激光的特性及應(yīng)用

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激光的特性及應(yīng)用問題引入激光的特性激光技術(shù)的應(yīng)用

問題引入

激光是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型光源，盡管問世時間不長，卻得到了突飛猛進的發(fā)展，激光在生產(chǎn)、科研、醫(yī)學(xué)和軍事中得到了廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代光學(xué)的基礎(chǔ)。那么，激光有哪些特性和應(yīng)用？1.方向性好

一、激光的特性

激光定位、導(dǎo)向、測距等就利用了方向性好的特點。

普通光源發(fā)出的光向四面八方發(fā)射，而激光器發(fā)射光束非常細，即使射到很遠的屏幕上，它所形成的光斑也很小。所以光束的方向性很強，光束的能量在空間高度集中，能在直徑為百分之幾毫米或千分之幾毫米的范圍內(nèi)，產(chǎn)生幾萬攝氏度或幾百萬攝氏度以上的高溫。2.能量集中

激光由于方向性好，可以集中在很窄的方向上發(fā)射，而且有些激光器可使能量集中在很短的時間內(nèi)發(fā)射，所以大大提高了光源的亮度。例如一臺紅寶石巨脈沖激光器，每平方厘米的輸出功率可達1000MW，它的亮度比太陽亮度高幾十億倍。

激光能量在時間和空間上高度集中，能在極小區(qū)域產(chǎn)生幾百萬攝氏度的高溫。

激光加工、激光手術(shù)、激光武器等就利用了能量集中的特點。

激光器發(fā)出的光束顏色很純，單色性好。激光單色性比普通光源單色性最好的紅色氪燈高10萬倍。所以它的干涉條紋很窄，又很清晰，可大大提高測量精度。它是世界上發(fā)光顏色最純的光源。3.單色性好

激光的譜線寬度窄，頻率、振動方向等都一致，高度的單色性和定向性使激光具有高度的相干性，所以激光是很理想的相干光源，具有很好的相干性。

全息照相、全息存儲等就利用了相干性好的特點。

全息照相4.相干性好

二、激光技術(shù)的應(yīng)用激光的應(yīng)用（單擊播放視頻）

1960年人們第一次從紅寶石中獲得激光脈沖以來，激光技術(shù)在國民經(jīng)濟各行各業(yè)中、在人類生活的各個方面和軍事領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

激光作為一種強熱源在機械加工和熱處理方面顯示出神奇的威力。目前已實現(xiàn)了激光打孔、微型焊接和數(shù)控激光切割、精密材料加工，特別是一些形狀復(fù)雜、特硬、特脆、特小等工件。用激光加工十分方便、操作簡單、熱影響區(qū)域小、工件不易氧化、速度快、質(zhì)量高。激光打孔激光切割1.激光加工

利用激光的單色性好、方向性好和高亮度的優(yōu)良特性，可對長度、速度、轉(zhuǎn)速等進行精密測量。脈沖激光可根據(jù)發(fā)射和反射回來的往返時間，進行遠距離測量。如衛(wèi)星和導(dǎo)彈運行軌道的跟蹤，天體距離及工程測量等。測量8000km高空的衛(wèi)星，誤差僅有2cm。利用一束定向的強光束已經(jīng)精確地測定了地球到月球之間的距離，誤差只有3m，這是以往其他測量方法無法達到的。2.激光測量

激光通信是激光技術(shù)中最有前途的重要應(yīng)用之一。激光通信容量大、設(shè)備輕便、經(jīng)濟、保密性強，但受氣候影響較大，適用于短距離通信和數(shù)據(jù)傳輸。以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的有線激光通信已迅速發(fā)展，目前已進入實用階段。光纜3.激光通信

醫(yī)學(xué)上常利用激光束聚集的焦點，作為激光刀的刀刃來代替一般的外科手術(shù)刀。患者無需麻醉，無痛感；能切口、止血、消毒同時進行。能隔著皮膚切除胃腸腫瘤，避免擴散，提高治愈率。眼科中廣泛用來施行虹膜切除、焊接視網(wǎng)膜脫離、封閉視網(wǎng)膜裂孔等手術(shù)，利用可調(diào)諧激光器制成的激光腎結(jié)石和膀胱結(jié)石粉碎機，已應(yīng)用于臨床治療。

激光在醫(yī)學(xué)上已成為手術(shù)、治療、診斷和化驗等方面的有力工具。

4.醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

5.激光武器

強度大而又能把能量在空間和時間上高度集中的激光使它作為一種“純能量”武器進入現(xiàn)代化的戰(zhàn)爭，它是發(fā)明原子彈以來，武器領(lǐng)域的最大突破，今后的低空、高空、太空戰(zhàn)爭的主要武器都離不開激光。它的出現(xiàn)可能會改變現(xiàn)代戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)，使武器系統(tǒng)發(fā)生根本性的改變。練習(xí)1．激光的主要特性是（）。A.方向性好，能量集中B.方向性好，單色性好C.單色性好，相干性好D.以上所述均為激光的主