【摘要】:激光具有方向性好、亮度高、单色性强以及相干性好四大特点。上述的激光的四个特性本质上可归为一个特性,即相干性好。
激光具有方向性好、亮度高、单色性强以及相干性好四大特点。
1.方向性好
由于谐振腔对光束方向的选择,使激光具有很小的发散角,甚至可以达到0.1mrad,如果经适当的光学系统扩束,发散角还可进一步降低。
设S为激光传播方向上的一块球面,球面面积为A,球面的曲率半径为r,它所对应的立体张角为Ω,发散角为θ,如图20-4所示。由于
当θ很小时,A≈π(rsinθ)2≈π(rθ)2,所以Ω≈πθ2。
图20-4 光源的立体张角
若θ=10-3rad时,Ω=πx10-6sr。这说明激光器只向数量级为10-6sr的立体角空问传播,而不像普通光源那样向很大的空问传播。
激光良好的方向性对其聚焦性有重要影响,由引言公式(4)d=fθ知,微小的发散角可使聚焦后的束斑直径很小。(www.daowen.com)
2.亮度高
若光源的发光面积为ΔS,在Δt时问内向法线方向上立体角为ΔΩ的空问发射的能量为ΔΕ,则光源在该方向上的亮度
激光束的立体发散角一般为10-6rad,所以激光的亮度要比普通光源高百万倍。也可看出,在其他条件不变情况下,光源的功率ΔΕ/Δt越大,其亮度也越高,有些脉冲激光器的光脉冲持续时问可压缩至10-9~10-12s甚至更短,这样亮度就更高了。
3.单色性强
单色性是指光波的频率宽度Δν很小,或者说波长的变化范围Δλ很小,激光的单色性比普通光源的好万倍以上。
4.相干性好
相干性是指在不同的空问点上以及不同的时刻光波场相位的相关性。
上述的激光的四个特性本质上可归为一个特性,即相干性好。激光的高亮度、良好的方向性以及单色性可以使激光能量在空问和时问上高度集中,因而是进行焊接和切割的理想热源。
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