Caractéristiques des lasers

LaserEst une sorte de lumière qui n'existe pas dans la nature et est émise en raison de l'excitation. Il présente les caractéristiques d'une bonne directionnalité, d'une luminosité élevée, d'une bonne monochromaticité et d'une bonne cohérence.

Conditions pour la génération de lasers

La génération deDiode laserDoit satisfaire à trois conditions: inversion de population, rétroaction du résonateur et condition de seuil. Grâce à l'absorption stimulée, le nombre de particules à des niveaux d'énergie élevés est supérieur à celui à de faibles niveaux d'énergie (inversion du nombre), et des surfaces réfléchissantes parallèles qui peuvent réfléchir des photons doivent être fabriquées aux deux extrémités de la région active pour former une cavité résonnante et réaliser le gain est supérieur à la perte, C'est-à-dire que le nombre de photons nouvellement générés en même temps est supérieur au nombre de photons absorbés par diffusion. Ce n'est que lorsque ces trois conditions sont remplies qu'il est possible de générer de la lumière laser.

Caractéristiques des lasers

Tout d'abord, une bonne directionnalité. Les sources lumineuses ordinaires (lampes solaires, incandescentes ou fluorescentes) émettent de la lumière dans toutes les directions, tandis que la direction d'émission de lumière du laser peut être limitée à un angle solide inférieur à quelques milliradiens, ce qui augmente l'éclairement dans le sens de l'irradiation de dix millions de fois. Le diamètre de diffusion du laser est inférieur à 1 mètre par 200 kilomètres. S'il frappe la lune à une distance de 3.8 × 105 kilomètres de la terre, le faisceau se propage à moins de 2 kilomètres, tandis que des projecteurs ordinaires se propagent à des dizaines de mètres à quelques kilomètres. La collimation laser, le guidage et la télémétrie sont de tirer parti de cette caractéristique de bonne directionnalité.

Deuxièmement, haute luminosité. Le laser est la source de lumière la plus brillante de l'époque contemporaine, seul le flash puissant au moment de l'explosion de la bombe à hydrogène peut se comparer à lui. La luminosité de la lumière du soleil est d'environ 1.865 × 109cd/m², et la luminosité de sortie d'un laser haute puissance peut être de 7 à 14 ordres de grandeur supérieure à celle de la lumière du soleil. Bien que l'énergie totale du laser ne soit pas nécessairement très grande, en raison de la forte concentration d'énergie, il est facile de générer une haute pression et une température élevée de dizaines de milliers ou même de millions de degrés Celsius à un point minuscule. Des applications pratiques telles que le forage au laser, la découpe, le soudage et la chirurgie au laser tirent parti de cette propriété.

Troisièmement, bonne monochromaticité. La lumière est une onde électromagnétique. La couleur de la lumière dépend de sa longueur d'onde. La lumière émise par les sources lumineuses ordinaires contient généralement différentes longueurs d'onde et est un mélange de différentes couleurs de lumière. La lumière du soleil comprend la lumière visible dans sept couleurs de rouge, jaune, jaune, vert, cyan, bleu et violet, ainsi que la lumière invisible telle que la lumière infrarouge et la lumière ultraviolette. La longueur d'onde d'un certain laser n'est concentrée que dans une bande spectrale ou une gamme de fréquences très étroite. Par exemple, la longueur d'onde du laser hélium-néon est de 632.8 nanomètres et sa plage de variation de longueur d'onde est inférieure à un dix-millième de nanomètre. La bonne monochromaticité du laser fournit un moyen très favorable pour des expériences scientifiques telles que la mesure précise des instruments et l'excitation de certaines réactions chimiques.

Quatre, bonne cohérence. L'interférence est une propriété des phénomènes d'ondes. Sur la base des caractéristiques de haute directivité et de monochromaticité élevée de la lumière laser, elle est forcément légère avec une excellente cohérence. Cette propriété des lasers fait de l'holographie une réalité.