科普-不可不知的激光原理

激光是人類20世紀以來的又一項重大發明,被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”。激光的原理早在 1916年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發現。

激光應用很廣泛,有激光打標、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光測距、激光雷達、激光武器、激光唱片、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器、LIF無損檢測技術等等。激光系統可分為連續波激光器和脈衝激光器。

科普-不可不知的激光原理

激光

生活中常見的激光應用就是激光美容。激光美容是將特定波長的激光光束透過表皮和真皮層,破壞色素細胞和色素顆粒,碎片經由體內的巨噬細胞處理吸收,安全不留疤痕,高效的實現美白的目的。

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激光美容儀器

激光按其介質可分為:①固體激光;②氣體激光;③液體激光;④半導體激光。

現有美容儀器多為固體激光。

激光產生需要三個要素:泵浦源、諧振腔、工作介質。工作介質是在作為基質材料的晶體或玻璃中均勻摻入少量激活離子。例如:在釔鋁石榴石(YAG)晶體中摻入三價釹離子的激光器可發射波長為1050納米的近紅外激光。固體激光器具有體積小、使用方便、輸出功率大的特點。固體激光器一般連續功率在100瓦以上,脈衝峰值功率可高達109W。但由於工作介質的製備較複雜,所以價格較貴。

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晶體

除以上應用外,從20世紀七、八十年代幾十年以來,一種叫做多普勒冷卻的技術一直在用激光冷卻材料,利用光子使原子減速。能量從原子到光子的轉換能使原子冷卻到絕對溫度零上百萬分之一度弱。但是隻是在極小的尺寸上才能作到這一點。

此外,激光也可用於輸電,激光輸電是一種利用激光傳輸電能的形式。由於激光方向性強、能量集中,利用激光可以攜帶大量的能量。因此可以用較小的發射功率實現較遠距離的輸電。類似於微波輸電,激光輸電是利用激光傳輸電能。激光是一種頻率極高的高強度光束,基頻在04~106GHz之間。激光的方向性強,轉換效率可達45%,利用激光可攜帶大量的能量,激光能量到電能的轉換可通過光電池完成。激光輸電主要缺點是從電功率到光之間的相互轉換有電磁輻射。未來將考慮高功率激光束在疏散導管內傳輸,並用光纖分配,問題是要避免導管被激光燒出洞。

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激光

激光是一門非常大的學科,感興趣的小夥伴可以看一些書籍或者科普知識,相信不久的將來,激光還會有更多的應用。


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