激光特性
1-6 激光特性
（二）空间相干性 这里主要是指横向空间相干性，它与光源的方向性相 联系，对于普通光源来说，它所分出的光分属众多的模式， 只有在一定范围空间中的光子才是相干的。
使用相干面积来描述光的空间相干性。对于激光来 说，只有属于同一个横模模式的光子才是相干的，不属于 同一个横模模式的光子则不相干，因此，激光的空间相干 性由激光器的横模结构所决定，如果激光是单横模，则它 是完全空间相干的，如果激光是多横模，则它的空间相干 性能变差。 此外在前面所叙述的激光方向性中，谈到过单基横 模的方向性最好，横模阶次越高方向性越好，它的空间相 干性程度就越高。
激光的相干性的应用：如使用激光干涉仪比普通干涉仪速 度快、精度高。用激光作为全息照相的光源，也是利用它 的相干性能好的特点。
四、能量集中性 衡量光源能量集中程度可用亮度来定义，即
E L St
（1-6-5）
式中： ΔS——光源的表面积； ΔΩ——光源发射的光束立体角； Δt——发光时间； ΔE——Δt时间内从源发射到ΔΩ立体角范围的能量。 激光器发射的激光方向性好，能量在空间高度集中， 因此激光的光亮度比普通的光要好得多。此外激光还可以 用透镜进行聚焦，将全部激光能量集中在极小的范围内。
比较（1-6-3）式与（1-6-4）式
d
（1-6-3） （1-6-4）
4 d
发现激光的发散角已很接近衍射极限值 。
影响激光方向性的因素 激光的方向性与振荡模式、腔长、工作物质等都有关 系。基横模的发散角最小，横模的阶次越高，发散角越大。 因此，采用适当的选横模技术，使激光器工作的基横模状 态是有利于改善激光的方向性的。谐振腔越长，激光方向 性越好。 在各类激光器中，气体激光器的方向性最好，固体激 光器次之，半导体激光器最差。
《激光的特性及应用》 知识清单
《激光的特性及应用》知识清单一、激光的特性1、方向性好激光具有极高的方向性，其光线几乎可以沿着一条直线传播。
这意味着激光能够在长距离传输过程中保持较小的发散角，从而实现精确的能量传输和聚焦。
例如，在激光测距和激光通信中，方向性好的特点使得测量和传输的精度大大提高。
2、单色性好激光的单色性非常出色，即其光波的波长范围非常狭窄。
这使得激光具有特定的颜色和频率，并且能量集中在一个很窄的频段内。
在光谱分析、医学诊断和激光干涉测量等领域，单色性好的特性发挥着重要作用。
3、相干性强激光具有很强的相干性，这意味着光波在时间和空间上的相位关系是高度一致的。
相干性使得激光能够产生稳定的干涉和衍射现象，广泛应用于激光全息技术、精密测量和光学存储等方面。
4、亮度高激光的亮度极高，其能量在空间上高度集中。
相比普通光源，激光能够在极小的面积上产生巨大的功率密度。
这一特性使得激光在工业加工（如激光切割、焊接和打孔）、医疗手术（如激光近视治疗和肿瘤切除）等领域具有独特的优势。
二、激光的应用1、工业领域（1）激光切割利用激光的高能量密度和方向性好的特点，能够精确地切割各种材料，包括金属、塑料、木材等。
激光切割具有切口光滑、精度高、速度快等优点，广泛应用于汽车制造、电子设备生产等行业。
（2）激光焊接在焊接过程中，激光能够将材料快速加热至熔点并使其融合，形成牢固的焊缝。
激光焊接具有焊缝窄、热影响区小、焊接强度高等优点，常用于汽车零部件、航空航天器件等的焊接。
（3）激光打孔通过聚焦激光束，可以在各种材料上打出微小而精确的孔。
激光打孔在电子元件制造、钟表制造、医疗器械等领域有广泛应用。
（4）激光打标在产品表面利用激光进行标记，具有永久性、高精度、高速度等特点。
常用于电子产品、珠宝首饰、包装等行业的标识和防伪。
2、医疗领域（1）激光近视治疗通过改变角膜的形状来矫正近视，其原理是利用准分子激光精确地切削角膜组织，从而改变角膜的曲率，达到矫正视力的目的。
激光的特性原理及应用
激光的特性原理及应用1. 激光的特性1.1 高度聚焦•激光具有高度聚焦的特性，能够将光束聚焦到非常小的区域，从而实现精确控制和切割。
•这种高度聚焦的特性使得激光在精密加工、医学手术等领域得到广泛应用。
1.2 单色性•激光是一种单色光，具有非常狭窄的光谱宽度。
•这种单色性使得激光在光谱分析、光通信等领域有着重要的应用。
1.3 高度相干•激光的光波是高度相干的，相位差非常稳定。
•这种高度相干的特性使得激光在干涉测量、全息术等领域有着重要的应用。
1.4 高度定向•激光具有非常强的定向性，能够沿着一定的方向传播。
•这种高度定向的特性使得激光在激光雷达、激光测距等领域有着广泛的应用。
2. 激光的原理2.1 激光的产生•激光的产生基于受激辐射的原理，通过在材料中注入能量来激发材料中的原子或分子。
•受激辐射使得材料中的原子或分子跃迁到一个较高的能级，当它们返回到低能级时，会释放出光子。
2.2 激光的放大•放大是激光产生的重要一步，通过在材料中引入反射镜和半透镜来实现。
•当光通过反射镜时，一部分光会被反射回去，一部分光会穿过半透镜并被放大。
这样反复进行放大，就形成了一个激光束。
2.3 激光的反馈•激光的输出需要保持一定的相干性，这就需要在光路中引入反馈机制。
•通过在激光器内部或外部引入光学元件，可以将一部分光线重新注入激光介质，使其继续放大并保持稳定输出。
3. 激光的应用3.1 工业加工•激光在工业加工中有着广泛的应用，可以实现对各种材料的切割、焊接和打孔等操作。
•其高度聚焦的特性使得激光能够实现高精度的加工，提高生产效率和质量。
3.2 医学应用•激光在医学领域有着广泛的应用，如激光手术、激光治疗等。
•激光的高度聚焦和精确控制的特性使得它成为医学手术中的重要工具。
3.3 光通信•激光在光通信中起着重要的作用，可以实现高速、高带宽的数据传输。
•其单色性和高度相干性使得激光光纤成为现代通信系统中不可或缺的组成部分。
激光的特点(特性)
激光的特点1、相干性好2、方向性强3、单色性好1、相干性好一个几十瓦的电灯泡，只能用作普通照明。
如果把它的能量集中到1m直径的小球内，就可以得到很高的光功率密度，用这个能量能把钢板打穿。
然而，普通光源的光是向四面八方发射的，光能无法高度集中。
普通光源上不同点发出的光在不同方向上、不同时间里都是杂乱无章的，经过透镜后也不可能会聚在一点上。
激光与普通光相比则大不相同。
因为它的频率很单纯，从激光器发出的光就可以步调一致地向同一方向传播，可以用透镜把它们会聚到一点上，把能量高度集中起来，这就叫相干性高。
一台巨脉冲红宝石激光器的亮度可达1015w/cm2•sr，比太阳表面的亮度还高若干倍。
具有高亮度的激光束经透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有的材料。
2、方向性强激光的方向性比现在所有的其他光源都好得多，它几乎是一束平行线。
如果把激光发射到月球上去，历经38.4万公里的路程后，也只有一个直径为2km左右的光斑。
3、单色性好：受激辐射光（激光）是原子在发生受激辐射时释放出来的光，其频率组成范围非常狭窄，通俗一点讲，就是受激辐射光单色性非常好，激光的“颜色”非常的纯（不同颜色，实际就是不同频率）。
激光的单色性是实现激光加工的重要因素。
我们可以通过简单的物理实验来说明这个问题。
我们使用三棱镜，可以将一束太阳光分解成七色光谱带，其原理是日光其实是多种波长的光混合在一起的复色光，不同波长的光透过同一介质时，由于在介质中折射率的不同，使各色光的传播方向发生不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱带。
典型灯泵浦YAG激光器原理在一个截面为椭圆形的腔体内，两个焦点上分别放置激光棒和氪灯，在一个焦点上（氪灯）发出一定波长的光，经过反射腔体内壁的反射，会聚在腔体的另一个焦点上（激光棒），使工作物质里的粒子受到激发，粒子受激吸收后，处于低能态的原子由于吸收了外界辐射而发生能级跃迁，继而释放出激光，产生的激光在全反射镜片和部分反射镜片之间进行来回振荡，当能量达到一定值时，就可以从部分反射镜片透过，这就实现了激光的输出。
激光的主要特点
激光的主要特点1、激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性激光的高亮度：固体激光器的亮度更可高达1011W／cm2Sr。
不仅如此，具有高亮度的激光束经透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有的材料。
激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地传递较长的距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度，这两点都是激光加工的重要条件激光的高单色性：由于激光的单色性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。
激光的高相干性：相干性主要描述光波各个部分的相位关系。
正是激光具有如上所述的奇异特性因此在工业加工中得到了广泛地应用。
目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等）、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等2、激光（LASER）是上实际60年代发明的一种光源。
LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母缩写。
激光器有很多种，尺寸大至几个足球场，小至一粒稻谷或盐粒。
气体激光器有氦－氖激光器和氩激光器；固体激光器有红宝石激光器；半导体激光器有激光二极管，像CD机、DVD机和CD-ROM里的那些。
每一种激光器都有自己独特的产生激光的方法。
激光有很多特性：首先，激光是单色的，或者说是单频的。
有一些激光器可以同时产生不同频率的激光，但是这些激光是互相隔离的，使用时也是分开的。
其次，激光是相干光。
相干光的特征是其所有的光波都是同步的，整束光就好像一个“波列”。
再次，激光是高度集中的，也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。
3、激光告警设备主要由光学接收系统、光电传感器、信号处理器和显示与告警装置等部分组成。
光学接收系统用于截获敌方激光束、滤除大部分杂散光后将激光束会聚到光电传感器上，光电传感器将光信号转变为电信号送至信号处理器，经信号处理器处理后送至显示器，显示器可显示出目标类型、威胁等级以及方位等有关信息，并发出告警信号。
激光四大特性
激光的四大特性
实验证明，激光器所发射的光是一种偏振光， 偏振光在前进中周围带有电磁场力，研究得出 偏振光能够重新排列液晶分子，而细胞膜类似 于液晶分子，所以激光照射时能使细胞分子按 偏振光的电场力方向重新排列，使细胞膜表面 不正常结构发生改变（细胞表面带电性能，从 而使血粘度，血小板变化等）。但是它的振动 只发生在一个平面内（共振），且方向固定。 例如：激光照水不发生折射；偏振镜可以防反 光。
相干性
激光的四大特性
激光束的发散角非常小，几乎是一 条直线，能量集中，可以很强的穿透皮 肤、肌肉、血管壁照射血液。而普通光 是向四面八方扩散的，无法说清它的发 散方向。 例如：医学上用激光针灸；晚上在一间 漆黑的房子里打开一盏灯和打开一束激 光的区别激光器所发射的光是一种偏振光偏振光在前进中周围带有电磁场力研究得出偏振光能够重新排列液晶分子而细胞膜类似于液晶分子所以激光照射时能使细胞分子按偏振光的电场力方向重新排列使细胞膜表面不正常结构发生改变细胞表面带电性能从而使血粘度血小板变化等
主讲：
激光的四大特性
激 光
四大特性
单色性
偏振性
干涉性
方向性
激光的四大特性
单色性
光的颜色是由光的波长（或频率）决定。而光总有一定 的频率宽度（波长范围），频率宽度越小，则此光的单色性 越好。普通光源发射的光波，它的谱线宽度比较大，有一定 的频率范围，这频率范围内的所有频率，都可以在它所发射 的光波中找到，也就是说颜色很杂很多，无法准确判断其颜 色。如普通光源中单色性最好的氪灯，它的谱线宽度已达 4.7×10-3-纳米。但是，经过光学谐振腔（激光器）的原理 选择后，只有那些满足谐振腔共振条件而又落在工作物质的 谱线宽度内的频率光才能形成激光输出，不满足共振条件的 频率，都在谐振腔内干涉相消了。可见，经过谐振腔选择后， 发射出来的光波的频率宽度即波长分布范围非常窄，一般激 光谱线宽度仅为10-9纳米，是氪灯的五万分之一。所以，激 光的颜色极纯，单色性很好。 益健堂激光选择红色光的原因：单红色激光能被血红细胞所 强烈的吸收，对人体 的健康是很有好处的。 例如：光纤通信中用激光传播来减少光信号的损耗，所有通 信光缆的信号很好。
激光的特性及应用
激光的特性及应用激光（laser）是一种高度聚焦的、单色性和相干性极高的光束。
它具有独特的特性，因此在各个领域有广泛的应用。
本文将介绍激光的特性以及一些常见的激光应用。
一、激光的特性1. 高度聚焦：激光束可以被聚焦到极小的直径，因此可以实现高精度和高分辨率的操作。
这种属性使激光在医疗、材料加工和通信领域得到广泛应用。
2. 单色性：激光是单色光，即它的频率非常纯净。
这使得激光在光谱分析、光学传感器和高精度测量中具有重要作用。
3. 相干性：激光的光波是相干的，即光的波峰和波谷保持稳定的相对位置。
这种特性使激光在干涉测量、全息术和激光雷达等领域得到广泛应用。
4. 高能量密度：激光具有高能量密度，可以在很小的空间范围内提供大量的能量。
这使得激光在切割、焊接和打孔等材料加工过程中非常有效。
二、激光的应用1. 医疗领域：激光在医疗领域有着广泛的应用。
例如，激光手术可以实现精确的组织切割和病变去除，减少手术风险和恢复时间。
激光还可以用于激光治疗中的照射，用于促进伤口愈合和病症治疗。
2. 通信领域：激光在光纤通信中起到关键作用。
激光作为信息传输的光源，可以提供高速、高带宽的数据传输。
此外，激光器还可以用于激光雷达系统，提供高分辨率和远距离测量。
3. 制造业：激光在制造业中有广泛应用。
例如，激光切割机可以用于精确切割金属和非金属材料，激光焊接机可以实现高质量的焊接工艺，激光打标机可以在产品上进行纹理、标记和刻字。
4. 科学研究：激光在科学研究中也扮演重要角色。
例如，激光光谱学被广泛应用于化学和物理领域的分析和研究。
激光还可以用于量子物理实验、原子和分子物理学研究等领域。
5. 军事应用：激光在军事领域有着重要的应用。
激光器可以作为导引系统用于精确制导导弹和飞行器。
激光还可以用于激光武器系统，具有远射程、高精度和强杀伤力等特点。
综上所述，激光作为一种特殊的光束，具有高度聚焦、单色性、相干性和高能量密度等特性。
这些特性使得激光在医疗、通信、制造和科学研究等领域都得到了广泛应用。
激光的特性及应用
力大和较强的抗电子干扰能力。投射时，它是利
用载机上的激光照射器，先向目标照射激光束，
输入炸弹控制舱，
控制炸弹舵面偏转，导引炸弹飞向目标。激光制
导炸弹在普通气象条件下捕获目标率高，遇有雨、
雾、灰尘、水时命中精度降低。
激光的应用
③激光侦察对抗 激光侦察军事上占有十分重要位。利用
激光的应用
激光枪能使人立即疼痛，倒地。特制激光枪 只要照射到人眼里，就会使人立即失明，但 对人眼并无太大伤害，过几天即可恢复视力。
激光的应用
②激光制导
利用激光获得制导信息或传输制导指令使导
弹按一定导引规律飞向目标的制导方法。
激光制导导弹:装有激光制导装置、能自动
导向目标的炸弹。具有射程远、命中精度高、威
激光的特性
4.相干性好 由于激光具有高单色性和高定向
性，决定了激光具有极好的时间相干 性和空间相干性。特制的氦 氖激光 器输出的光束，相干长度达2107km。 氪灯只有38.5cm。
由此我们可以得出激光的一系列 特性，方向性好，单色性好，高亮度，
相干性好。正因为激光有这些较好特性， 因而在生活和军事上等有很广泛的应用。
激光的应用
1.激光加工
利用聚焦激光束具有极高功率密度的 特性，可以对材料进行打孔、切割、焊接、 划片、雕刻和热处理等。
激光的应用
激光焊接是将高强度的激光束辐射至金
属表面，通过激光与金属的相互作用，金属 吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶 形成焊接。
激光的应用
2.激光军事
①激光枪：用激光代替子弹的枪。有效射程 达8000多米，在敌人 身上灼烧出约半厘米大小 的致命伤口。
激光的一些应用
激光的特性及应用
激光的特性
激光的特性
衍射的结果： 1、当光束通过一系列光阑后，其振幅和相位 的空间分布不可避免地逐次发生畸变，并 于最后趋向一定的稳定分我们用符号TEMmn来表示各种横向模式。 m,n均为非负整数，分别表示在x轴和y轴 方向上光强为零的那些零点的序数，称为 模式序数
3、激光的衍射损耗 N=a2/λl，称为菲涅尔数。N越大，则表示 衍射损耗越小。 衍射损耗除了与菲涅 尔数N有关外，还与谐 振腔的振荡模式有关， 不同模式的衍射损耗 是不同的。
衍射损失了激光的能量，却使激光具备了空 间相干性
（2）普通光源的相干性：
普通光源的相干性很差。在普通光源中， 受激辐射过程总是小于自发辐射过程。由 于后者总是占主导地位，所以普通光源所 发射的光相干性很差。
1、工业方面 2、医学方面 3、生活方面 4、军事方面 5、科学研究
激光在工业上，应用极为广泛，因为 激光在激光束聚焦在材料表面的时候能够 使材料熔化，使激光束与材料沿一定轨迹 作相对运动,从而形成一定形状的切缝。
激光切割机
激光在医学上的应用主要分三类： 激光生命科学研究、激光诊断、激 光治疗，其中激光治疗又分为：激 光手术治疗、弱激光生物刺激作用 的非手术治疗和激光的光动力治疗。
用单色仪分光后，通过狭缝可以得到时间 相干性比较好的光 用杨氏实验装置则可以得到空间相干性很 好的光
在迈克尔逊干涉仪 中，讨论的是两束 光的时间相干性
在杨氏实验中，讨 论的是两束光的空 间相干性
（3） 激光的相干性： I.时间相干性: 已知∆v=1/∆t，由于激光的单色性很好，所 以激光的相干时间很大，即激光的时间相 干性是很好的 II.空间相干性：光的衍射扩散使得光束截面 上的各点相互混合，相互关联，建立了空 间相干性。
激光的特性
激光的特性1、方向性好，激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内，这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。
激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。
2、亮度高，激光是当代最亮的光源。
它的能量高度集中，很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。
3、单色性好，为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。
激光的用途1、军事上，出现了激光枪、激光炮、激光雷达、激光导弹等激光武器，美国还在试验用激光打卫星。
2、工业上，可以切割、熔化材料。
有激光唱机和光碟等。
3、激光通信。
用光传递信息，比如，舰船用灯语通信，交通灯用红、黄、绿三色调度，打电话等。
4、激光传图。
除了传送图像处，传像束还能传送一般的符号或数字，以及放大图像或缩小图像。
5、钻孔、切割、焊接以及淬火，是加工金属材料时最常用的操作。
自从引进了激光后，在加工的强度、质量以及范围等方面开创了全新的局面。
除了金属材料外，激光还能加工许多非金属材料。
6、照相排版。
照相排版是通过排字机上的透镜，来改变字样的大小和形状的。
用照相排版时，只需将光源通过透镜把需要的文字和符号，在感光相纸上成像，再经过显影和定影就形成了照相底片。
然后，只要像印照片那样印刷就行。
相比普通光源，激光排版省时省力。
由于激光亮度高，颜色浅，可以大大改善图像的清晰度，印出来的书质量自然就高。
7、激光主要是用来治疗视网膜剥离。
医生可以用激光器对准病人眼底，使激光器发射出一束激光，通过加热使视网膜重新与眼球内壁合在一起，激光束就像焊枪一样，将病人的视网膜焊接好了。
8、用医用激光器来治疗白内障。
只要将激光束对准眼球内晶状体的前表面或后表面发射，就可以迅速切除掉晶状体表面的混沌膜。
9、在牙科中，激光可以代替牙钻。
治疗时，只须将光纤发射端接近龋齿灶，发出激光束，龋处组织会分解，然后用清水冲洗掉。
10、在美容方面，激光美容也被广泛的用，例如：激光脱毛、激光祛痣、激光嫩肤等。
激光主要有四大特性讲解
激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性激光的高亮度：固体激光器的亮度更可高达1011W／cm2Sr。
不仅如此，具有高亮度的激光束经透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有的材料。
激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地传递较长的距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度，这两点都是激光加工的重要条件激光的高单色性：由于激光的单色性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。
激光的高相干性：相干性主要描述光波各个部分的相位关系。
正是激光具有如上所述的奇异特性因此在工业加工中得到了广泛地应用。
目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等）、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等激光加工的特点由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性，因此就给激光加工带来如下一些其它方法所不具备的可贵特点● 由于它是无接触加工，对工件无直接冲击，因此无机械变形；● 激光加工过程中无"刀具"磨损，无"切削力"作用于工件；● 激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影响极小。
因此，其热影响的区小工件热变形小后续加工最小；● 由于激光束易于导向、聚焦、实现方向变换，极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工因此它是一种极为灵活的加工方法；● 生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好激光加工的优势激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势：①由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。
激光有何特性(相干光、平行度好、亮度高)
激光有何特性（相干光、平行度好、亮度高）激光是一种特殊的光源，具有以下显著特性：
1. 相干性：激光是相干光源，其光波具有高度的空间和时间相干性。
这意味着激光中的光波具有固定的相位关系，使得激光的波前几乎是平行的。
这种相干性使得激光能够产生干涉和衍射现象，以及用于许多干涉和相位敏感应用，如激光干涉测量和激光干涉断层成像。
2. 平行度：激光的波前是高度平行的，这意味着激光束可以被聚焦成非常小的点，具有很高的光束质量。
这种平行度使得激光在很远的距离内保持高度聚焦，是激光在通信、测距和激光加工等领域得以广泛应用的重要特性之一。
3. 亮度：激光的光束具有非常高的亮度，即单位面积上的光功率非常大。
这是因为激光是由相干光波组成的，能量集中在光束中心，而且激光光束通常是高度聚焦的。
高亮度使得激光在医疗、材料加工、激光显示等领域有广泛的应用，例如在激光手术中的切割和治疗，以及在激光打印中的高分辨率成像。
这些特性使得激光在科学研究、工业应用和医疗技术等领域有着广泛的应用和重要的地位。
1/ 1。
1、激光的三个基本特点
1、激光的三个基本特点
激光是一种高度集中、强聚焦、高频率的电磁辐射波，因此具有以下三个基本特点：
1. 高强度：激光的光束具有高强度的能量，其光束可以聚焦到非常小的区域内，从
而能够产生极高的功率密度。
激光的光束经过聚焦后，能够将其能量集中到很小的空间内，实现高功率密度的能量输出。
由于激光具有高强度的能量，因此使用激光材料加工可以显
著提高加工效率。
2. 单色性：激光的光线是非常单色的光线。
激光通常只有一种波长，而且光的相位、频率、波长等参数非常稳定。
因此，激光可以非常有效地用于光学测量和光学通信等领域。
激光光线的单色性还使得它可以被用来制造光阀和光学传感器等设备。
3. 相干性：激光的光线具有相干性，即所有光的波向初始波的偏移是一致的。
这种
相干性可以使激光具有高质量的光学特性，能够保持高光强度和高能量密度。
激光使用中，其相干性可以使得激光干涉现象得到有效控制，从而实现了多种无线通信和高速网络通信
技术的开发应用。
总的来说，激光的三个基本特性，高强度、单色性和相干性，使其在许多现代科技领
域得到广泛应用，如制造业、医疗、军事、通信等领域。
简述激光的特性及应用领域
简述激光的特性及应用领域激光是一种由激光介质产生的具有高度定向性、单色性、相干性和高亮度的电磁辐射。
激光的特性和应用领域广泛，下面将分别进行详细描述。
激光的特性包括：1. 高度定向性：激光具有很高的定向性，其光束呈现出非常狭窄和集中的特点。
这种特性使激光可以在长距离传播过程中保持较小的光束扩散角度。
2. 单色性：激光是一种单色光，即具有非常窄的光谱线宽。
这是由于激光介质的能级结构决定的，激光产生的光具有很高的频率稳定性。
3. 相干性：激光的光波具有高度相干性，即激光光波上的任意两个点的光波相位关系是恒定的。
这种相干性使得激光可以形成稳定的干涉和衍射效应。
4. 高亮度：激光具有高亮度，即单位面积上的功率非常大。
激光因其高亮度可以在远距离进行传播而不容易衰减。
激光的应用领域有很广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 医疗领域：激光在医疗领域中有着广泛的应用，如激光手术、激光治疗和激光检测等。
例如，激光可以用于皮肤病激光治疗、白内障手术和视网膜手术等。
2. 通信领域：激光被广泛应用于通信技术中的光纤通信和激光雷达等领域。
激光可以通过光纤进行信息传输，具有高速、远距离传输和抗干扰性强的特点，因此在通信领域有着重要的应用。
3. 制造加工领域：激光可以用于丝印、切割、焊接、打孔和表面处理等工艺。
例如，激光切割可以用于金属制品、塑料和玻璃切割等；激光焊接可以用于汽车制造、电子工业和航空航天等领域。
4. 科学研究领域：激光在科学研究领域中得到广泛应用。
例如，激光光谱学可以用于原子和分子结构研究；激光光谱学和激光干涉技术可以用于材料表征和光学实验等。
5. 军事应用领域：激光在军事领域有着重要的应用，如激光制导导弹和激光测距仪等。
激光制导导弹可以通过激光束进行精确瞄准和追踪目标，提高命中率；激光测距仪可以用于测量目标与观测者之间的距离。
6. 激光显示技术：激光在显示技术中被广泛应用，如激光投影仪和激光显示屏等。
激光投影仪可以产生高亮度、高对比度和高分辨率的投影效果；激光显示屏可以提供更鲜艳、更真实和更逼真的图像显示。
激光的特性及其应用
2.单色性好
光波的单色性可表示为
谱宽度 中心波长
or
I0
I0 2
2
2
单色性最好的氪灯Kr86 Δ=4.7×10-3 nm
稳频He—Ne激光器
109nm
3.亮度高
激光器能产生宽度极窄的光脉冲，使用锁模技术，可 产生10-14s的光脉冲。由于能量被集中在极短的时间 内发射出来，因此光功率极高。
B
P
A
4.相干性好
相干时间： c
Lc c
1
相干长度：Lc
c
干的
特制的氦氖激光器输出的光束，相干长度达2107km。氪 灯只有38.5cm。
地基激光炮 (USA)
ABL设想图
机载激光武器(ABL,USA)
舰载激光武器
舰载激光武器 辽宁舰
3.信息领域
激光信息处理：光存储(光盘),激光通信(或光纤通信)
电缆
光纤
卫星通信
4.医疗应用
最早的激光医疗应用：1961年12月在美国哥伦比亚长老会 医院用红宝石激光器进行了视网膜肿瘤治疗
激光制导炸弹
空地导弹
防空导弹
火箭弹
激光制导的优点：
1. 命中率高。经多次实验证明命中率可在97%。 2. 抗电磁干扰能力强。激光属于可见光，故不受电磁波干扰。 3. 制导系统体积小，重量轻、结构简单、造价低廉。
但是，激光制导也存在其缺点：主要是受天气影响较大。 大雨浓雾、扬尘(烟幕)使激光传输受限制难以正常工作。
二、激光的应用 1.工业领域
激光打孔
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激光的发射原理及产生过程的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的特点：即三好（单色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）。
1 单色性好：普通光源发射的光子，在频率上是各不相同的，所以包含有各种颜色。
而激光发射的各个光子频率相同，因此激光是最好的单色光源。
由于光的生物效应强烈地依赖于光的波长，使得激光的单色性在临床选择性治疗上获得重要应用。
此外，激光的单色特性在光谱技术及光学测量中也得到广泛应用，已成为基础医学研究与临床诊断的重要手段。
2 相干性好：由于受激辐射的光子在相位上是一致的，再加之谐振腔的选模作用，使激光束横截面上各点间有固定的相位关系，所以激光的空间相干性很好（由自发辐射产生的普通光是非相干光）。
激光为我们提供了最好的相干光源。
正是由于激光器的问世，才促使相干技术获得飞跃发展，全息技术才得以实现。
3 方向性好：激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，激光照射到月球上形成的光斑直径仅有1公里左右。
而普通光源发出的光射向四面八方，为了将普通光沿某个方向集中起来常使用聚光装置，但即便是最好的探照灯，如将其光投射到月球上，光斑直径将扩大到1 000公里以上。
激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀。
另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”。
4 亮度高：激光的亮度可比普通光源高出1012－1019倍，是目前最亮的光源，强激光甚至可产生上亿度的高温。
激光的高能量是保证激光临床治疗有效的最可贵的基本特性之一。
利用激光的高能量还可使激光应用于激光加工工业及国防事业等。
切换到宽屏19362超声波探伤编辑超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
目录1基本原理2主要特性3主要优点4主要缺点5波段介绍6仪器介绍7应用1.7.1 钢闸门检测2.7.2 缺陷与防止措施8优点9局限缺点1.9.1 超声检测方法有哪些？2.9.2 超声检测有哪些应用？1基本原理超声波在介质中传播时有多种波型，检验中最常用的为纵波、横波、表面波和板波。
用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。
2主要特性超探仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、折叠、气孔、砂眼等）的检测、定位、评估和诊断。
既可以用于实验室，也可以用于工程现场。
本仪器能够广泛地应用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。
它是无损检测行业的必备。
(1）超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过缺陷而不能反射；（2）波声的指向性好，频率越高，指向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置.（3）超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（1兆赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍。
[1]3主要优点①穿透能力强，探测深度可达数米；②灵敏度高，可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相当的反射体；可检测缺陷的大小通常可以认为是波长的1/2。
③在确定内部反射体的位向、大小、形状及等方面较为准确；④仅须从一面接近被检验的物体；⑤可立即提供缺陷检验结果;⑥操作安全,设备轻便。
4主要缺点①要由有经验的人员谨慎操作；超声波探伤车②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查；③对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难；④. 不适合有空腔的结构；⑤. 除非拍照，一般少有留下追溯性材料。
5波段介绍人耳能够感受到频率高于20赫兹，低于20000赫兹的弹性波，所以在这个频率范围内的弹性波又叫声波。
频率小于20赫兹的弹性波又叫次声波，频率高于20000赫兹的弹性波叫做超声波。
次声波和超声波人耳都不能感受。
利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播的影响来检验材料内部缺陷的无损检验方法。
广泛采用的是观测声脉冲在材料中反射情况的超声脉冲反射法，此外还有观测穿过材料后的入射声波振幅变化的穿透法等。
常用的频率在0.5～5MHz之间。
常用的检验仪器为 A型显示脉冲反射式超声波探伤仪。
根据仪器示波屏上反射信号的有无、反射信号和入射信号的时间间、反射信号的高度，可确定反射面的有无、其所在位置及相对大小。
仪器的基本结构和原理见图1。
6仪器介绍在A型探伤仪的基础上发展而成的 B型、C型探伤仪，可得到不同方向反射面的信号，也可将B型、C型显示组合以得到材料的内部反射面的三维显示图。
上述各种探伤仪均利用脉冲电信号激励压电换能器发射超声波，但也可用涡流声换能器来检验导电材料。
这种换能器的换能过程在被探伤件表面进行，无须与材料接触，也不需要耦合剂，就可检验表面粗糙和温度高至500℃以上的金属材料，在冶金工业中应用较多。
超声波在材料中传播，由于吸收和散射等，强度会衰减，因此测量在诸如真空自耗炉中熔炼的合金材料中的衰减，有可能无损地了解材料组织均匀性的情况。
脉冲反射式超声波法同其他无损检验方法相比7应用钢闸门检测钢闸门在水利工程中大量使用，主要以优质钢板为基材，通过焊接手段制做而成，表面采用橡胶止水、防腐方式为表面进行喷沙除锈及热喷锌，广泛应用于水电站、水库、排灌、河道、环境保护、污水处理、水产养殖等水利工程。
钢闸门的焊接质量直接关系到闸门下游人民群众生命、财产的安全，因此刚闸门的焊接质量和焊接检测方法至关重要。
超声波探伤作为无损检测检测方法之一，是在不破坏加工表面的基础上，应用超声波仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。
超声波是一种机械波，有很高的频率，频率比超过20 千赫兹，其能量远远大于振幅相同的可闻声波的能量，具有很强的穿透能力。
用于探伤的超声波，频率为0.4- 25 兆赫兹，其中用得最多的是1- 5 兆赫兹。
由于能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷的检测、定位，并且超声波探伤具有探测距离大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测费用较低等特点，所以它的应用越来越广泛。
利用超声波探伤，主要有穿透法探伤和反射法探伤两种方式。
穿透法探伤使用两个探头，一个用来发射超声波，一个用来接收超声波。
检测时，两个探头分置在工件两侧，根据超声波穿透工件后能量的变化来判别工件内部质量。
反射法探伤高频发生器产生的高频脉冲激励信号作用在探头上，所产生的波向工件内部传播，如工件内部存在缺陷，波的一部分作为缺陷波被反射回来，发射波的其余部分作为底波也将反射回来。
根据发射波、缺陷波、底波相对于扫描基线的位置可确定缺陷位置；根据缺陷波的幅度可确定缺陷的大小；根据缺陷波的形状可分析缺陷的性质；如工件内部无缺陷，则只有发射波和底波。
探伤过程中，首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。
钢结构的验收标准是依据GB50205- 95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。
标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。
在此值得注意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。
对于局部探伤的焊缝如果发现有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查。
另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。
一般地母材厚度在8- 16mm 之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。
在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的准备工作。
在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSK- IA、CSK- ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。
（1)探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。
焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm，（K：探头K值，T：工件厚度）。
一般的根据焊件母材选择K值为2.5 探头。
例如：待测工件母材厚度为10mm，那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。
（2)耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。
（3)由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行（4)由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。
（5)在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。
为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。
使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。
（6)对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。
焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345- 89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。
如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。
一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。
到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。
缺陷与防止措施1）气孔。
单个气孔回波高度低，波形为单峰，较稳定。
从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。
产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长等。