激光是如何分类的?为什么有些激光能够看穿,有些可以切割?

小夏 社会 更新 2024-01-30

激光是20世纪以来人类的重大发明之一,被誉为“最快的刀”、“最精确的尺子”和“最亮的光”。

激光器可以根据功率、用途、连续与否、脉冲持续时间、产生方式、发光波段等诸多方面进行分类。 其中,按波段可分为红外波段、可见光波段、紫外波段、X射线波段等类型。

从本质上讲,激光产生与普通光不同的微观机制。 例如,白炽灯发光是自发辐射,原子在过渡到发光时彼此之间没有很强的亲缘关系。 另一方面,激光受到刺激和放大,在辐射场的作用下,处于激发态的原子跃迁到较低的能级发光,这些光的频率、相位、传播方向和偏振态是相同的。 这使得激光具有出色的相干性、方向性,并且还可以达到非常高的强度。

如果激光在X射线波段,由于其能量高、波长短,甚至小于原子间距,可以穿透物体,并且由于不同物质中的电子密度和分布不同,透射率不同,因此可以实现成像。

如果激光在可见光或红外光波段,可以检测其发射后的返回时间,或者利用其良好的相干性来检测散射后的光场分布,经过计算,可以在一定程度上重建障碍物后的物体形状, 这也可以看作是另一种形式的“透视”。

而且如果激光强度极高,最好在红外波段,则具有显著的加热效果,可以快速加热材料熔化甚至汽化,实现激光切割。

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