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什么是激光技术(激光技术的工作原理及应用领域)

什么是激光技术(激光技术的工作原理及应用领域)

一、什么是激光技术?激光是一种原本在自然界不存在的光,受激发射出来的光方向性好、亮度高、单色性好、相干性好。物理学家将激光产生的机理追溯到爱因斯坦在1917年解释黑体辐射定律时提出的假说,即光的吸收和发射可以经历三个基本过程:受激吸收、受激辐射和自发辐射。

《激光技术》是经国家科技部(原国家科委)批准,在国内外公开发行的学术刊物。它是中国无线电电子学、电信技术和物理学的中文核心期刊,属于国家级科技期刊。本刊密切跟踪国内外高技术的进步和开拓性新领域的发展,主要报道国内外激光相关光学、电子学新材料、新工艺、新技术、新元件、新工程应用等不同发展时期的创新性学术论文和创新性总结文章。

二、激光技术特点1)强光束,指向性极佳——准直、测距、切割、医学、武器、核聚变研究等。

2)具有优异相干性的光束-精确厚度测量、角度测量、全息摄影等。

3)高分辨率激光光谱是一种单色性好、频率可调的光束,用于研究原子和分子结构。

4、超强和超快激光脉冲-时间分辨和超快过程激光光谱学。

激光技术的工作原理三、科学家利用光或电流的能量撞击电子管中晶体或原子的一些可激发物质,使原子的电子达到激发的高能态。当这些电子回到平静的低能状态时,原子会发射光子,释放多余的能量。然后,这些释放出来的光子会撞击其他原子,激发更多的原子产生光子,引发一系列的“连锁反应”,这些光子都向同一个方向运动,形成某个方向的强烈而集中的光;所以,强激光甚至可以用来切割钢板!

四、哪个国家的激光技术最好?就技术而言,美国是最先进的,也是激光技术应用最广泛的,包括航空、军事、医疗,投入大,应用广。

:激光技术的应用1。激光技术在生活中的应用1)激光打印机

激光打印机由激光器、声光调制器、高频驱动器、扫描仪、同步器和光偏转器组成。它的作用是将接口电路发出的二进制点阵信息调制在激光束上,然后在感光器上扫描。感光器和照相机构构成电子照相转印系统,将拍摄在感光鼓上的文字图像转印到打印纸上。

2)激光切割

激光切割是利用聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射材料快速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点。同时,与光束同轴的高速气流吹走熔化的材料,从而切割工件。激光切割的应用(1)大多数激光切割机是由数控程序控制的,或者做成切割机器人;(2)在汽车制造领域,车顶窗等空间曲线的切割技术得到了广泛应用;(3)激光切割成型技术也广泛应用于非金属材料领域。

3)舞台灯光

舞台灯光也称为“舞台灯光”或简称“灯光”。舞台美术造型的手段之一。使用舞台灯光设备(如照明设备、幻灯片、控制系统等。)和技术手段,随着剧情的发展,展示环境,渲染气氛,突出中心人物,营造舞台空间感和时代感,塑造舞台表演的外在形象,提供必要的灯光效果(如风、雨、云、水、闪电)。

4)激光标记

激光打标是一种利用高能量密度激光局部照射工件,使表面材料汽化或变色,从而留下永久性标记的打标方法。激光打标可以打印各种字符、符号和图案,字符的大小可以从毫米到微米,对产品的防伪具有特殊的意义。

激光打标的基本原理是由激光发生器产生高能连续激光束。当激光作用于打印材料时,基态的原子会跃迁到更高能态。处于较高能态的原子是不稳定的,很快就会回到基态。当原子回到基态时,会以光子或量子的形式释放出额外的能量,由光能转化为热能,使表面物质瞬间熔化甚至气化,从而形成图形痕迹。

5)激光鼠标

激光鼠标,又称激光鼠标。也可以说是特殊的光学鼠标,核心部件也是四个部分。最大的区别就是把原来的红色LED换成了激光镭射。众所周知,激光和普通光最大的区别在于激光的聚光。激光器发出的一束光向四周散射,而不是普通光学LED发出的光。因为激光的聚光,对应的光当然比普通光强很多。当它接触到界面时,一束光将被完全折射并反射到鼠标的传感器上。

2.激光技术在医疗中的应用。激光是一种方向性强、单色性好、集中度高的相干光束。它可以被透镜聚焦成一个很小的光斑,光斑上的能量密度很高,可以在几微秒或几毫秒内动作。激光光斑聚焦后,其直径可达几十微米,因此在治疗时可以准确选择病变部位。激光以其独特的优越性能解决了传统医学中的许多难题。激光治疗最早用于眼科,如视网膜脱离、眼底血管等。

3.激光技术在工业领域的应用激光有三个优点:单色性、相干性和平行性。将其应用于材料加工,形成一个新的加工业——激光工业。激光具有良好的空间可控性和时间可控性,对加工对象的材料、形状、尺寸和加工环境有很大的自由度。结合计算机数控技术,可形成高效的自动化加工设备。广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等重要部门,在提高劳动生产率、产品质量、自动化、无污染、降低材料消耗等方面发挥着重要作用。经过不断的研究和发展,激光已广泛应用于切割、焊接、表面工程技术、非金属材料和硬质合金加工等领域。

4.激光技术在物种育种中的应用激光具有高亮度、高单色性、高方向性和高相干性等一系列特点。用它辐照作物种子,可引起基因突变和染色体畸变。选择合理的激光波长、剂量和照射时间,可以诱导植物矮化,提高抗虫性,早熟,增加产量。随着国内外激光技术的快速发展和研究水平的不断深入,激光诱变技术在作物诱变育种和品种改良的生产实践中得到了广泛的推广和应用。

5.激光技术在全息摄影中的应用激光全息摄影是两步成像摄像技术,获得的信息是三维信息。随着互联网、宽带综合业务数字网和多媒体通信的快速发展,对光通信系统的传输速率和带宽的要求越来越高。波分复用(WDM)、光码分多址(OCDMA)、全光交换等新技术和新概念的出现,对光电子器件提出了越来越高的要求。全息技术因其自身的特点,正在为光通信器件的研究和发展提出新的思路和方法,逐渐引起人们的重视。因此,激光全息技术的发展可以开拓巨大的应用市场,激光全息技术的应用领域应该不断拓宽

激光雷达是一种发射激光束来探测目标位置和速度的雷达系统。在工作原理上,它与微波雷达并无本质区别:它向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,经过适当的处理,就可以获得目标的相关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。

以激光为发射光源和光电探测技术的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术相结合的先进探测手段。它由发射系统、接收系统和信息处理系统组成。传输系统由各种激光器组成,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器、波长可调的固体激光器和光学扩束单元。接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多探测器器件等。激光雷达采用脉冲或连续波,探测方式根据探测原理的不同可分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。

2)自由空间光通信技术

自由空间光通信(FsO)也称为无线光通信。这是一种以激光(MHz)为载体,以自由空间为传输介质的新型通信技术。自由空间光通信系统一般包括三个基本部分:发射机、信道和接收机。在点对点传输的情况下,每端配备一个光发射机和一个光接收机,可以实现全双工通信。

3)蓝绿激光潜艇通信

早在20世纪70年代初,美国海军就开始利用这种所谓的海水蓝绿色“窗口”来开辟潜艇通信的新途径。据报道,一些重大技术难点已完全解决,应用前景乐观,但在实施中仍存在一些问题。蓝绿激光对潜通信是指利用海水低损耗窗口波长的蓝绿激光,通过卫星或飞机在深水中与潜艇进行通信,包括水面舰艇与潜艇之间的通信。

标签:激光技术系统


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