激光是如何产生的

如题所述

激光的产生是光与物质的相互作用,实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子,同时改变自身运动状况的表现。

微观粒子都具有特定的一套能级(通常这些能级是分立的)。任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态(或者简单地表述为处在某一个能级上)。与光子相互作用时,粒子从一个能级跃迁到另一个能级,并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E,频率为ν=△E/h(h为普朗克常量)。

1.受激吸收(简称吸收)

处于较低能级的粒子在受到外界的激发(即与其他的粒子发生了有能量交换的相互作用,如与光子发生非弹 性碰撞),吸收了能量时,跃迁到与此能量相对应的较高能级。这种跃迁称为受激吸收。

2.自发辐射

粒子受到激发而进入的激发态,不是粒子的稳定状态,如存在着可以接纳粒子的较低能级,即使没有外界作用,粒子也有一定的概率,自发地从高能级激发态(E2)向低能级基态(E1)跃迁,同时辐射出能量为(E2-E1)的光子,光子频率 ν=(E2-E1)/h。这种辐射过程称为自发辐射。众多原子以自发辐射发出的光,不具有相位、偏振态、传播方向上的一致,是物理上所说的非相干光。

3.受激辐射

激光 1917年爱因斯坦从理论上指出:除自发辐射外,处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为 ν=(E2-E1)/h的光子入射时,也会引发粒子以一定的概率,迅速地从能级E2跃迁到能级E1,同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,这个过程称为受激辐射。

可以设想,如果大量原子处在高能级E2上,当有一个频率 ν=(E2-E1)/h的光子入射,从而激励E2上的原子产生受激辐射,得到两个特征完全相同的光子,这两个光子再激励E2能级上原子,又使其产生受激辐射,可得到四个特征相同的光子,这意味着原来的光信号被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。

拓展资料

     激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。原子受激辐射的光,故名“激光”。

光是原子中的电子吸收能量后,从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级,回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光,就是被引诱(激发)出来的光子队列,这光子队列中的光子们,光学特性一样,步调极其一致。打个比方就是,普通光源,比如电灯泡发出来的光子各不同,而且会各个方向乱跑,很不团结,但是激光中的光子们则是心往一处想,劲往一处使,这导致它们所向披靡,威力很大。

激光应用很广泛,主要有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等等。

参考资料来源:百度百科:激光

温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  推荐于2017-12-15
激光是光学原理的一种应用,但是究竟要怎么样才能从普通的光线变成激光?这就得先了解原子发光的原理。一个原子从高能阶降到低能阶时,会放出一个光子,叫做自发放光。原子在高能阶时受到一个光子的撞击,就会受激而放出另外一个相同的光子,变成两个光子,叫做受激放光。如果受激放光的过程持续产生,则所发出来的光子便会越来越多。只要我们把高能阶的原子数量控制在高于低能阶的原子数量,那么受激放光的过程就会持续产生,这种控制原子受激放光的装置我们称它为“光放大器”。

我们也知道,光线发射出去时是以光速朝各个方向前进的,为了让产生的光线能够被收集起来并持续放大加以利用,则必须利用叫做「共振腔」的设备,把由光放大器所产生的光线用反射镜局限在一个特定的范围内,让光线可以来回反射,且由于光放大器所产生的光子是相同的,所以行进的方向也会相当一致。透过共振腔的作用,能让光线行进的方向完全相同,也就是说拥有跟共振腔相同方向的光线才会被放大,其余不同方向的光线都不会放大,这是产生激光的首要条件。

共振腔还有另外一个作用,那就是限制激光的频率。光线要在共振腔产生共振必须符合 L = nλ/2 的关系(L 是共振腔长度,λ 是波长,n 是固定倍数),所以并非所有频率的光线都可以在共振腔中产生共振,而是只有符合这规则的才会产生共振。不过,共振腔的长度(L)可以长达数公尺,而光的波长(λ)却是以微米为单位,这两者之间相差了 100 万倍,也就是说符合条件的 n 范围相当大,而非只有单一频率。可以同时发出这么多频率的光,就给了我们建造脉冲激光的条件。

激光入门知识 http://33tt.com/article/2004-03/17.htm
参考资料:http://33tt.com/article/2005-12/809.htm

参考资料:http://33tt.com/article/2004-03/17.htm

本回答被提问者采纳
第2个回答  2019-02-05
原子激发出光子,说明光构成了原子。又因为原子构成了世界,所以光构成了世界。电子也是由光构成的,一生二,二生3,3生万物,一切都是由一种东西构成的,那就是光。光有它的振动频率。激光就是聚集的光。激光如何产生,不要说一大堆废话,就是通过电流产生。给你一个激光手电你没有电池哪来的激光?
第3个回答  2020-11-20

你身边的物理学——第010期

第4个回答  2019-04-22
激光的产生是光与物质的相互作用,实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子,同时改变自身运动状况的表现。

微观粒子都具有特定的一套能级(通常这些能级是分立的)。任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态(或者简单地表述为处在某一个能级上)。与光子相互作用时,粒子从一个能级跃迁到另一个能级,并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E,频率为ν=△E/h(h为普朗克常量)。

1.受激吸收(简称吸收)

处于较低能级的粒子在受到外界的激发(即与其他的粒子发生了有能量交换的相互作用,如与光子发生非弹 性碰撞),吸收了能量时,跃迁到与此能量相对应的较高能级。这种跃迁称为受激吸收。

2.自发辐射

粒子受到激发而进入的激发态,不是粒子的稳定状态,如存在着可以接纳粒子的较低能级,即使没有外界作用,粒子也有一定的概率,自发地从高能级激发态(E2)向低能级基态(E1)跃迁,同时辐射出能量为(E2-E1)的光子,光子频率 ν=(E2-E1)/h。这种辐射过程称为自发辐射。众多原子以自发辐射发出的光,不具有相位、偏振态、传播方向上的一致,是物理上所说的非相干光。

3.受激辐射

激光 1917年爱因斯坦从理论上指出:除自发辐射外,处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为 ν=(E2-E1)/h的光子入射时,也会引发粒子以一定的概率,迅速地从能级E2跃迁到能级E1,同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,这个过程称为受激辐射。

可以设想,如果大量原子处在高能级E2上,当有一个频率 ν=(E2-E1)/h的光子入射,从而激励E2上的原子产生受激辐射,得到两个特征完全相同的光子,这两个光子再激励E2能级上原子,又使其产生受激辐射,可得到四个特征相同的光子,这意味着原来的光信号被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。

拓展资料

     激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。原子受激辐射的光,故名“激光”。

光是原子中的电子吸收能量后,从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级,回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光,就是被引诱(激发)出来的光子队列,这光子队列中的光子们,光学特性一样,步调极其一致。打个比方就是,普通光源,比如电灯泡发出来的光子各不同,而且会各个方向乱跑,很不团结,但是激光中的光子们则是心往一处想,劲往一处使,这导致它们所向披靡,威力很大。

激光应用很广泛,主要有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等等。

参考资料来源:百度百科

激光的产生需要经过哪三个过程?
激光的生成涉及三个关键过程:1. 自发辐射:在此过程中,物质内部的微观粒子,如电子,会从高能级向低能级跃迁,并在跃迁时释放光子。2. 受激吸收:当外部光子的频率与物质内部粒子的能级跃迁频率相匹配时,这些粒子会吸收外部光子,从而从高能级向低能级跃迁。3. 受激辐射:在受激吸收之后,被激发的...

激光产生的条件是什么?激光对科学技术的发展和社会需要有什么关系...
激光产生的条件包括:1. 受激辐射:激光的基本原理是受激辐射的光放大,即光子激发物质中的电子,使其跃迁到高能级,然后再跃迁回低能级时发射出新的光子。2. 亚稳态能级:为了维持激光的持续发射,工作物质必须具有亚稳态能级,这样的能级可以保持电子在高能级上的稳定状态,即使在高能级上的时间比基...

产生激光的条件是什么?
1. 实现粒子数反转是产生激光的第一步,这通常通过在半导体中抽取价带内的电子到导带来实现。2. 为了达到粒子数反转,通常采用重掺杂的P型和N型半导体材料形成PN结。在外加电压的作用下,结区附近会出现电子在导带中、空穴在价带中的离子数反转状态。3. 尽管实现粒子数反转是必要条件,但要产生激光,...

产生激光的三个条件
产生激光的三个条件如下:1. 激活(激励)条件:激活是激光产生的首要条件。必须向激光器中的材料输入能量,以便将外部能量转化为光子能量,从而使原子或分子处于激发态。这一过程称为激活或激励,可以通过光、电、化学或电子束等多种方式实现。例如,激光二极管通过电流激活半导体,而氦氖激光器则利用放电...

激光的产生需要经过哪三个过程?
激光的产生经历了三个基本过程:1. 自发辐射:物质中的微观粒子,如电子,在高能级状态下自发地向低能级状态跃迁,并在这个过程中释放出光子。2. 受激吸收:当外来光子的频率与物质中的粒子跃迁能级差相匹配时,粒子会吸收这些光子,从而从高能级跃迁到低能级。3. 受激辐射:在受激吸收的过程中,被...

能给说说激光产生的原理吗
激光是光学原理的一种应用。普通光线变成激光的过程涉及原子发光原理。当原子从高能阶降到低能阶时,会放出一个光子(自发放光)。受到光子撞击的激发态原子会受激放出另一个光子(受激放光)。如果受激放光过程持续进行,发出的光子会越来越多。通过控制原子受激放光,可以产生激光。为了收集和放大...

激光产生的原因
自发地从高能级向低能级跃迁,同时辐射出能量为的光子,这种辐射过程称为自发辐射。众多原子以自发辐射发出的光,不具有相位、偏振态、传播方向上的一致,是物理上所说的非相干光。3、受激辐射激光:1917年爱因斯坦从理论上指出:除自发辐射外,处于高能级上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。

激光产生的条件
1、受激幅射是产生激光的首要条件,也是必要条件,但还不是充分条件。2、要形成激光,工作物质必须具有亚稳态能级。这是产生激光的第二个条件。3、在常温下,吸收多于发射。选择适当的物质,使其在亚能级上的电子比低能级上的电子还多,即形成粒子数反转,使受激发射多于吸收。这是产生激光的第三个...

简述产生激光的三个必要条件
1. 激发介质:在激光产生过程中,激发介质是首要条件。激发介质指的是能够通过吸收能量而跃迁到高能级的物质。当电子从低能级跃迁至高能级时,它们会不稳定地保持在这一状态。2. 反射镜:反射镜在激光器中扮演着至关重要的角色。激光器中的光束在两个相互平行放置的反射镜之间来回反射,每次通过激发介质...

激光产生的原理和条件
激光产生的原理和条件如下:一、激光介绍:1、激光的产生主要靠三个条件,分别是激光介质,泵浦源和光腔,激光介质可以是固体液体或气体,当泵浦源能将能量输入介质时,会激发介质分子的能级跃迁。2、当这些激发的分子回到基态时,会释放能量并发射出相干同向的光子,而光腔主要是为了增强反射作用,使光线...

相似回答