激光如何聚集能量?

发布网友发布时间：2022-06-22 05:47

共3个回答

热心网友时间：2024-07-19 12:02

这个问题问得有点不够明确。我尝试给你你个简单的回答把。

首先最基本的一点，在下面的解释中，我们认为光是由粒子组成的，相同的粒子聚集的越多，则光越强。不同的粒子对应不同的波长和方向。

激光中有一种材料，能够复制光子，就说每通过一次，任何进去的光子都复制一个出来。那么假定自然光直接照射这个物质，则光强就增大了两倍。如果我们采用一种反射镜，让此种粒子在激光器内不断的反射，则此种粒子的数量就会指数性增长。最终我们移开反射镜就会有一束非常强的激光出来。

后面是一些补充，可看可不看了。激光是单波长的，也就是在上面的粒子中只有符合一定条件的才能存活，一般是建设型干涉条件。只有相同的粒子，具有同等波长和方向的才能存活。

此外实际上激光本身不是起到一个聚集能量的作用。你能说的是激光亮度高（单位立体角单位面积的能量大）。但是不能说激光能量高。因为激光一般也就几个毫瓦到几十瓦撑死了。

热心网友时间：2024-07-19 11:59

看看激光原理的书就明白的。输入能量，发光体受激发光。其中，相同振荡频率、相同方向的光子在谐振腔里的数量，是所有不同方向光子数量的绝大多数。许多相同方向的光子射出就成了激光，所以输出的能量很集中，不会发散。照射到物体上的一个点，那个点就很快升温。

热心网友时间：2024-07-19 12:02

若原子或分子等微观粒子具有高能级E2和低能级E1,E2和E1能级上的布居数密度为N2和N1，在两能级间存在着自发发射跃迁、受激发射跃迁和受激吸收跃迁等三种过程。受激发射跃迁所产生的受激发射光，与入射光具有相同的频率、相位、传播方向和偏振方向。因此，大量粒子在同一相干辐射场激发下产生的受激发射光是相干的。受激发射跃迁几率和受激吸收跃迁几率均正比于入射辐射场的单色能量密度。当两个能级的统计权重相等时，两种过程的几率相等。在热平衡情况下N2＜N1，所以受激吸收跃迁占优势，光通过物质时通常因受激吸收而衰减。外界能量的激励可以破坏热平衡而使N2＞N1,这种状态称为粒子数反转状态。在这种情况下，受激发射跃迁占优势。光通过一段长为l的处于粒子数反转状态的激光工作物质(激活物质)后，光强增大eGl倍。G为正比于(N2-N1)的系数，称为增益系数，其大小还与激光工作物质的性质和光波频率有关。一段激活物质就是一个激光放大器。

如果，把一段激活物质放在两个互相平行的反射镜（其中至少有一个是部分透射的）构成的光学谐振腔中（图1），处于高能级的粒子会产生各种方向的自发发射。其中，非轴向传播的光波很快逸出谐振腔外：轴向传播的光波却能在腔内往返传播,当它在激光物质中传播时，光强不断增长。如果谐振腔内单程小信号增益G0l大于单程损耗δ(G0l是小信号增益系数)，则可产生自激振荡。原子的运动状态可以分为不同的能级，当原子从高能级向低能级跃迁时，会释放出相应能量的光子（所谓自发辐射）。同样的，当一个光子入射到一个能级系统并为之吸收的话，会导致原子从低能级向高能级跃迁（所谓受激吸收）；然后，部分跃迁到高能级的原子又会跃迁到低能级并释放出光子（所谓受激辐射）。这些运动不是孤立的，而往往是同时进行的。当我们创造一种条件，譬如采用适当的媒质、共振腔、足够的外部电场，受激辐射得到放大从而比受激吸收要多，那么总体而言，就会有光子射出，从而产生激光。