雷射應(yīng)用

雷射(激光應(yīng)用)很廣泛，主要有光纖通信、雷射光譜、雷射測距、雷射雷達(dá)、雷射切割、雷射武器、雷射唱片、雷射指示器(雷射筆)、雷射美容、雷射掃描、雷射滅蚊器等。

雷射筆(激光指示器、激光筆)是把可視雷射設(shè)計(jì)成便攜、手易握、雷射模組(二極管)加工成的筆型發(fā)射器。常見的雷射筆有紅光(650-660nm)、綠光(532nm)、藍(lán)光(445-450nm)和藍(lán)紫光(405nm)等。通常在會(huì)報(bào)、教學(xué)、導(dǎo)賞人員都會(huì)使用它來投映一個(gè)光點(diǎn)或一條光線指向物體，但它可能會(huì)破壞或影響導(dǎo)覽物的場所，例如藝術(shù)館(有些畫作怕光)、動(dòng)物園等都不宜使用。

光盤，在臺(tái)灣、港澳稱作光碟，于1965年由美國發(fā)明，當(dāng)時(shí)所存儲(chǔ)的格式仍以模擬(Analog)為主。它是用雷射掃描的記錄和讀出方式保存信息的一種介質(zhì)。大約在1990年代左右時(shí)開始普及，具有存放大量數(shù)據(jù)的特性，1片12cm的CD-R約可存放1小時(shí)的MPEG1的影片，或74分鐘的音樂，或680MB的數(shù)據(jù)。

光纖通信(Fiber-optic communication)，是指一種利用光與光導(dǎo)纖維(optical fiber)傳遞信息的一種方式。屬于有線通信的一種。光經(jīng)過調(diào)制(modulation)后便能攜帶信息。自1980年代起，光纖通信系統(tǒng)對(duì)于電信工業(yè)產(chǎn)生了革命性的作用，同時(shí)也在數(shù)字時(shí)代里扮演非常重要的角色。光纖通信具有傳輸容量大，保密性好等許多優(yōu)點(diǎn)。光纖通信現(xiàn)在已經(jīng)成為當(dāng)今最主要的有線通信方式。將需傳送的信息在發(fā)送端輸入到發(fā)送機(jī)中，將信息疊加或調(diào)制到作為信息信號(hào)載體的載波上，然后將已調(diào)制的載波通過傳輸媒質(zhì)傳送到遠(yuǎn)處的接收端，由接收機(jī)解調(diào)出原來的信息。

雷射武器就是用高能的雷射對(duì)遠(yuǎn)距離的目標(biāo)進(jìn)行精確射擊或用于防御導(dǎo)彈等的武器，也稱為戰(zhàn)術(shù)高能雷射武器(THEL)。它的突出優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間短，可攔擊突然發(fā)現(xiàn)的低空目標(biāo)。用雷射攔擊多目標(biāo)時(shí)，能迅速變換射擊對(duì)象，靈活地對(duì)付多個(gè)目標(biāo)。雷射武器的缺點(diǎn)是不能全天候作戰(zhàn)，受限于大霧、大雪、大雨，且雷射發(fā)射系統(tǒng)屬精密光學(xué)系統(tǒng)，也受大氣影響嚴(yán)重，如大氣對(duì)能量的吸收、大氣擾動(dòng)引起的能量衰減、熱暈效應(yīng)、湍流以及光束抖動(dòng)引起的衰減等。由于雷射武器需要大量的電能，在能量儲(chǔ)存設(shè)備難微型化(如高能電池)的問題解決前，比較難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

1960年7月7日，美國科學(xué)家梅曼(Theodore Harold Maiman)發(fā)明了第一臺(tái)激光器，1961年，中國大陸第一臺(tái)激光器在中科院長春光機(jī)所研制成功。但當(dāng)時(shí)中國并沒有"激光"一詞，中國科學(xué)界對(duì)它(英文Light Amplification of Stimulated Emission of Radiation縮寫為LASER)的翻譯多種多樣，例如"光的受激輻射放大器"、"光量子放大器"這些名字顯然太長，不利于稱呼。還有一些音譯，如"萊塞"或者"鐳射"。

命名的混亂給科學(xué)界、教育界帶來極大的不便，1964年冬天，中國全國第三屆光量子放大器學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)在上海召開，這次會(huì)議的一項(xiàng)重要議程，就是研究并通過對(duì)幾個(gè)專有名詞的統(tǒng)一命名。會(huì)議召開前，《光受激發(fā)射情報(bào)》雜志編輯部給中國著名科學(xué)家錢學(xué)森寫了一封信，請(qǐng)他給Laser取一個(gè)中文名字。不久，錢學(xué)森就回信給編輯部，建議命名為"激光"。這一名字體現(xiàn)了光的本質(zhì)、又描述了這類光和傳統(tǒng)光的不同，即"激"體現(xiàn)了受激發(fā)生，激發(fā)態(tài)等意義。這一名稱提交到第三次光量子放大器學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)討論，受到了與會(huì)者的一致贊同。從此中國大陸對(duì)Laser這一年輕的新生事物有了統(tǒng)一而有意義的漢語名稱。

現(xiàn)在臺(tái)灣地區(qū)依然習(xí)慣將Laser稱為"雷射"，在港澳地區(qū)"雷射"和"激光"兩詞通用。

中國大陸:激光

港澳地區(qū):激光/雷射

臺(tái)灣地區(qū):雷射

新馬國家:鐳射

根據(jù)產(chǎn)生雷射(激光)的媒質(zhì)，可以把激光器分為液體激光器丶?xì)怏w激光器和固體激光器等。而現(xiàn)在最常見發(fā)出半導(dǎo)體激光的半導(dǎo)體激光器算是固體激光器的一種。

介質(zhì)是氣體的激光器，此種激光器通過放電得到激發(fā)。

氦氖激光器:最重要的紅光放射源(632.8 nm)。

二氧化碳激光器:波長約10.6 μm(紅外線)，重要的工業(yè)激光。

一氧化碳激光器:波長約6-8 μm(紅外線)，只在冷卻的條件下工作。

氮?dú)饧す馄?337.1 nm (紫外線)。

氬離子激光器:具有多個(gè)波長，457.9 nm (8%)丶476.5 nm (12%)丶488.0 nm (20%)丶496.5 nm (12%)丶501.7 nm (5%)丶514.5 nm (43%)(由藍(lán)光到綠光)。

氦鎘激光器:最重要的藍(lán)光(442nm)和近紫外激光源(325nm)。

氪離子激光器:具有多個(gè)波長，350.7nm丶356.4nm丶476.2nm丶482.5nm丶520.6nm丶530.9nm丶586.2nm丶647.1nm (最強(qiáng))丶676.4nm丶752.5nm丶799.3nm (從藍(lán)光到深紅光)。

氧離子激光器

氙離子激光器

混合氣體激光器:不含純氣體，而是幾種氣體的混合物(一般為氬丶氪等)。

準(zhǔn)分子激光器:比如KrF (248 nm)丶XeF (351-353 nm)丶ArF (193 nm)丶XeCl (308 nm)丶F2 (157 nm) (均為紫外線)。

金屬蒸汽激光器:比如銅蒸汽激光器，波長介於510.6-578.2 nm之間。由於很好的加強(qiáng)性，可以不用諧振鏡。

金屬鹵化物激光器:比如溴化銅激光器，波長介於510.6-578.2 nm之間。由於很好的加強(qiáng)性，可以不用諧振鏡。

化學(xué)激發(fā)激光器是一種特殊的形式。激發(fā)通過媒介中的化學(xué)反應(yīng)來進(jìn)行。媒介是一次性的，使用后就被消耗掉了。對(duì)於高功率的條件及軍事領(lǐng)域是非常理想的。

鹽酸激光器

碘激光器

介質(zhì)是固體的激光器，此種工作物質(zhì)通過燈丶半導(dǎo)體激光器陣列丶其他激光器光照泵浦得到激發(fā)。熱透鏡效應(yīng)是大多數(shù)固體激光器的一項(xiàng)缺陷。

紅寶石激光器:世界上第一臺(tái)激光器，1960年7月7日，美國青年科學(xué)家梅曼宣布世界上第一臺(tái)激光器誕生，這臺(tái)激光器就是紅寶石激光器。

Nd:YAG(摻釹釔鋁石榴石):最常用的固體激光器，工作波長一般為1064nm，這一波長為四能級(jí)系統(tǒng)，還有其他能級(jí)可以輸出其他波長的激光。

Nd:YVO4(摻釹釩酸釔):低功率應(yīng)用最廣泛的固體激光器，工作波長一般為1064nm，可以通過KTP,LBO非線性晶體倍頻后產(chǎn)生532nm綠光的激光器。

Yb:YAG(摻鐿釔鋁石榴石):適用於高功率輸出，這種材料的碟片激光器在激光工業(yè)加工領(lǐng)域有很強(qiáng)優(yōu)勢。

鈦藍(lán)寶石激光器:具有較寬的波長調(diào)節(jié)范圍(670nm~1200nm)

等級(jí)I:本質(zhì)上安全，不需特別的安全措施;例子:激光裝置被密封的激光打印機(jī)。

等級(jí)Ⅱ:安全，針對(duì)可見光規(guī)定的等級(jí);例子:功率小于1mW的可視連續(xù)激光。

等級(jí)Ⅲa:稍微危險(xiǎn)，使用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行光束內(nèi)觀察很危險(xiǎn);例子:功率1~5mW的可視連續(xù)激光。

等級(jí)Ⅲb:相當(dāng)危險(xiǎn)，直接觀察光束內(nèi)部是危險(xiǎn)的;例子:功率5~500mW的可視連續(xù)激光。

等級(jí)Ⅳ:非常危險(xiǎn)，有燒傷皮膚丶引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn);例子:功率大于500mW的可視連續(xù)激光。