レーザーの基本的な特性

レーザーの方向照明

通常の光源は、あらゆる方向に光を放出します。放出された光を一方向に伝播させるには、特定の凝縮装置を光源に取り付ける必要があります。たとえば、自動車のヘッドライトとサーチライトには、集中効果を備えたリフレクターが装備されているため、放射光が一方向に収集されて放出されます。レーザーレーザーによって放出されることは一方向に自然に放出され、ビームの発散は非常に小さく、約0.001ラジアンしか平行に近いです。

レーザーの非常に純粋な色

光の色は、光の波長（または周波数）によって決まります。特定の波長は特定の色に対応しています。の波長分布可視光太陽によって放射されるセグメントは約0.76ミクロンから0.4ミクロンで、対応する色は赤から紫まで、合計7色の範囲であるため、太陽光は単色であるとは言えません。単色の光を放出する光源は、単色光源と呼ばれ、単一の波長の光を放出します。たとえば、クリプトンランプ、ヘリウムランプ、ネオンランプ、水素ランプはすべて、特定の色の光のみを放出する単色の光源です。単色光源の光波の波長は単一ですが、まだ特定の分布範囲があります。たとえば、ネオンランプは赤信号のみを放出し、その単色性は非常に優れています。単色の冠として知られています。波長分布範囲はまだ0.00001ナノメートルです。したがって、ネオンランプによって放出される赤信号には、慎重に識別されている場合は、まだ数十の赤信号が含まれています。 。光放射の波長分布間隔が狭くなるほど、単色性が向上することがわかります。

レーザーの刺激吸収

刺激された吸収（略語吸収）。より低いエネルギーレベルの粒子が外の世界に励起される（つまり、光子との非弾性衝突など、他の粒子とのエネルギー交換相互作用があります）、エネルギーを吸収すると、これに対応するより高いエネルギーに移行しますエネルギー。高エネルギーレベル。この遷移は、刺激吸収と呼ばれます。

レーザーの自発放射

粒子が興奮しているときに入るという興奮した状態は、粒子の安定した状態ではありません。粒子を受け入れることができるエネルギーレベルが低い場合、外部効果がなくても、粒子は高レベルの励起状態（E2）から低エネルギー状態に自発的に変化する確率があります。レベル基底状態（E1）遷移、エネルギー（E2-E1）で光子を放射しながら、光子周波数ν=（E2-E1）/h。この放射プロセスは、自然放射と呼ばれます。

刺激放射、レーザー

1917年、アインシュタインは理論的には、自然発光に加えて、高エネルギーレベルE2の粒子も別の方法でエネルギーレベルを低下させる可能性があることを指摘しました。彼は、ν=（E2-E1）/Hの周波数の光子が入射すると、粒子も一定の確率で誘導されることを指摘しました。

レーザーはとても明るいです

レーザーの発明の前に、高電圧パルスゼノンランプは、人工光源の間で最も高い輝度を持っていました。これは太陽の輝度に匹敵しましたが、ルビーレーザーのレーザー輝度は数百億倍を超える可能性があります。キセノンランプ。レーザーは非常に明るいため、遠くでオブジェクトを照らすことができます。月のルビーレーザーによって放出されるビームの照度は、約0.02ルクス（照度の単位）で、色は明るい赤で、レーザースポットは肉眼に見えます。最も強力なサーチライトが月を照らすために使用されている場合、生成される照明はluxの約1兆だけであり、人間の目はそれをまったく検出できません。レーザーの非常に高い明るさの主な理由は、方向性発光です。多数の光子が濃縮され、非常に小さな空間に放出され、エネルギー密度は自然に非常に高いです。レーザーの明るさと日光の比率は数百万人であり、人間によって作成されました。

レーザーの素晴らしいエネルギー

光子のエネルギーはE = HVとして計算されます。ここで、HはPlanckの定数、Vは周波数です。周波数が高いほどエネルギーが高くなることがわかります。レーザー周波数範囲3.846×10^（14）Hz〜7.895×10^（14）Hz。

レーザーの他の文字

レーザーには他にも多くの特性があります。まず、レーザーは単色または単一周波数です。異なる周波数のレーザーを同時に生成できるレーザーがいくつかありますが、これらのレーザーは互いに分離され、個別に使用されます。第二に、レーザーライトはコヒーレントライトです。コヒーレントな光の特徴は、すべての光波が同期され、光のビーム全体が「波の列車\」のようなものであることです。繰り返しになりますが、レーザーは高濃度であるため、分散または収束するまでに長距離移動する必要があります。