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レーザーの特殊な特性

2021-09-01

レーザには多くの特別な特性があり、人々はこれらの特性を使用して、多くの面で特別な価値を持つレーザーアプリケーションを作成します。

1.指向性ライト

通常の光源は全方向に発光します。通常の光を一方向に伝搬させるには、光源に一定の集光装置を設置する必要があります。たとえば、自動車のヘッドライトやサーチライトには、集光ミラーが装備されています。

レーザーから放射されるレーザー光は自然に一方向に放射され、ビームの発散は非常に小さく、約0.001ラジアンとほぼ平行です。 1962年、人間は初めて月を照らすためにレーザー光を使用しました。地球と月の間の距離は約38万キロメートルですが、月の表面のレーザースポットは2キロメートル未満です。凝縮効果が非常に良い場合、一見平行に見えるサーチライトビームが月に向かって発射され、そのスポット直径に応じて、月全体をカバーします。

2.非常に高い明るさ

の発明前レーザ、高圧パルスキセノンランプは人工光源の中で最も高い明るさであり、太陽の明るさに匹敵しましたが、ルビーレーザーのレーザーの明るさはキセノンランプの数百億倍を超える可能性がありました。

レーザーの明るさは非常に高く、非常に遠くまで広がり、遠くの物体を照らすことができます。
ルビーレーザーから放射される光線は、月に0.02単位の照度を生成でき、色は明るい赤で、光点がはっきりと見えます。最も強力なサーチライトを使用して月を照らす場合、結果として得られる照度は1兆分の1にすぎず、人間の目では検出できません。レーザーの輝度が非常に高い主な理由は、指向性発光です。

非常に狭い空間で多数の光子が放出され、当然レーザーのエネルギー密度は高くなります。

3.非常に純粋な色

光の色は、光の波長(または周波数)によって決まります。特定の波長の光は特定の色に対応します。太陽光の波長は0.76ミクロンから0.4ミクロンで、対応する色は赤から紫の範囲で、全部で7色あるので、太陽光は単色ではありません。

日常生活で目にするクリプトンランプ、ヘリウムランプ、ネオンランプ、水素ランプなどはすべて単色光源であり、特定の色の光しか発しません。単色光源の色は単色ですが、それでも一定の分布範囲があります。たとえば、クリプトンランプは赤色光しか発しませんが、注意深く識別すると、数十個の赤色光が含まれています。

物理学の基礎知識から、光の波長分布範囲が狭いほど単色性が良くなることがわかります。

による光出力レーザ波長分布範囲が非常に狭いため、色は非常に純粋です。赤色光を出力するヘリウムネオンレーザーを例にとると、その光の波長分布範囲は、クリプトンランプが発する赤色光の波長分布範囲の2万分の1であるナノメートルまで狭くすることができます。レーザーの単色性は、他の単色光源の単色性をはるかに上回っています。

良好な一貫性
物理学によれば、2つの光線の干渉の条件は、同じ周波数、同じ振動方向、および一定の位相差です。

レーザーによって放出される光の周波数、振動方向、および位相は非常に一貫しています。 2つのレーザーが空間でオーバーラップする場合、オーバーラップする領域の光強度分布は、安定した強い干渉現象と弱い干渉現象を持ちます。したがって、レーザーはコヒーレント光です。通常の光源から放出される光は、周波数、振動の方向、および位相が一貫していないため、コヒーレントではありません。

5.フラッシュ時間は非常に短くなる可能性があります

通常の光源のフラッシュ時間は非常に短くすることはできず、写真撮影に使用されるフラッシュのフラッシュ時間は約1000分の1秒です。パルスレーザーのフラッシュ時間は非常に短く、最大6フェムト秒(1フェムト秒=秒)です。

6. レーザ周波数

異なるレーザーによって放出されるレーザーは異なる出力を持ち、それらの周波数は赤外線と紫外線の間です。