激光是怎么样产生的，原理，

激光产生的原理及应用是什么~

激光产生的原理：
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的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被引诱（激发）出来的光子束（激光），其中的光子光学特性高度一致。这使得激光比起普通光源，激光的单色性好，亮度高，方向性好。
应用：
1、激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。
2、激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，2013年通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。
3、激光通信，是激光在大气空间传输的一种通信方式。激光大气通信的发送设备主要由激光器（光源）、光调制器、光学发射天线（透镜）等组成；接收设备主要由光学接收天线、光检测器等组成。

扩展资料：
进行激光加工和激光治疗时，还可能产生有害的烟雾、蒸气和噪声等，对环境造成辐射危害。激光的防护为：
①有激光的工作场所应张贴醒目的警告牌，设置危险标志。
②工作人员应先接受激光防护的培训，进入工作场所应带激光防护眼镜。
③激光不用时，应在输出端加防护盖。应尽量让光路封闭，避免人员暴露于激光束。另外，应保持光路高于或低于人眼高度，这对可见光波段以外的激光尤其显得重要。
④在激光运行空间内应保证足够的照明使眼睛的瞳孔保持收缩状态。
⑤对激光操作人员进行定期体检。
参考资料来源：百度百科-激光

1、普通光源的发光——受激吸收和自发辐射
普通常见光源的发光（如电灯、火焰、太阳等地发光）是由于物质在受到外来能量（如光能、电能、热能等）作用时，原子中的电子就会吸收外来能量而从低能级跃迁到高能级，即原子被激发。激发的过程是一个“受激吸收”过程。处在高能级（E2）的电子寿命很短（一般为10－8～10－9秒），在没有外界作用下会自发地向低能级（E1）跃迁，跃迁时将产生光（电磁波）辐射。辐射光子能量为
hυ=E2-E1
这种辐射称为自发辐射。原子的自发辐射过程完全是一种随机过程，各发光原子的发光过程各自独立，互不关联，即所辐射的光在发射方向上是无规则的射向四面八方，另外未位相、偏振状态也各不相同。由于激发能级有一个宽度，所以发射光的频率也不是单一的，而有一个范围。
在通常热平衡条件下，处于高能级E2上的原子数密度N2，远比处于低能级的原子数密度低，这是因为处于能级E的原子数密度N的大小时随能级E的增加而指数减小，即N∝exp(-E/kT)，这是著名的波耳兹曼分布规律。于是在上、下两个能级上的原子数密度比为
N2/N1∝exp{-(E2-E1)/kT}
式中k为波耳兹曼常量，T为绝对温度。因为E2>E1，所以N2《N1。例如，已知氢原子基态能量为E1＝－13.6eV，第一激发态能量为E2=-3.4eV，在20℃时，kT≈0.025eV，则
N2/N1∝exp（－400）≈0
可见，在20℃时，全部氢原子几乎都处于基态，要使原子发光，必须外界提供能量使原子到达激发态，所以普通广义的发光是包含了受激吸收和自发辐射两个过程。一般说来，这种光源所辐射光的能量是不强的，加上向四面八方发射，更使能量分散了。
2、受激辐射和光的放大
由量子理论知识知道，一个能级对应电子的一个能量状态。电子能量由主量子数n(n=1,2,…)决定。但是实际描写原子中电子运动状态，除能量外，还有轨道角动量L和自旋角动量s，它们都是量子化的，由相应的量子数来描述。对轨道角动量，波尔曾给出了量子化公式Ln＝nh，但这不严格，因这个式子还是在把电子运动看作轨道运动基础上得到的。严格的能量量子化以及角动量量子化都应该有量子力学理论来推导。
量子理论告诉我们，电子从高能态向低能态跃迁时只能发生在l（角动量量子数）量子数相差±1的两个状态之间，这就是一种选择规则。如果选择规则不满足，则跃迁的几率很小，甚至接近零。在原子中可能存在这样一些能级，一旦电子被激发到这种能级上时，由于不满足跃迁的选择规则，可使它在这种能级上的寿命很长，不易发生自发跃迁到低能级上。这种能级称为亚稳态能级。但是，在外加光的诱发和刺激下可以使其迅速跃迁到低能级，并放出光子。这种过程是被“激”出来的，故称受激辐射。
受激辐射的概念世爱因斯坦于1917年在推导普朗克的黑体辐射公式时，第一个提出来的。他从理论上预言了原子发生受激辐射的可能性，这是激光的基础。
受激辐射的过程大致如下：原子开始处于高能级E2，当一个外来光子所带的能量hυ正好为某一对能级之差E2-E1,则这原子可以在此外来光子的诱发下从高能级E2向低能级E1跃迁。这种受激辐射的光子有显著的特点，就是原子可发出与诱发光子全同的光子，不仅频率（能量）相同，而且发射方向、偏振方向以及光波的相位都完全一样。于是，入射一个光子，就会出射两个完全相同的光子。这意味着原来光信号被放大这种在受激过程中产生并被放大的光，就是激光。

1、外来能量激发介质分子跃迁到可以产生受激辐射的能级；
2、高能级的介质分子可以随机跃迁到低能级，并发射出一个光子；
3、该能级可以产生受激辐射，所以在该光子击中另一个处于该能级的介质分子时，该介质分子会产生受激辐射现象——受入射光子的激发而从该能级跃迁至低能级，同时发射出一个和入射光子一模一样的光子；
4、上面的过程在谐振腔内进行，谐振腔两端是两块平行放置的反射镜，反射镜间距是受激辐射波长的整数倍。以使得只有完全垂直于两块反射镜的辐射被选择留下；
5、被选择方向上的辐射不断增殖形成相干性非常好的激光光束。跃迁到低能级的介质分子在外来能量的激发下重新回到高能级，保证持续提供可激发的介质分子；
6、谐振腔的一端放置的反射镜有一定的透射率，通过此端反射镜透射出来的光束就是我们可以使用的激光束。

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纳雍县19239446416： 激光产生的原理? - ？
连昨安坤： 激励源使介质出现粒子数反转.可以是电激励、光激励、热激励、化学激励等等.电激励用气体放电的方法去激励介质原子;各种激励方式又被形象地称为泵浦或抽运.不断泵浦才能维持上能级粒子数多于下能级,不断获得激光输出.3、有了...

纳雍县19239446416： 激光是怎么产生的?光子,电子,分子,离子,原子,粒子的概念是什么? - ？
连昨安坤：[答案] 激光(Laser),它指通过受激辐射放大和必要的反馈,产生准直、单色、相干的光束的过程及仪器.而基本上,产生激光需要＂共振腔＂(resonator)、＂增益介质＂(gain medium)以及＂激发来源＂(pumping source)这三个要素. 原理 原子的...

纳雍县19239446416： 激光怎么形成的?谁能形象的解释下激光是怎么形成的,简单明了,比如说做一个激光装置需要什么材料工作原理这样的. - ？
连昨安坤：[答案] 是原子的原子核受激发产生的,能量很高

纳雍县19239446416： 激光是怎样得到的?激光具有什么特点? - ？
连昨安坤：[答案] 一、激光产生原理1、普通光源的发光——受激吸收和自发辐射 普通常见光源的发光(如电灯、火焰、太阳等地发光)是由于物质在受到外来能量(如光能、电能、热能等)作用时,原子中的电子就会吸收外来能量而从低能级...

纳雍县19239446416： 谁知道激光的产生原理是什么？
连昨安坤： 电子在突破原子核的束缚时,产生巨大能量,这些能量转化为光能,人们人为的激发电子的突破,从而称为激光

纳雍县19239446416： 请问激光是如何产生的? - ？
连昨安坤： 发光的本质是物质的原子或分子或离子处于较高的激发状态时,能从较高能级向低能级过渡,并自发地把过多的能量以光子的形式发射出来的结果.这些粒子处于最低能量的状态时为基态,吸收能量后处于较高能级时称为受激发态. 光与物质相...

纳雍县19239446416： 激光是怎样产生的 - ？
连昨安坤： 在外界触发的情况下,原子中的电子由高能级同时向低能及跃迁,就向同一方向辐射出同一频率的电磁波,就是激光了.目前激光器的频率可以覆盖由近红外线到软X射线的范围.

纳雍县19239446416： 激光的原理? - ？
连昨安坤： 激光的基本原理 1、自发辐射与受激辐射 自发辐射是在没有任何外界作用下,激发态原子自发地从高能级向低能级跃迁,同时辐射出一光子.hn=E2-E1. 设发光物质单位体积中处于能级E1,E2的原子数分别为N1,N2,则单位时间内从E2向E1自...

纳雍县19239446416： 简述激光器的发光原理是什么? - ？
连昨安坤：[答案] 构成一个激光器必须具备以下三个部分,工作物质、泵浦源和光学谐振腔.工作物质在泵浦源的作用下发生粒子数反转分布,成为激活物质,从而有光的放大作用,放大的光一部分反馈回来参加激励,谐振腔产生振荡,满足一定条件后即可产生激光.