高二物理选修激光LI

高二物理选修激光 LI
一、激光的概念与分类
激光是指一种波长狭窄、相干性强、功率密度高、方向集中和光束发散小的光束。

按照能级结构的不同，可以分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器等。

其中，固体激光器是指其活性介质以固体形式存在的激光器。

常见的有
Nd:YAG激光器、Nd:YVO4激光器、Ti:Sapphire激光器等。

气体激光器是指其活
性介质以气态形式存在的激光器。

常见的有He-Ne激光器、CO2激光器等。

半导
体激光器是指以半导体材料为介质的激光器，常见的有GaAs激光器、InGaAs激
光器等。

二、激光的产生与工作原理
激光器的工作原理是将介质中的能量都集中到一个相对较小的空间内，从而激
发介质中某种能级的粒子大量聚集在这一空间，形成了足够高的电子能量，从而激发出了激光。

当介质中形成的粒子聚集到达一定阈值时，低能级的粒子被刺激向高能级跃迁，从而释放出来能量，形成一束相干光的光束。

激光器由以下组成部分构成：
•激励源 ( Pump source )，它的作用是提供能量以激发介质中的粒子向高能级跃迁；
•活性介质 ( Active medium )，它的作用是使粒子被刺激到足够的能级；
•光学腔( Optical cavity )，它的作用是使光经过介质反复放大和反射，从而增强光的功率；
具体的产生激光的一般过程为：
1.利用高功率、高压、高电流及一些特殊的气体、光谱分布的放电，使
激光器发生激光介质的爆发。

2.当激光介质爆发时，一些带电的粒子跳到了高能级。

3.空白的高能态处，粒子发射了一些激光光子的粒子。

4.这些激光光子数量巨大，方向一致，相干性良好，经过两端的反射镜
的反射，最后形成了一束激光。

三、激光在生产、医疗等方面的应用
由于激光具有功率密度高、方向性强、单色性好、可调谐性好等特点，因此可
用于许多领域，如：
1. 工业方面
激光可用于金属材料切割、焊接、钻孔，及电路板的生产等。

2. 医疗方面
激光可用于治疗各种皮肤病症，如：血管瘤、色素性病变、疤痕、皮肤老化；近年来，激光在眼科、心血管外科、普外科、微创心脏手术等医学领域也有广泛的应用。

3. 军事方面
激光在军事领域较为广泛，如：导弹制导、高精度制导、目标跟踪技术、遥感和侦查等领域。

四、激光应用于生物方向的局限性
激光在生物领域的应用有其局限性，主要包括以下两个方面：
1.激光与细胞相互作用后产生的热效应影响细胞的正常功能，对人体可
能造成危害。

2.激光的成本较高，体积较大，使用不太方便。

五、结尾
总的来说，激光技术在现代社会中应用十分广泛，可以说是人类卓越的创造之一。

未来，有理由相信，随着科学技术及医学技术的不断发展，激光技术的应用范围还会不断扩大。