레이저의 기본 특성

레이저의 방향 조명

일반 광원은 모든 방향으로 빛을 방출합니다. 방출 된 빛이 한 방향으로 전파되도록하려면 광원에 특정 응축 장치를 설치해야합니다. 예를 들어, 자동차의 헤드 라이트 및 탐조등에는 집중 효과가있는 반사기가 장착되어있어 방사광이 한 방향으로 수집 및 방출됩니다.레이저레이저에 의해 방출되는 것은 자연스럽게 한 방향으로 방출되며, 빔의 발산은 매우 작으며 약 0.001 라디안이며 평행에 가깝습니다.

레이저의 매우 순수한 색상

빛의 색은 빛의 파장 (또는 주파수) 에 의해 결정됩니다. 특정 파장은 특정 색상에 해당합니다. 의 파장 분포가시광선태양에 의해 방사되는 세그먼트는 약 0.76 미크론에서 0.4 미크론이며 해당 색상은 적색에서 보라색까지 다양하며 총 7 색이므로 햇빛은 단색이라고 할 수 없습니다. 단색의 빛을 방출하는 광원을 단색 광원이라고하며 단일 파장의 빛을 방출합니다. 예를 들어, 크립톤 램프, 헬륨 램프, 네온 램프 및 수소 램프는 모두 특정 색상의 빛만을 방출하는 단색 광원입니다. 단색 광원의 광파의 파장은 단일이지만 여전히 특정 분포 범위가 있습니다. 예를 들어, 네온 램프는 붉은 빛만을 방출하며 단색도는 매우 좋습니다. 그것은 단색성의 왕관으로 알려져 있습니다. 파장 분포 범위는 여전히 0.00001 나노미터이다. 따라서, 네온 램프에 의해 방출되는 적색광은 신중하게 식별된다면 여전히 수십 개의 적색광을 포함한다. 광학 방사선의 파장 분포 간격이 좁을수록 단색도가 더 양호하다는 것을 알 수 있다.

레이저의 자극 흡수

자극 흡수 (약어 흡수). 낮은 에너지 수준의 입자가 외부 세계에 의해 여기 될 때 (즉, 광자와의 비탄성 충돌과 같은 다른 입자와 에너지 교환 상호 작용을합니다) 에너지를 흡수하면이 에너지에 해당하는 더 높은 에너지로 전환됩니다. 높은 에너지 수준. 이 전이를 자극 흡수라고합니다.

레이저의 자발적인 방사선

입자가 여기될 때 입자로 들어가는 여기 상태는 입자의 안정된 상태가 아니다. 입자를 수용 할 수있는 에너지 수준이 낮 으면 외부 효과가 없더라도 입자는 높은 수준의 여기 상태 (E2) 에서 자발적으로 변할 확률이 높습니다. 저에너지 상태로. 레벨 접지 상태 (E1) 전이, 에너지 (E2-E1) 로 광자를 방사하는 동안, 광자 주파수 ν =(E2-E1)/h. 이 방사선 과정을 자발적 방사선이라고합니다.

자극 방사선, 레이저

1917 년에 아인슈타인은 이론적으로 자발적 방출 외에도 높은 에너지 수준 E2 의 입자가 다른 방식으로 더 낮은 에너지 수준으로 전환 할 수 있다고 지적했습니다. 그는 주파수가 ν =(E2-E1)/h 인 광자가 입사하면 입자도 특정 확률로 유도 될 것이라고 지적했다.

레이저는 매우 밝습니다.

레이저가 발명되기 전에 고전압 펄스 크세논 램프는 인공 광원 중에서 가장 높은 밝기를 보였으며, 이는 태양의 밝기와 비슷했습니다. 루비 레이저의 레이저 밝기는 크세논 램프의 수백억 배를 초과 할 수 있습니다. 레이저가 너무 밝기 때문에 멀리서 물체를 비출 수 있습니다. 달에 루비 레이저가 방출하는 빔의 조도는 약 0.02 럭스 (조도 단위) 이고 색상은 밝은 빨간색이며 레이저 스폿은 육안으로 볼 수 있습니다. 가장 강력한 탐조등을 사용하여 달을 비추는 경우 생성 된 조명은 약 1 조 분의 1 에 불과하며 인간의 눈은이를 전혀 감지 할 수 없습니다. 레이저의 밝기가 매우 높은 주된 이유는 방향성 발광입니다. 매우 작은 공간에서 많은 수의 광자가 집중되어 방출되며 에너지 밀도는 자연적으로 매우 높습니다. 레이저의 밝기와 햇빛의 비율은 수백만 명에 달하며 인간에 의해 만들어졌습니다.

레이저의 큰 에너지

광자의 에너지는 E = hv로 계산되며, 여기서 h는 플랑크 상수이고 v는 주파수이다. 그것은 할 수 있습니다주파수가 높을수록 에너지가 높다는 것을 알 수 있습니다. 레이저 주파수 범위 3.846 × 10 ^(14)Hz ~ 7.895 × 10 ^(14)Hz.

레이저의 다른 문자

레이저는 다른 많은 특성을 가지고 있습니다. 첫째, 레이저는 단색 또는 단일 주파수입니다. 동시에 다른 주파수의 레이저를 생성 할 수있는 레이저가 있지만이 레이저는 서로 분리되어 별도로 사용됩니다. 둘째, 레이저 빛은 일관된 빛입니다. 일관된 빛의 특징은 모든 광파가 동기화되고 전체 광선이 "파동 열차" 와 같다는 것입니다. 다시, 레이저는 고농축되어, 이는 레이저가 분산되거나 수렴되기 전에 장거리를 이동해야 한다는 것을 의미한다.