❶ 怎樣製造出激光
意思是「受激輻射的光放大」。激光的英文全名已完全表達了製造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學家錢學森建議將「光受激發射」改稱「激光」。
激光是20世紀以來,繼原子能、計算機、半導體之後,人類的又一重大發明,被稱為「最快的刀」、「最準的尺」、「最亮的光」和「奇異的激光」。它的亮度為太陽光的50億倍。它的原理早在 1916 年已被著名的物理學家愛因斯坦發現,但要直到 1958 年激光才被首次成功製造。激光是在有理論准備和生產實踐 迫切需要的背景下應運而生的,它一問世,就獲得了異乎尋常的飛快發展,激光的發展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生,而且導致整個一門新興產業的 出現。激光可使人們有效地利用前所未有的先進方法和手段,去獲得空前的效益和成果,從而促進了生產力的發展。 激光產生編輯本段 若原子或分子等微觀粒子具有高能級E2和低能級E1,E2和E1能級上的布居數密度為N2和N1,在兩能級間存在著自發發射躍遷、受激發射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發射躍遷所產生的受激發射光,與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方向。因此,大量粒子在同一相干輻射場激發下產生的受激發射光是相乾的。受激發射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比於入射輻射場的單色能量密度。當兩個能級的統計權重相等時,兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下N2<N1,所以受激吸收躍遷占優勢,光通過物質時通常因受激吸收而衰減。外界能量的激勵可以破壞熱平衡而使N2>N1,這種狀態稱為粒子數反轉狀態。在這種情況下,受激發射躍遷占優勢。光通過一段長為l的處於粒子數反轉狀態的激光工作物質(激活物質)後,光強增大eGl倍。G為正比於(N2-N1)的系數,稱為增益系數,其大小還與激光工作物質的性質和光波頻率有關。一段激活物質就是一個激光放大器。
如果,把一段激活物質放在兩個互相平行的反射鏡(其中至少有一個是部分透射的)構成的光學諧振腔中(圖1),處於高能級的粒子會產生各種方向的自發發射。其中,非軸向傳播的光波很快逸出諧振腔外:軸向傳播的光波卻能在腔內往返傳播,當它在激光物質中傳播時,光強不斷增長。如果諧振腔內單程小信號增益G0l大於單程損耗δ(G0l是小信號增益系數),則可產生自激振盪。原子的運動狀態可以分為不同的能級,當原子從高能級向低能級躍遷時,會釋放出相應能量的光子(所謂自發輻射)。同樣的,當一個光子入射到一個能級系統並為之吸收的話,會導致原子從低能級向高能級躍遷(所謂受激吸收);然後,部分躍遷到高能級的原子又會躍遷到低能級並釋放出光子(所謂受激輻射)。這些運動不是孤立的,而往往是同時進行的。當我們創造一種條件,譬如採用適當的媒質、共振腔、足夠的外部電場,受激輻射得到放大從而比受激吸收要多,那麼總體而言,就會有光子射出,從而產生激光。
❷ 為尋找清潔能源用激光創造微型太陽
【閱讀檢測】
1.本文說明的對象是什麼?請選擇。
A.核聚變能 B.清潔能源 C.激光 D.微型太陽
2.①段中的黑體詞「可能」能省略嗎?為什麼?
3.⑤段中有一處標點用錯了,請仔細找出來,並改正。
4.核聚變能有何特點?
5.從文中的信息看,實現核聚變的途徑有哪些?
6.參照⑨段中對於核聚變的解釋,請給核裂變下個定義。
7.請你談談對「新型能源」有哪些認識和看法,及其奇思妙想。
【參考答案】
1.A 2.不能,「可能」表推測,去掉後就成了肯定,說得就太絕對了。不符合說明文語言准確性的要求。3.將「冒號」改為「逗號」。4.無碳、無限、安全可靠 5.兩種:通過激光實現和通過磁場實現。6.核裂變是通過一定的條件將一個原子核分裂成兩個或更多質量較小的原子核,並釋放出大量能量的過程。7.略
❸ 激光誰發明的,怎麼發明的
1960年5月15日,美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為回0.6943微米的激光,這是人類有答史以來獲得的第一束激光,梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領域的科學家。
激光的理論基礎起源於物理學家愛因斯坦,1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術理論『光與物質相互作用。這一理論是說在組成物質的原子中,有不同數量的粒子(電子)分布在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發。
會從高能級跳到(躍遷)到低能級上,這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做「受激輻射的光放大」,簡稱激光。
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激光在工業上,也應用極為廣泛,因為激光在激光束聚焦在材料表面的時候能夠使材料熔化,使激光束與材料沿一定軌跡作相對運動,從而形成一定形狀的切縫。七十年代後,為了改善和提高火焰切割的切口質量,又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。在工業生產中有一定的適用范圍。
激光玻璃是一種以玻璃為基質的固體激光材料。它廣泛應用於各類型固體激光光器中,並成為高功率和高能量激光器的主要激光材料。
❹ 激光是誰發明的
激光器的發明是20世紀科學技術的一項重大成就。它使人們終於有能力駕駛尺度極小、數量極大、運動極混亂的分子和原子的發光過程,從而獲得產生、放大相乾的紅外線、可見光線和紫外線(以至X射線和γ射線)的能力。激光科學技術的興起使人類對光的認識和利用達到了一個嶄新的水平。 激光器的誕生史大致可以分為幾個階段,其中1916年愛因斯坦提出的受激輻射概念是其重要的理論基礎。這一理論指出,處於高能態的物質粒子受到一個能量等於兩個能級之間能量差的光子的作用,將轉變到低能態,並產生第二個光子,同第一個光子同時發射出來,這就是受激輻射。這種輻射輸出的光獲得了放大,而且是相干光,即如多個光子的發射方向、頻率、位相、偏振完全相同。 此後,量子力學的建立和發展使人們對物質的微觀結構及運動規律有了更深入的認識,微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明,這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論,為激光器的產生進一步奠定了理論基礎。20世紀40年代末,量子電子學誕生後,被很快應用於研究電磁輻射與各種微觀粒子系統的相互作用,並研製出許多相應的器件。這些科學理論和技術的快速發展都為激光器的發明創造了條件。 如果一個系統中處於高能態的粒子數多於低能態的粒子數,就出現了粒子數的反轉狀態。那麼只要有一個光子引發,就會迫使一個處於高能態的原子受激輻射出一個與之相同的光子,這兩個光子又會引發其他原子受激輻射,這樣就實現了光的放大;如果加上適當的諧振腔的反饋作用便形成光振盪,從而發射出激光。這就是激光器的工作原理。1951年,美國物理學家珀塞爾和龐德在實驗中成功地造成了粒子數反轉,並獲得了每秒50千赫的受激輻射。稍後,美國物理學家查爾斯·湯斯以及蘇聯物理學家馬索夫和普羅霍洛夫先後提出了利用原子和分子的受激輻射原理來產生和放大微波的設計。 然而上述的微波波譜學理論和實驗研究大都屬於「純科學」,對於激光器到底能否研製成功,在當時還是很渺茫的。 但科學家的努力終究有了結果。1954年,前面提到的美國物理學家湯斯終於製成了第一台氨分子束微波激射器,成功地開創了利用分子和原子體系作為微波輻射相干放大器或振盪器的先例。 湯斯等人研製的微波激射器只產生了1.25厘米波長的微波,功率很小。生產和科技不斷發展的需要推動科學家們去探索新的發光機理,以產生新的性能優異的光源。1958年,湯斯與姐夫阿瑟·肖洛將微波激射器與光學、光譜學的理論知識結合起來,提出了採用開式諧振腔的關鍵性建議,並預防了激光的相乾性、方向性、線寬和噪音等性質。同期,巴索夫和普羅霍洛夫等人也提出了實現受激輻射光放大的原理性方案。 此後,世界上許多實驗室都被捲入了一場激烈的研製競賽,看誰能成功製造並運轉世界上第一台激光器。 1960年,美國物理學家西奧多·梅曼在佛羅里達州邁阿密的研究實驗室里,勉強贏得了這場世界范圍內的研製競賽。他用一個高強閃光燈管來刺激在紅寶石水晶里的鉻原子,從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱,當它射向某一點時,可使這一點達到比太陽還高的溫度。 「梅曼設計」引起了科學界的震驚和懷疑,因為科學家們一直在注視和期待著的是氦氖激光器。 盡管梅曼是第一個將激光引入實用領域的科學家,但在法庭上,關於到底是誰發明了這項技術的爭論,曾一度引起很大爭議。競爭者之一就是「激光」(「受激輻射式光頻放大器」的縮略詞)一詞的發明者戈登·古爾德。他在1957年攻讀哥倫比亞大學博士學位時提出了這個詞。與此同時,微波激射器的發明者湯斯與肖洛也發展了有關激光的概念。經法庭最終判決,湯斯因研究的書面工作早於古爾德9個月而成為勝者。不過梅曼的激光器的發明權卻未受到動搖。 1960年12月,出生於伊朗的美國科學家賈萬率人終於成功地製造並運轉了全世界第一台氣體激光器——氦氖激光器。1962年,有三組科學家幾乎同時發明了半導體激光器。1966年,科學家們又研製成了波長可在一段范圍內連續調節的有機染料激光器。此外,還有輸出能量大、功率高,而且不依賴電網的化學激光器等紛紛問世。 由於激光器具備的種種突出特點,因而被很快運用於工業、農業、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫療、軍事等各方面,並在許多領域引起了革命性的突破。比如,人們利用激光集中而極高的能量,可以對各種材料進行加工,能夠做到在一個針頭上鑽200個孔;激光作為一種在生物機體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應的手段,已在醫療、農業的實際應用上取得了良好效果;在通信領域,一條用激光柱傳送信號的光導電纜,可以攜帶相當於2萬根電話銅線所攜帶的信息量;激光在軍事上除用於通信、夜視、預警、測距等方面外,多種激光武器和激光制導武器也已經投入實用。 今後,隨著人類對激光技術的進一步研究和發展,激光器的性能和成本將進一步降低,但是它的應用范圍卻還將繼續擴大,並將發揮出越來越巨大的作用。
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❻ 激光的創造有什麼偉大意義
激光的原理早在1916年已被著名的物理學家愛因斯坦發現,但是直到1958年激光才被首次成功製造。激光是在有理論准備和生產實踐迫切需要的背景下應運而生的,它一問世,就獲得了異乎尋常的飛快發展,激光的發展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生,而且在科學技術領域內的應用前景更是不可限量。激光對自然科學領域的滲透和影響,促進了各個學科的發展,並促成許多新學科的形成。可以說,激光技術是現代科學技術中最為活躍的領域之一。
❼ 激光是誰發明的、用干什麼
激光的理論基礎起源於物理學家愛因斯坦,1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術理論『光與物質相互作用』。1960年7月7日,西奧多·梅曼宣布世界上第一台激光器誕生。前蘇聯科學家尼古拉·巴索夫於1960年發明了半導體激光器。
激光應用領域
激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源,識別物體等的一門技術,傳統應用最大的領域為激光加工技術。
激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術,傳統上看,它的研究范圍一般可分為
1.激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統。
2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微雕等各種加工工藝。
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激光發展前景
激光功率已不足以描述切割能力的大小,亮度(Brightness)才是。亮度的定義是「單位面積單位立體角的激光功率」。
對比CO2激光器、碟片激光器和光纖激光器,可以得出這樣的結論:直到5千瓦,以光纖激光的亮度最大,切割金屬板最快最厚的當屬光纖激光。
但實際上切割厚板尚不如CO2激光,盡管碳鋼對近紅外的1.07摻鐿光纖激光的吸收率數倍於中紅外10.6的CO2激光,但10倍於光纖激光波長的CO2激光之切縫比光纖的寬得多(一般2mm),氧氣易於吹入。
這就是CO2激光46年來一直獨占固體激光之鰲頭的緣由。第一,國產激光切割機的量產與自主開發力度的加大,外國一線公司在華本土化的生產,縮小了二者的產品差距與價格差距。用戶對國產機的認同度不斷提高,其在2010年國內市場的佔比高達80%。
第二,2010年我國千瓦以上大功率CO2激光切割機銷量達1000台,佔全球市場的20%-25%。上海團結普瑞瑪、大族激光、武漢法利萊、奔騰楚天等一線廠商都有大幅的增長。最多一家竟佔了國內市場的30%。
❽ 誰發明了激光
激光器的誕生史大致可以分為幾個階段,其中1916年愛因斯坦提出的受激輻射概念是其重要的理論基礎。這一理論指出,處於高能態的物質粒子受到一個能量等於兩個能級之間能量差的光子的作用,將轉變到低能態,並產生第二個光子,同第一個光子同時發射出來,這就是受激輻射。這種輻射輸出的光獲得了放大,而且是相干光,即如多個光子的發射方向、頻率、位相、偏振完全相同。 此後,量子力學的建立和發展使人們對物質的微觀結構及運動規律有了更深入的認識,微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明,這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論,為激光器的產生進一步奠定了理論基礎。20世紀40年代末,量子電子學誕生後,被很快應用於研究電磁輻射與各種微觀粒子系統的相互作用,並研製出許多相應的器件。這些科學理論和技術的快速發展都為激光器的發明創造了條件。 如果一個系統中處於高能態的粒子數多於低能態的粒子數,就出現了粒子數的反轉狀態。那麼只要有一個光子引發,就會迫使一個處於高能態的原子受激輻射出一個與之相同的光子,這兩個光子又會引發其他原子受激輻射,這樣就實現了光的放大;如果加上適當的諧振腔的反饋作用便形成光振盪,從而發射出激光。這就是激光器的工作原理。1951年,美國物理學家珀塞爾和龐德在實驗中成功地造成了粒子數反轉,並獲得了每秒50千赫的受激輻射。稍後,美國物理學家查爾斯·湯斯以及蘇聯物理學家馬索夫和普羅霍洛夫先後提出了利用原子和分子的受激輻射原理來產生和放大微波的設計。 然而上述的微波波譜學理論和實驗研究大都屬於「純科學」,對於激光器到底能否研製成功,在當時還是很渺茫的。 但科學家的努力終究有了結果。1954年,前面提到的美國物理學家湯斯終於製成了第一台氨分子束微波激射器,成功地開創了利用分子和原子體系作為微波輻射相干放大器或振盪器的先例。 湯斯等人研製的微波激射器只產生了1.25厘米波長的微波,功率很小。生產和科技不斷發展的需要推動科學家們去探索新的發光機理,以產生新的性能優異的光源。1958年,湯斯與姐夫阿瑟·肖洛將微波激射器與光學、光譜學的理論知識結合起來,提出了採用開式諧振腔的關鍵性建議,並預防了激光的相乾性、方向性、線寬和噪音等性質。同期,巴索夫和普羅霍洛夫等人也提出了實現受激輻射光放大的原理性方案。 此後,世界上許多實驗室都被捲入了一場激烈的研製競賽,看誰能成功製造並運轉世界上第一台激光器。 1960年,美國物理學家西奧多·梅曼在佛羅里達州邁阿密的研究實驗室里,勉強贏得了這場世界范圍內的研製競賽。他用一個高強閃光燈管來刺激在紅寶石水晶里的鉻原子,從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱,當它射向某一點時,可使這一點達到比太陽還高的溫度。 「梅曼設計」引起了科學界的震驚和懷疑,因為科學家們一直在注視和期待著的是氦氖激光器。 盡管梅曼是第一個將激光引入實用領域的科學家,但在法庭上,關於到底是誰發明了這項技術的爭論,曾一度引起很大爭議。競爭者之一就是「激光」(「受激輻射式光頻放大器」的縮略詞)一詞的發明者戈登·古爾德。他在1957年攻讀哥倫比亞大學博士學位時提出了這個詞。與此同時,微波激射器的發明者湯斯與肖洛也發展了有關激光的概念。經法庭最終判決,湯斯因研究的書面工作早於古爾德9個月而成為勝者。不過梅曼的激光器的發明權卻未受到動搖。 1960年12月,出生於伊朗的美國科學家賈萬率人終於成功地製造並運轉了全世界第一台氣體激光器——氦氖激光器。1962年,有三組科學家幾乎同時發明了半導體激光器。1966年,科學家們又研製成了波長可在一段范圍內連續調節的有機染料激光器。此外,還有輸出能量大、功率高,而且不依賴電網的化學激光器等紛紛問世。 由於激光器具備的種種突出特點,因而被很快運用於工業、農業、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫療、軍事等各方面,並在許多領域引起了革命性的突破。比如,人們利用激光集中而極高的能量,可以對各種材料進行加工,能夠做到在一個針頭上鑽200個孔;激光作為一種在生物機體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應的手段,已在醫療、農業的實際應用上取得了良好效果;在通信領域,一條用激光柱傳送信號的光導電纜,可以攜帶相當於2萬根電話銅線所攜帶的信息量;激光在軍事上除用於通信、夜視、預警、測距等方面外,多種激光武器和激光制導武器也已經投入實用。 今後,隨著人類對激光技術的進一步研究和發展,激光器的性能和成本將進一步降低,但是它的應用范圍卻還將繼續擴大,並將發揮出越來越巨大的作用。 轉自 http://wenwen.soso.com/z/q77875732.htm
❾ 創新激光發生器
我們特域冷水機大部分都是配置在二氧化碳激光發生器的冷卻使用上,在我們的客戶中,二氧化碳激光發生器大致有三種:
1.二氧化碳激光玻璃管
2.二氧化碳激光金屬管(射頻管)
3.大功率二氧化碳激光發生器--軸快流
❿ 如何創造強大的激光能量
能量大就是功率密度高,要做到這樣的效果的話,基本就是激光器本身功率大,聚焦光斑小