21-4最近的测量方法………… 4看中看 ·60 器 篇五部分四以 激光应用 第二十二章计量方面的应用………604 22-1长度速度、角度、角速度的精密测量………………………604 22-2物体探测装置…………………………………………622 22-3仿形计量用传感器………………………636 第二十三章激光在加工和光谱分析上的应用…… ……649 23-1激光加工……… …649 23-2激光在光谱分析上的应用……………… 657 第二十四章激光在等离子研究上的应用………………666 24-1利用激光进行等离子体的研究……………666 24-2大功率玻璃激光器…………………………………673 第二十五章激光在通讯中的应用……………679 25-1传輪线路… ,,,………680 25-2激光器…… ……683 25-3调制………… n·中中1非中 ………684 25-4解调……… d中寺 25-5装置…… 第二十六章激光在信息处理、计算机方面的应用 ……693 26-1模拟光运算…………………………………………………693 26-2图形辨认 ……702 26-3数字光运算 …………………706 26-4光存贮器… ,………708 26-5全息照相… …………………708 第二十七章激光在医学上的应用 自中导专 ………………715 27-1激光对有机物的影响∴… ,…715 27-2应用举例:… …716
尊重相关知识产权! 第一部分 激光激光器及其器械 032
第一章激光概述 为使读者对激光及其应用有一正确概念,首先概括地介绍一 些有关的基本事项。 1-1激光束的特征 普通光源的光 来自某光源的光是从构成该光源的为数极多的原子或分子发 射的光波合成的。各个原子从能 量较高状态即激发态跃迁到能量 较低的状态时,将能量差以光的 形式放出来(图11)。 粗略地看,可以把光波当作 是正弦波,实际上它不是无限连 续,而是只持续极短时间(即原子 图11电子从能量E1跃迁至E恋时,的激发态的寿命,10-8秒)的波。 发射频率=h的光于。h是构成光源的各原子在相互独立的 朗克常数,=66256×10尔格·秒任意时刻发射这样一段一段的光 波所以即使它们的频率都相同彼此的相位也完全无关(图1.2)。 M 图1.2光源的各原子所发射的光波是持续时间大约为10 秒的近似正弦被,彼此间的相位完全无关 谱线宽度与原子发射的光的持续时间有关,持续时间越长,谱
四和 频率 wwwww. 图13持狭时间越长,谱线宽度就越窄 线宽度越率,反之亦然(见255页编译者注)。 利用普通光源做光的干涉实验,为在一定程度上保持相位关 系,如图14所示,首先从光源发出的光穿过缝隙A,然后再穿过 离A等距离处的两个缝除B,C。这样就可在屏S上面产生与缝 隙平行的直线状干涉条纹。其强度分布如图所示,这就是物理学 上著名的杨氏实验。 光 于沙条纹 图14杨氏实验(光源的光穿过一绝隙后,再穿过两个绝陳) 但如果让来自光源的光直按穿过B,C,则由于相位关系完 全没有规则性,在屏上由无数光波引起的明暗图样急剧地变化,而 不能得到干涉条纹(图15)。 如果有这样的光源,从它的空间上不同的两点发出的光波的 相位是一致的那么,从继隙B,C出来的光将在屏S上形成如同
光源 图1.5普通光源的光直接穿过两个缝陳B,C时的情况 杨氏实验的干涉条纹(图16)。这样的光叫做空间相于光。与此 相对,如果在空阆上某点,在不同的瞬润的光的相位有相关关系 时,这种光叫做时间相干光。 图1.6从光源的空间上不同的两点发出相位一致的光,则穿过两 个缝隙后将在屏S上产生干涉条纹 普通的光源都是向所有的方向发射光,虽然光强可能会随方 向而变化,但除非采取特别的办法,一般是不能得到在某一方向指 向性优越的光。 图1.7示出产生平行光线的两种方法。利用这样的方法,可 以得到指向性相当好的平行光线然而,由于实际光源的大小都是 有限的,光的方向不可避免地有一定的发散,因而偏离平行光线。 而且,光源的光中,总有一部分不能被聚敛在透镜或凹面反射镜而 变成损耗。尽管采取了一些指施改进聚敛,但实际上,仍有相当部 分的损耗