激光的特点

激光具有哪些特点？

激光也是光，它与普通光没有本质上的区别。但激光又是一种特殊的光，与普通光相比具有方向性好、单色性好、高亮度和优异的相干性四个特点。

激光的各种应用正是基于上述特点，在这些方面目前还找不到第二种光源可与激光媲美。

（一）指点江山千里外——方向性好方向性即光束的指向性，常以a角大小来评价，a角越越小光束发散越小，方向性越好。若a角趋于零，就可近似地把它称作“平行光”。灯光、阳光等普通光是射向四面八方的，根本谈不上方向性。虽然人们可以置光源于透镜或凹面反射镜的焦点上，获得近似“平行光”，但因光源总有一定大小，镜面不可能做到绝对准确，加之镜子孔径衍射引起的发散，就是普通光中方向性最好的探照灯的光束也总有0.01弧度的发散角（1弧度=103毫弧度＝57.296度），这是普通光目前利用光学系统后方向性达到的最高水平。

由于谐振腔对光振荡方向的限制，激光只有沿腔轴方向受激辐射才能振荡放大，所以激光射束具有很高的方向性。当然，由于谐振腔反射镜对光存在衍射极限，如不采取一定措施，想使发散角为零是相当困难的。尽管如此，激光的发散角一般在毫弧度数量级，比探照灯光的发散角小10倍以上，比微波小约100倍。

激光束借助光学发射系统，a角可小到几乎是零，接近于平行光束。（二）红橙黄绿青蓝紫——单色性好从电磁波谱中，我们可以看到，对应一种颜色就有一种波长。“雨后复斜阳，彩虹架长空”，这是我们常见的自然现象，因为太阳光包含着所有可见光的波长，也就是包含着世界上所有的各种颜色，结果却成了白色。

所以，“白”光是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色光的混合。一种光所包含的波长范围越小，它的颜色就越纯，看起来就越鲜艳，通常我们把这种现象称之为单色性高。一般把波长范围小于几埃（1埃=1亿分之一厘米）的一段辐射称为单色光，发射单色光的光源称为单色光源。

和激光束的发散角是衡量光束方向性好坏的标志一样，谱线宽度则是衡量单色性优劣的标准。人们在长期生产和科学实验中，已经创造出很多单色光源，如各种霓虹灯、水银灯、钠光灯等。以往最好的单色光源是同位素氪灯86，它在低温下发出的光波长范围只有约0.005埃，室温下的谱线宽度为0.0095埃，因此它的颜色很鲜艳。激光的出现，在光的单色性上引起了一次大的飞跃。

如单色性好的氦氖激光，它的波长范围比千万分之一埃还要小，最小的已经达到一千亿分之几埃，它的单色性比普通光真不知要好多少亿倍。因此，激光是颜色最纯、色彩最鲜的光。（三）100亿倍于太阳光——亮度高简单讲亮度，是指光源在单位面积上的发光强度。它是评价光源明亮程度的重要指标。

为了生产实践的需要，光学上规定：光源在单位面积上，向某一方向的单位立体角内发射的光功率称为光源在这个方向上的亮度。在一般照明工程中，亮度单位是“熙提”。简单地讲，1熙提就是在1厘米2的单位面积上发光强度为1烛光。几种光源的亮度见表。

大家知道，电灯要比蜡烛亮得多，炭弧灯又比电灯更亮，而超高压水银灯比炭弧灯又要亮出十几倍。那么，世界上最亮的光源是什么呢？人造小太阳（长弧氙灯）的出现，它的亮度已经赶上了太阳。而高压脉冲氙灯更比太阳亮上10倍。

但在激光面前，无论是太阳、人造小太阳，还是高压脉冲氙灯，他们的亮度都算不了什么。一支功率仅为1毫瓦的氦氖激光器的亮度，比太阳约高100倍；一台巨型脉冲的固体激光器的亮度可以比太阳表面亮度高1010倍，即100亿倍。这年光源亮度上是一次何等惊人的大飞跃啊！我们可以毫不夸张地说，激光是现代最亮的光源，它的亮度是过去的一切都望尘莫及。

迄今为止，唯有氢弹爆炸瞬间的强烈闪光，才能与它相比拟。在这里我们应该值得注意的是，绝不能把激光的亮度误解为激光器所能给出的光能量，比相同时间内太阳光给出的还多。实际上这是由于激光把脉冲宽度压的很窄、光束的发散角又很小的缘故。（四）黑白相间条纹清——相干性好激光是一种相干光，这是激光这一崭新光源与普通光源最重要的区别。

那么，什么是光的相干性呢？我们不妨用水波来进行解释：当你同时向平静的湖水中投入两块石头后，它们就各自组成了一组水波。两组水波各自进行独立的传播，但又互相影响，相互干扰，这叫“波的干涉现象”。如果我们再仔细观察这两组水波相互干涉时，就会进一步发现，要是两组波峰与波峰相遇，则波浪起伏得更高；同样，如波谷与波谷相遇，则波浪凹处会变得更深。

要是一组水波的波峰与另一组水波的波谷相遇，那么波浪就将互相抵消。这种现象就称为“波的叠加现象”。波的叠加原理是：每一个波在其所到达的区域内，都独立地激发起振动，与是否同时存在其他波无关；而当两列波产生干涉，同时作用于某一点上时，则该点的振动等于每列波单独作用时所引起的振动的代数和。我们把能够产生干涉现象的两列波称为“干涉波”。

发出相干波的波源称为“相干波源”。不过需要指出，上述四个特点是笼统地就激光在其整体上与普通光相比较而言的。其实，在实际应用中无需对四个特性都提出很高的要求。

例如：全息照相的主要要求是单色性和相干性好；激光通信主要要求是方向性、单色性和相干性好；激光测距主要要求是方向性好和高亮度；激光武器主要要求则是高亮度和方向性好等等。应用目的不同，就应选用或研制不同特点的激光器。。

激光有什么特点？

激光的亮度极强，是当今世界上最亮的人造光源。激光的方向性极好，发射角极小，几乎只沿着一个方向传播，所以激光能射得很远。

它从地球射到月球40万公里的路程其光斑直径不超过两百米，这是其他光源绝对无法比拟的。

由于激光具备上述特点，它的用途十分广泛。激光在工业上可以作为热源对各种材料进行切割、钻孔等一系列处理。还能对长度、转速等进行精确测量。激光雷达还可以测量云层厚度和监测大气污染。

在医学上，激光作为手术刀在眼科治疗、肿瘤切除方面得到了广泛的应用。军事领域更是激光大显身手的舞台，当今最闻名的激光武器就要数激光制导炸弹了。第一代激光制导炸弹名叫“宝石风暴激光制导子母弹”。

炸弹上的“寻的头”可自动跟踪目标指示器射向目标并反射回来的激光束，炸弹通过追踪激光束精确攻击预定目标。第二代激光制导炸弹改进了制导和控制，并增大了导弹的航程。现在，激光制导炸弹已发展到第三代——“宝石路”激光制导炸弹，射程更远、精度更高、低空远距攻击能力更强。

海湾战争中，激光制导炸弹大显神威，导弹像长了眼睛，准确击中各类目标，有的甚至钻入建筑物的门窗、通风口摧毁整个目标。当然，激光在军事领域的应用决不只是“制导”。随着激光集注的发展，激光测距、激光雷达、邀光制导炸弹导弹、激光眩目致盲武器早已引起人们的极大关注。

军事专家认为，未来空间、星际战争的主要武器都是激光武器。不要多久，科幻电影中和其他作品中所描述的场景，就会变成人类生活中的现实。当然，激光最伟大的功绩还是为现代通讯技术打开了一条广阔的道路，它无愧为“现代化通讯员”的称号。

激光的特点是什么？

简单地说，激光也是一种光。它与普通光，如太阳光、灯光一样也是一种电磁波。

但是激光产生的方法与普通光不同，它是物质“受激”而产生的光。

激光是原子受激发射而辐射的一种光。激光是一种新型的光源，它和普通光源的区别在于发光的微观机制不同。普通光源的发光是以自发辐射为主，各个发光中心发出的光波无论方向、位相或者偏振态都各不相同。激光的发光则是以受激辐射为主，各个发光中心发出的光波都具有相同的频率、方向、偏振态和严格的位相关系。

由于这些差别，激光具有强度高，单色性好、相干性好和方向性好等几个特点。激光的亮度是高压氙灯亮度的37亿倍。激光领域是光频电子的范畴。

激光器的出现，提供了光频波段的电磁振荡源。今天无线电子学概念、理论和技术原则上都可以延伸到光频波段。电子学进入了一个新的天地。

电子学和光学之间鸿沟已经不复存在。光学本来是一门古老的物理学，而今由于激光的发现和应用，崛起了前途无量的光电子学。激光在过去书中按英文译音为“莱塞”，意思是“光受激发射器”，1964年以后统称为“激光”。

在一些介绍激光的书刊中还常提及一个技术名词叫做“简并度”，这是区别激光与普通光的一个技术指标。激光的简并度高达1017，而一般普通光线的简并度仅为千分之一。从电子技术角度看简并度低的光只是一片噪音，从光学角度看高简并度的光是具有高亮度的单色光。

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