激光打標(biāo)機(jī)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)信息是愛(ài)因斯坦1917年提出受激輻射，而激光是1960年出來(lái)的，相隔43年。為什么？金屬打標(biāo)機(jī)告訴你，主要原因是普通光源中粒子產(chǎn)生受激輻射的幾率很小。當(dāng)一定頻率的光注入工作物質(zhì)時(shí)，受激輻射和受激吸收兩個(gè)過(guò)程同時(shí)存在。受激輻射增加了光子的數(shù)量，但受激吸收減少了光子的數(shù)量。當(dāng)物質(zhì)處于熱平衡時(shí)，各能級(jí)粒子的分布遵循平衡態(tài)粒子的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分布定律，處于較低能級(jí)E1的粒子數(shù)必定大于處于較高能級(jí)E2的粒子數(shù)。這樣，當(dāng)光線穿過(guò)工作物質(zhì)時(shí)，光線的能量只會(huì)減弱而不會(huì)增強(qiáng)。為了使受激輻射占優(yōu)勢(shì)，高能級(jí)E2的粒子數(shù)應(yīng)該大于低能級(jí)E1的粒子數(shù)。這種分布正好與平衡態(tài)的粒子分布相反，稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，簡(jiǎn)稱粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。如何在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)的反演，是激光產(chǎn)生的必要條件。


激光打標(biāo)機(jī)的自動(dòng)化

理論研究表明，任何工質(zhì)，在適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)條件下，都可以實(shí)現(xiàn)粒子系統(tǒng)特定高低能級(jí)之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。如果原子或分支等微觀粒子有一個(gè)高能級(jí)E2和一個(gè)低能級(jí)E1，E2和E1的粒子數(shù)密度分別為N2和N1，則兩個(gè)能級(jí)之間有三個(gè)過(guò)程:自發(fā)輻射躍遷、受激輻射躍遷和受激吸收躍遷。受激發(fā)射躍遷產(chǎn)生的受激發(fā)光與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方向。因此，由同一相干輻射場(chǎng)激發(fā)的大量粒子產(chǎn)生的受激發(fā)射光是相干的。受激發(fā)射躍遷和受激發(fā)射吸收躍遷的幾率都與入射輻射場(chǎng)的單色能量密度成正比。當(dāng)兩個(gè)能級(jí)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重相等時(shí)，兩個(gè)過(guò)程的概率相等。在熱平衡的情況下，N2N1，這個(gè)狀態(tài)叫做粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在這種情況下，受激發(fā)射躍遷占主導(dǎo)地位。在光穿過(guò)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的激光工作物質(zhì)(活性物質(zhì))后，光強(qiáng)增加了eGl倍。g是與(N2-N1)成正比的系數(shù)，稱為增益系數(shù)，其大小也與激光工作物質(zhì)的性質(zhì)和光波的頻率有關(guān)。一段活性物質(zhì)是激光放大器。如果將一段活性物質(zhì)放置在由兩個(gè)平行反射鏡(其中至少一個(gè)是部分透射的)組成的光學(xué)諧振腔中，高能級(jí)的粒子將在各個(gè)方向產(chǎn)生自發(fā)輻射。

其中，非軸向光波快速逃離諧振腔:軸向光波可以在腔內(nèi)來(lái)回傳播，在激光材料中傳播時(shí)，光強(qiáng)不斷增強(qiáng)。如果諧振腔內(nèi)的單通小信號(hào)增益G0l大于單通損耗δ(G0l為小信號(hào)增益系數(shù))，就會(huì)發(fā)生自激振蕩。原子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以分為不同的能級(jí)。當(dāng)原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)，會(huì)釋放出相應(yīng)能量的光子(所謂自發(fā)輻射)。同樣，當(dāng)一個(gè)光子入射到一個(gè)能級(jí)系統(tǒng)上并被其吸收時(shí)，會(huì)導(dǎo)致原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)(所謂受激吸收)；然后，一些已經(jīng)躍遷到高能級(jí)的原子會(huì)躍遷到低能級(jí)，釋放光子(所謂的受激輻射)。co2激光打標(biāo)機(jī)告訴你，這些運(yùn)動(dòng)并不是孤立的，往往是同時(shí)進(jìn)行的。當(dāng)我們創(chuàng)造一個(gè)條件時(shí)，比如使用一個(gè)合適的介質(zhì)、共振腔和足夠的外電場(chǎng)，受激輻射會(huì)被放大從而超過(guò)受激吸收，那么，一般來(lái)說(shuō)，光子會(huì)被發(fā)射出來(lái)，從而產(chǎn)生激光。