激光

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定义:激光装置产生的光。

激光是激光器产生的光。激光具有一些很特殊的性质,将它去其它光区分开:

  1. 激光通常以激光光束的形式传播,即它在一个特定的方向上传播且光束发散角适中。激光光束具有很高的空间相干性。这表示电场在不同位置处的相位关系是确定的。这也是激光光束传输很长距离后,横向并没有扩展很多的原因,同时也解释了它为什么可以聚焦为一个很小的点(激光光束的强聚焦性能)。
  2. 在很多情况下,激光光束也具有很高的时间相干性,等价于相干长度很长。这表示在相对长时间间隔内,或者说在很长的传播距离内,或者振荡周期数很大时,光束可以保持固定的相位关系。
  3. 大的时间相干性可由长的相干时间相干长度来表征,与光束的窄光谱带宽(或线宽)有关。(这里不考虑复杂的超短脉冲列的情况,脉冲列的光学带宽很大,也具有很高的相干性,可参阅词条相干得到更多细节。)对于可见光的激光光束,代表该光束具有某一特定的纯色,例如,红色绿色或者蓝色,而不是白色或者洋红。有些激光器可以在一定程度上进行波长调谐(例如,染料激光器)。长的相干时间容易形成激光斑纹,在激光光束射向金属表面时可以观察到。
  4. 大多数情况下,激光都是线偏振的。即电场在某一特定空间方向振荡(参阅激光辐射偏振)。

激光还具有其它显著的特性:

  1. 激光有些是可见的,但是大多数激光处于其它非可见光光谱区域,尤其是近红外区域,这时人眼是察觉不到的。
  2. 激光并不总是连续的,但是会以短脉冲或者超短脉冲的形式传输。因此,峰值功率非常高(有些被放大的激光器系统功率可以大于1 TW (1012 W)),因此当脉冲时间源小于脉冲之间的时间间隔时,脉冲能量可以很大。
  3. 激光器的噪声特性也很丰富(参阅激光器噪声)。例如,激光器的振荡频率能够稳定到很窄的光谱范围。

白炽灯发的光部分是可见光,部分是红外线,光谱带宽很高,不能被紧聚焦(由于空间相干性很低),因此不能以短脉冲的形式产生。

激光会产生显著伤害,尤其是对人眼,还会对皮肤造成伤害,以及火灾等。激光脉冲通常很危险,因为激光的光强非常高,激光光束的不可见也增加了风险。参阅词条激光安全得到更多细节。


参阅:激光器激光光束相干斑纹脉冲激光安全激光器噪声激光辐射偏振