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激光的四个基本特性—高亮度

作者: 来源: 日期:2015/9/8 16:14:25

  前面小编已经给大家讲解过了,激光打的四个基本特性的,高方向性、单色性和相干性。今天要讲的是高亮度。但这些知识不要求大家掌握,因为这都是低层东西,跟激光打标机的日常标识工作关系不大。

 

  亮度表征光源的明亮程度。光源的单色亮度定义为光源在单位面积、单位频带宽度和单位立体角内发射的光功率,即

 

  Βν=P/(ΔSΔνΔΩ ) (1-6)

  式中,P为光功率;ΔS为发光表面的面积;Δv为频带宽度ΔΩ为立体角;Βν的单位为W/(cm2*sr*Hz)。

 

  普通光源如太阳、日光灯等的发散角都很大(通常在4丌立体角内传播),光谱范围很宽,能量分散,所以,尽管某些光源如太阳发出的光总功率很高,但单色亮度仍很小,太阳辐射在波长500nm附近的单色亮度B。≈2.6×l0-'2W/ (C1_1'12.sr.Hz)。

 

  激光的高方向性、单色性等特点,决定了它具有极高的单色定向亮度。一般气体激光器的单色亮度B。一10_2~102W/(C1_112.sr.Hz),固体激光器的单色亮度B。一10~103W/(cm2.sr.Hz),调Q大功率激光器的单色亮度B。一104~107 W/( CIl_12.sr.Hz),都比太阳表面的单色亮度高出几亿倍。

 

  具有高亮度的激光束经透镜聚焦后,能产生数千度乃至上万度的高温,这就使其可能加工几乎所有的材料,甚至可以用来引发热核聚变。

 

  从以上讨论可以看出,激光的4大特性之间不是相互独立的,丽是相互联系的。此外,由以上4种特性也决定了激光具有其他许多显著特点。如激光是超稳定的光,频率稳定度比电波高出15个数量级;激光可以产生超短光脉冲,超短光脉冲持续的时间最短可达4. 5fs(lfs一10-13 s);激光是超高强度的光,通过激光放大器放大超短脉冲光,能够产生太瓦(lTW—1017 W)级的激光,原子在这样的高强度光的作用下,很容易激发、加热、加速,因此可以作为激光核聚变、等离子体物理、高能物理等领域的新的研究手段;激光具有明显的光压效应,可利用

 

  激光辐射所产生的力来移动或俘获细胞、病毒、细菌等微小粒子;此外,激光还可以直接进行高速调制,调制速度可高达几万兆赫兹,特别适合信息领域的需要。

 

  但应注意,对某一个具体的激光器而言,不可能同时具备所有这些特点,如脉冲CO2激光打标机的脉冲宽度tp和激光谱线宽度△V之间具有关系为:tp一击。可见,对于脉冲工作的CO2激光打标机,单色性并不是优点。实际应用中,无需对所有特性都提出很高的要求,应根据不同的应用目的,选用或研制不同特点的激光器。

 

 

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