫學成像; 3、外科手術; 4、生物活體檢測; 5、超小型衛星; 6、超精細加工; 7、高密度信息記錄和儲存。

激光優點有哪些

1.定向發光

普通光源是向四面八方發光.要讓發射的光朝一個方向傳播,需要給光源裝上一定的聚光裝置,如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡,使輻射光彙集起來向一個方向射出.激光器發射的激光,天生就是朝一個方向射出,光束的發散度極小,大約只有0.001弧度,接近平行.1962年,人類第一次使用激光照射月球,地球離月球的距離約38萬公里,但激光在月球表面的光斑不到兩公里.若以聚光效果很好,看似平行的探照燈光柱射向月球,按照其光斑直徑將覆蓋整個月球.

2.亮度極高

在激光發明前,人工光源中高壓脈衝氙燈的亮度最高,與太陽的亮度不相上下,而紅寶石激光器的激光亮度,能超過氙燈的幾百億倍.因為激光的亮度極高,所以能夠照亮遠距離的物體.紅寶石激光器發射的光束在月球上產生的照度約為0.02勒克斯(光照度的單位),顏色鮮紅,激光光斑明顯可見.若用功率最強的探照燈照射月球,產生的照度只有約一萬億分之一勒克斯,人眼根本無法察覺.激光亮度極高的主要原因是定向發光.大量光子集中在一個極小的空間範圍內射出,能量密度自然極高.

3.顏色極純

光的顏色由光的波長(或頻率)決定.一定的波長對應一定的顏色.太陽光的波長分佈範圍約在0.76微米至0.4微米之間,對應的顏色從紅色到紫色共7種顏色,所以太陽光談不上單色性.發射單種顏色光的光源稱為單色光源,它發射的光波波長單一.比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源,只發射某一種顏色的光.單色光源的光波波長雖然單一,但仍有一定的分佈範圍.如氖燈只發射紅光,單色性很好,被譽為單色性之冠,波長分佈的範圍仍有0.00001納米,因此氖燈發出的紅光,若仔細辨認仍包含有幾十種紅色.由此可見,光輻射的波長分佈區間越窄,單色性越好.

4.能量密度極大

激光器輸出的光,波長分佈範圍非常窄,因此顏色極純.以輸出紅光的氦氖激光器為例,其光的波長分佈範圍可以窄到2×10^-9納米,是氪燈發射的紅光波長分佈範圍的萬分之二.由此可見,激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源.

激光的十大好處有哪些

亮度極高

定向發光

顏色極純

能量密度極大

相干性好

閃光時間可以極短

高度集中

激光的四個優點是什麼?

激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高單色性和高相干性

激光的高亮度:固體激光器的亮度更可高達1011W/cm2Sr。不僅如此,具有高亮度的激光束經透鏡聚焦後,能在焦點附近產生數千度乃至上萬度的高溫,這就使其可能可加工幾乎所有的材料。

激光的高方向性:激光的高方向性使其能在有效地傳遞較長的距離的同時,還能保證聚焦得到極高的功率密度,這兩點都是激光加工的重要條件

激光的高單色性:由於激光的單色性極高,從而保證了光束能精確地聚焦到焦點上,得到很高的功率密度。

激光的高相干性:相干性主要描述光波各個部分的相位關鼎。正是激光具有如上所述的奇異特性因此在工業加工中得到了廣泛地應用。

激光有哪些特點,具有哪些重要應用

激光的發射原理及產生過程的特殊性決定了激光具有普通光所不具有的特點:即三好(單色性好、相干性好、方向性好)一高(亮度高)。

1 單色性好:普通光源發射的光子,在頻率上是各不相同的,所以包含有各種顏色。而激光發射的各個光子頻率相同,因此激光是最好的單色光源。

由於光的生物效應強烈地依賴於光的波長,使得激光的單色性在臨床選擇性治療上獲得重要應用。此外,激光的單色特性在光譜技術及光學測量中也得到廣泛應用,已成為基礎醫學研究與臨床診斷的重要手段。

2 相干性好:由於受激輻射的光子在相位上是一致的,再加之諧振腔的選模作用,使激光束橫截面上各點間有固定的相位關係,所以激光的空間相干性很好(由自發輻射產生的普通光是非相干光)。激光為我們提供了最好的相干光源。正是由於激光器的問世,才促使相干技術獲得飛躍發展,全息技術才得以實現。

3 方向性好:激光束的發散角很小,幾乎是一平行的光線,激光照射到月球上形成的光斑直徑僅有1公里左右。而普通光源發出的光射向四面八方,為了將普通光沿某個方向集中起來常使用聚光裝置,但即便是最好的探照燈,如將其光投射到月球上,光斑直徑將擴大到1 000公里以上。

激光束的方向性好這一特性在醫學上的應用主要是激光能量能在空間高度集中,從而可將激光束製成激光手術刀。另外,由幾何光學可知,平行性越好的光束經聚焦得到的焦斑尺寸越小,再加之激光單色性好,經聚焦後無色散像差,使光斑尺寸進一步縮小,可達微米級以下,甚至可用作切割細胞或分子的精細的“手術刀”。

4 亮度高:激光的亮度可比普通光源高出1012-1019倍,是目前最亮的光源,強激光甚至可產生上億度的高溫。激光的高能量是保證激光臨床治療有效的最可貴的基本特性之一。利用激光的高能量還可使激光應用於激光加工工業及國防事業等。

激光具有哪些特點

一、激光產生原理

1、普通光源的發光——受激吸收和自發輻射

普通常見光源的發光(如電燈、火焰、太陽等地發光)是由於物質在受到外來能量(如光能、電能、熱能等)作用時,原子中的電子就會吸收外來能量而從低能級躍遷到高能級,即原子被激發。激發的過程是一個“受激吸收”過程。處在高能級(E2)的電子壽命很短(一般為10-8~10-9秒),在沒有外界作用下會自發地向低能級(E1)躍遷,躍遷時將產生光(電磁波)輻射。輻射光子能量為

hυ=E2-E1

這種輻射稱為自發輻射。原子的自發輻射過程完全是一種隨機過程,各發光原子的發光過程各自獨立,互不關聯,即所輻射的光在發射方向上是無規則的射向四面八方,另外未位相、偏振狀態也各不相同。由於激發能級有一個寬度,所以發射光的頻率也不是單一的,而有一個範圍。

在通常熱平衡條件下,處於高能級E2上的原子數密度N2,遠比處於低能級的原子數密度低,這是因為處於能級E的原子數密度N的大小時隨能級E的增加而指數減小,即N∝exp(-E/kT),這是著名的波耳茲曼分佈規律。於是在上、下兩個能級上的原子數密度比為 N2/N1∝exp{-(E2-E1)/kT}

式中k為波耳茲曼常量,T為絕對溫度。因為E2>E1,所以N2《N1。例如,已知氫原子基態能量為E1=-13.6eV,第一激發態能量為E2=-3.4eV,在20℃時,kT≈0.025eV,則

N2/N1∝exp(-400)≈0 可見,在20℃時,全部氫原子幾乎都處於基態,要使原子發光,必須外界提供能量使原子到達激發態,所以普通廣義的發光是包含了受激吸收和自發輻射兩個過程。一般說來,這種光源所輻射光的能量是不強的,加上向四面八方發射,更使能量分散了。

2、受激輻射和光的放大

由量子理論知識知道,一個能級對應電子的一個能量狀態。電子能量由主量子數n(n=1,2,…)決定。但是實際描寫原子中電子運動狀態,除能量外,還有軌道角動量L和自旋角動量s,它們都是量子化的,由相應的量子數來描述。對軌道角動量,波爾曾給出了量子化公式Ln=nh,但這不嚴格,因這個式子還是在把電子運動看作軌道運動基礎上得到的。

嚴格的能量量子化以及角動量量子化都應該有量子力學理論來推導。

量子理論告訴我們,電子從高能態向低能態躍遷時只能發生在l(角動量量子數)量子數相差±1的兩個狀態之間,這就是一種選擇規則。如果選擇規則不滿足,則躍遷的機率很小,甚至接近零。在原子中可能存在這樣一些能級,一旦電子被激發到這種能級上時,由於不滿足躍遷的選擇規則,可使它在這種能級上的壽命很長,不易發生自發躍遷到低能級上。

這種能級稱為亞穩態能級。但是,在外加光的誘發和刺激下可以使其迅速躍遷到低能級,並放出光子。這種過程是被“激”出來的,故稱受激輻射。

受激輻射的概念世愛因斯坦於1917年在推導普朗克的黑體輻射公式時,第一個提出來的。他從理論上預言了原子發生受激輻射的可能性,這是激光的基礎。 受激輻射的過程大致如下:原子開始處於高能級E2,當一個外來光子所帶的能量hυ正好為某一對能級之差E2-E1,則這原子可以在此外來光子的誘發下從高能級E2向低能級E1躍遷。這種受激輻射的光子有顯著的特點,就是原子可發出與誘發光子全同的光子,不僅頻率(能量)相同......

激光和普通光相比,具有什麼特性

1.頻率單一

2.方向性好

3.亮度大

激光的特點:

方向性強。與普通光相比,激光的方向性很強,聚光性好,發散角極小;

亮度極高。絕太多數普通光也不及太陽光亮,而激光的亮度比太陽光高千億倍;

單色性好。普通光源發出的光,顏色都比較混雜,不但有可見光,還有不可見的紅外線和紫外線。激光的單色性超出普通光源中單色性最好的氪燈許多倍;

相干性好。普通光源發出的光波頻率、相位和傳播方向是很不相同的,稱為非相干光。而激光器發出的光具有同方向、同頻率、同位相或位相差恆定的特點,因此具有很好的相干性;

閃光時間短。在生產和科研中,常常需要閃光時間很短的光源。普通光源的閃光時間做不短,脈衝激光的閃光時間卻可做得非常短。

激光對中儀的優點有哪些?

激光對中儀產品,對解決旋轉設備的旋轉軸、軸孔對中問題,有以下好處:

1、實現高精度共線校準激光對中系統的精度高、重複性、穩定性好。

2、保障轉動機器長期處於低能耗運行狀態高精度的校準減少了機器部件間的摩擦,從而降低了能耗。

3、延長機器壽命由於機器長期處於良好的低能耗運行狀態,減少甚至避免了意外事故的發生,機器壽命得以延長。

4、激光對中儀提高生產效率精確校準延長了機器維修時間間隔,相對延長了機器的生產運行時間,從而提高了生產效率。

5、激光對中儀減少庫存精確校準使得下一次機器維修時間可以預測,而且減少了部件的損壞,由此備用部件可以有計劃地按量採購,庫存得以降低。

6、激光對中儀節省勞動力激光對中系統有數據的自動採集、計算和處理能力,儀器的安裝快捷、方便,機器移動時校準儀有動態指示功能,確保移動一次到位。將人們從繁碩的勞動中解放出來,極大地降低了勞動強度,節省了勞動時間和勞動力。

激光對人有什麼好處

(1)目前使用最廣泛的是有碳複印機,它使用的顯影粉有幹、溼兩種。乾性顯影粉系用特級碳黑製作,其中的環芳烴具有致癌作用。但因碳黑多聚體物質混溶後被包裹起來,故在複印過程中,乾性顯影粉極少分解,非常穩定。科學家曾發現,顯影粉中含有微量硝基芘,硝基芘有改變染色體正常結構的能力,因會導致腫瘤的發生飢經過技術改進,現在的乾性顯影粉中的硝基芘含量已大大減少,按常規方法已檢測不出其致癌作用。溼性顯影粉是將碳黑分散在烴溶劑中,而含有10~20個碳原子的脂肪烴有助於腫瘤的生長。由於所用烴類的沸點較低而易揮發,通風不良會對長期接觸者產生危害。

(2)無碳複印機的顯影材料有很大刺激性,可以引起皮膚、眼睛、呼吸道和神經系統等方面的病症。另外,無碳複印在複印過程中也可釋放一些可能致癌的物質。

(3)在複印機工作時,因靜電作用使複印室內具有一定的臭氧。臭氧具有很強的氧化作用。1988年11月,日本國立公共健康研究所公佈的調查結果表明,在經常使用複印機的地方,臭氧濃度足以危害人體。通過對一些使用複印機的辦公室和公共圖書館的監測發現,在距複印機0.5米的地方,臭氧濃度達0.12毫克/升。這些臭氧是複印機中帶高電壓的部件與空氣進行化學反應產生出來的。臭氧具有很高的氧化作用,可將氮氣化成氮氧化物,對人的呼吸道有較強的刺激性。臭氧的比重大、流動慢,加之複印室內因防塵而通風不良,容易導致複印機操作人員發生"複印機綜合徵"。主要症狀是口腔咽喉幹噪、胸悶、咳嗽、頭昏、頭痛、視力減退等,嚴重者可發生中毒性水腫,同時也可引起神精系統方面的症狀。此外,某些複印機操作人員的皮膚過敏症狀也可能與接觸複印紙被汙染有關,因為複印紙中含有一些特殊的添加成分,並在複印過程中會產生紙屑塵。

長期從事複印工作的人要注意加強勞動保護,有條件者可在工作室中安裝排氣扇或排氣管道,使室內的臭氧和氮氧化物及時排出室外。在複印機多、工作量大的房間裡應安裝除塵設備,以減少粉塵。清洗顯影粉時應使用酒精,不要使用苯類溶劑。複印機上應覆蓋一物以擋住強光對的刺激。複印機操作人員還應當增加維生素E的攝入,以保護細胞生物膜免受氮氧化物的損傷。此外,有呼吸系統疾病和失眠、頭暈及孕婦,最好不要從事複印機的操作。

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