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基本面
現代望遠鏡使用激光技術來補償地球大氣層的模糊效應。[7]
激光與其他光源的區別在于它們的連貫性。空間相干性通常通過輸出是窄光束來表示,該光束是衍射限制的。激光束可以聚焦到非常小的光點,實現非常高的輻照度,或者它們可以具有非常低的發散度,以便將它們的功率集中在很遠的距離。時間(或縱向)相干意味著在單個頻率處的極化波,其相位在沿著波束的相對大的距離(相干長度)上相關。[8]通過熱或其它非相干光源產生的光束有一個瞬時振幅和相位在時間和位置上隨機變化,因此具有短的相干長度。
激光器根據它們在真空中的波長來表征。大多數“單波長”激光器實際上產生具有略微不同波長的幾種模式的輻射。雖然時間相干性意味著單色性,但是存在發射廣譜光或同時發射不同波長的光的激光。一些激光器不是單個空間模式,并且具有光束發散比由所需的更衍射極限。所有這些裝置基于其產生光的方法,即受激發射被分類為“激光器”。使用激光器時,使用更簡單的技術不能產生所需空間或時間相干性的光。
術語
在霧的激光束,反射在汽車擋風玻璃
激光這個詞起初是“通過受激發射輻射進行光放大” 的首字母縮寫。在這種用法中,術語“光”包括任何頻率的電磁輻射,不僅包括可見光,因此稱為紅外激光,紫外激光,X射線激光和伽馬射線激光。由于首先開發了激光器的微波前驅,即微波激射器,在微波和無線電頻率下工作的這種裝置被稱為“微波激射器”而不是“微波激光器”或“無線電激光器”。在早期的技術文獻中,,激光被稱為光學激光器 ; 這個詞現在已經過時了。[9]
產生光的激光器本身在技術上是光學振蕩器而不是首字母縮略詞所建議的光學放大器。有人幽默地指出,縮寫LOSER,對于“通過受激輻射的光輻射”,會更加正確。[10]隨著普遍使用原始縮寫為普通名詞的,光放大器已經開始被稱為“激光放大器”,盡管在這一表觀冗余。
反射激光的背面動詞經常用于現場,意思是“產生激光”,[11]特別是關于激光的增益介質; 當激光器工作時,它被稱為“激光”。在諸如天體物理激光器和原子激光器之類的用途中可以看到在擴展意義上進一步使用激光和微波激勵器這兩個詞,而不是指激光技術或裝置。
設計
主條目:激光施工
典型激光器的組件:
- 獲得中等
- 激光泵浦能量
- 高反射器
- 輸出耦合器
- 激光束
激光器由增益介質,激勵它的機制和提供光學反饋的東西組成。[12]增益介質是一種具有允許其通過受激發射放大光的特性的材料。通過增益介質的特定波長的光被放大(功率增加)。
對于增益介質來放大光,需要在稱為泵浦的過程中提供能量。能量通常作為電流或作為不同波長的光提供。泵浦燈可以由閃光燈或另一種激光器提供。
常見的激光類型使用來自光學腔的反饋- 增益介質兩端的一對反射鏡。光在鏡子之間來回反射,穿過增益介質并且每次都被放大。通常,兩個鏡子中的一個,即輸出耦合器,是部分透明的。一些光從這面鏡子中逸出。取決于腔的設計(鏡子是平的還是彎曲的),從激光器出來的光可以展開或形成窄光束。與電子振蕩器類似,該裝置有時被稱為激光振蕩器。
大多數實用的激光器包含影響發射光特性的附加元件,例如光束的偏振,波長和形狀。