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Gewöhnliche Lichtquellen emittieren Licht in alle Richtungen. Damit sich das emittierte Licht in einer Richtung ausbreitet, muss eine bestimmte Kondensation vorrichtung an der Lichtquelle installiert werden. Beispiels weise sind die Scheinwerfer und Suchscheinwerfer von Automobilen mit Reflektoren mit konzentrierter Wirkung ausgestattet, so dass das abgestrahlte Licht in eine Richtung gesammelt und emittiert wird.Der LaserDer vom Laser emittierte Laser wird natürlich in einer Richtung emittiert, und die Divergenz des Strahls ist extrem gering, nur etwa 0,001 Radian, was nahe an der Parallele liegt.
Die Farbe des Lichts wird durch die Wellenlänge (oder Frequenz) des Lichts bestimmt. Bestimmte Wellenlängen entsprechen bestimmten Farben. Die Wellenlängen verteilung vonDas sichtbare LichtDas von der Sonne abgestrahlte Segment beträgt etwa 0,76 Mikrometer bis 0,4 Mikrometer, und die entsprechenden Farben reichen von Rot bis Lila, insgesamt 7 Farben, sodass Sonnenlicht nicht als monochroma tisch bezeichnet werden kann. Eine Lichtquelle, die Licht einer einzigen Farbe emittiert, wird als monochroma tische Lichtquelle bezeichnet und emittiert eine einzelne Wellenlänge des Lichts. Zum Beispiel sind Krypton lampen, Helium lampen, Neon lampen und Wasserstoff lampen monochroma tische Lichtquellen, die nur eine bestimmte Lichtfarbe emittieren. Obwohl die Wellenlänge der Lichtwellen einer monochroma tischen Lichtquelle einfach ist, gibt es immer noch einen bestimmten Verteilungs bereich. Zum Beispiel sendet die Neon lampe nur rotes Licht aus, und ihre Monochrom atizität ist sehr gut. Es ist bekannt als die Krone der Monochrom atizität. Der Wellenlängen verteilungs bereich beträgt immer noch 0,00001 Nanometer. Daher enthält das von der Neon lampe emittierte rote Licht immer noch Dutzende von rotem Licht, wenn es sorgfältig ident ifi ziert wird. Es ist ersichtlich, dass je enger das Wellenlängen verteilungs intervall der optischen Strahlung ist, desto besser die Monochromat ität.
Stimulierte Absorption (Abkürzung Absorption). Wenn ein Teilchen mit einem niedrigeren Energien iveau von der Außenwelt angeregt wird (dh es hat eine Energie austausch wechsel wirkung mit anderen Partikeln, wie z. B. eine unelastische Kollision mit einem Photon) und absorbiert Energie, geht es zu einer höheren Energie über, die dieser Energie entspricht. Hohes Energien iveau. Dieser Übergang wird als stimulierte Absorption bezeichnet.
Der angeregte Zustand, in den das Teilchen eintritt, wenn es angeregt wird, ist nicht der stabile Zustand des Teilchens. Wenn es ein niedrigeres Energien iveau gibt, das das Teilchen aufnehmen kann, auch wenn es keinen externen Effekt gibt, hat das Teilchen eine gewisse Wahrscheinlichkeit, sich spontan von einem hoch pessigen angeregten Zustand zu ändern (E2). zu einem energie armen Zustand. Übergang des ebenen Grundzustands (E1), während Photonen mit Energie (E2-E1) und Photonen frequenz v/=(E2-E1)/h ausgestrahlt werden. Dieser Strahlungs prozess wird als spontane Strahlung bezeichnet.
Im Jahr 1917wies Einstein theoretisch darauf hin, dass Partikel mit hohem Energien iveau E2 neben der spontanen Emission auch auf andere Weise zu niedrigeren Energien iveaus übergehen können. Er wies darauf hin, dass, wenn ein Photon mit einer Frequenz von v =(E2-E1)/h ein fällt, das Teilchen auch mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit induziert wird.
Vor der Erfindung des Lasers hatte die gepulste Hochspannungs-Xenon lampe die höchste Helligkeit unter künstlichen Lichtquellen, die mit der Helligkeit der Sonne vergleichbar war. während die Laser helligkeit des Rubin lasers das Zehnfache der Xenon lampe überschreiten könnte. Weil der Laser so hell ist, kann er Objekte in einiger Entfernung beleuchten. Die Beleuchtungs stärke des vom Rubin laser auf dem Mond emittierten Strahls beträgt etwa 0,02 Lux (Beleuchtungs stärke einheit), die Farbe ist hellrot und der Laser fleck ist mit bloßem Auge sichtbar. Wenn der stärkste Suchscheinwerfer verwendet wird, um den Mond zu beleuchten, beträgt die erzeugte Beleuchtung nur etwa ein Billionstel Lux, und das menschliche Auge kann sie überhaupt nicht erkennen. Der Hauptgrund für die extrem hohe Helligkeit des Lasers ist die gerichtete Lumineszenz. Eine große Anzahl von Photonen wird auf engstem Raum konzentriert und emittiert, und die Energie dichte ist natürlich extrem hoch. Das Verhältnis zwischen der Helligkeit eines Lasers und Sonnenlicht liegt in den Millionen und wurde von Menschen geschaffen.
Die Energie eines Photons wird als E = hv berechnet, wobei h die Planck sche Konstante und v die Frequenz ist. Es kannGesehen werden, dass je höher die Frequenz, desto höher die Energie. Laser frequenz bereich 3,846 × 10 ^(14)Hz bis 7,895 × 10 ^(14)Hz.
Laser haben viele andere Eigenschaften: Erstens sind Laser monochroma tisch oder mit einer Frequenz. Es gibt einige Laser, die gleichzeitig Laser mit unterschied lichen Frequenzen erzeugen können, aber diese Laser werden voneinander isoliert und separat verwendet. Zweitens ist Laserlicht kohärentes Licht. Das Merkmal des kohärenten Lichts ist, dass alle seine Lichtwellen synchron isiert sind und der gesamte Lichtstrahl wie ein "Wellen zug" ist. Auch hier ist der Laser hoch konzentriert, was bedeutet, dass er eine lange Strecke zurücklegen muss, bevor er verteilt oder konvergiert wird.
