激光的单色性要远优于普通光源。因为激光的波长范围小,利用激光作为测量工具进行精密测量时,测量精度很高,例如,用激光测量地球到月球的距离,误差只有5厘米。可见,测量精度之高。
除了以上三个特性之外,激光还具有相干性好的特性
(四)相干性好
什么是相干性呢?请看投影:点光源S1、S2发出的光束。相干性是指两束同频率、同方向、同相位的光在相遇时,会在光屏上形成明暗相间的干涉条纹。因为激光的单色性很好,满足相干光束的一切条件,所以它的相干性也相当的好。
因为相干性好,形成的干涉图样身份清晰,常利用激光进行全息照相。全息照相就是把所拍摄的物体反射出来的不同方向的光形成的干涉图样叠加在一起,在一张底片上曝光,因记录下物体所有的信息,所以得到的是一个立体的像,不像普通照相,只能得到平面的像。
上面介绍了激光的四大特性,正是由于激光具有这么多的优点,所以才决定它一问世就被广泛的应用于各个领域。那激光究竟是如何形成的呢?
二、激光的形成
激光实际上是一种生成光,是我们人为制造出来的,在自然界中并不存在,谈到激光的形成,就要从前面学过的原子能级跃迁说起。
这就是物质的原子能级图,原子能级图真实的反映了原子能级的高低,能级越高。能量就越高,能级月底,能量就越低。如果高能级的原子向低能级跃迁,就必须释放能量,如果低能级原子向高能级跃迁,就必须吸收能量。
在自然状态下,原子总是处于低能级状态,因为能级越低,能量越低,原子就越稳定,所以原子总是尽量处于低能级的稳定状态。
但是,当有外来光子照射到低能级原子时,原子就可能吸收光子,能量跃迁到高能级去,这就是原子的受激吸收。
(一)受激吸收
吸收光子
E1 E2
解释:它是低能级原子吸收光子跃迁到高能级的过程。
原子吸收光子能量跃迁到高能级,但是处于高能级的原子并不稳定,就好像放在台阶边缘的小球随时可能滚到台阶下面一样不稳定,它随时都可能自发的返回到低能级,在返回的过程中释放出一个能量为E2-E1的光子,我们把这种高能级原子自发的返回低能级,同时释放出光子的过程成为自发辐射。
(二)自发辐射
自发 释放
E2 E1 光子
它是高能级原子自发的跃迁到低能级,并释放光子的过程,释放光子其实就是把能量辐射出去,所以叫自发辐射。
在自发辐射过程中,每个原子的自发辐射都是各自独立的,自发的进行,因而产生