激光制造設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)

1.     激光的產(chǎn)生

(1)物質(zhì)的組成:

世界上能看到的任何宏觀物質(zhì)都是由原子、分子、離子等微觀粒子構(gòu)成。其中，分子是原子通過共階鍵結(jié)合形成的，離子是原子通過離子鍵結(jié)合形成的，所以歸根結(jié)底，物質(zhì)是由原子構(gòu)成的。

(2)原子的結(jié)構(gòu)：

原子是由居中原子中心的帶正電的原子核和核外負(fù)電的電子構(gòu)成的。

(3)原子的發(fā)光：

激發(fā)態(tài)的原子不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停留在高能級(jí)上，它會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)的基態(tài)躍遷，并釋放出它的多余的能量。

2.     光的特性

(1)波粒二象性

光是頻率極高的電磁波，具有物理概念中波和粒子的一般特性，簡(jiǎn)稱具有波粒二象性。光的波動(dòng)性和粒子性是光的本性在不同條件下表現(xiàn)出來的兩個(gè)側(cè)面。

(2)光的波動(dòng)性體現(xiàn)

光在傳播過程中主要表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，我們可以通過光的直線傳播定律、反射定律、折射定律、獨(dú)立傳播定律、光路可逆原理等證明光在傳播過程中表現(xiàn)出波動(dòng)性。

3.     激光的產(chǎn)生

（1）受激輻射發(fā)光---激光產(chǎn)生的先決條件

（2）粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布---激光產(chǎn)生的必要條件

  a. 實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布

  b. 玻爾茲曼定律

（3）光學(xué)諧振腔---激光持續(xù)產(chǎn)生的源泉

（4）產(chǎn)生激光的條件

  a. 要有含亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的工作物質(zhì)

  b. 要有合適的泵浦源，使工作物質(zhì)中的粒子被抽運(yùn)到亞穩(wěn)態(tài)并實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布，以產(chǎn)生受激輻射光放大。

  c. 要有光學(xué)諧振腔，使光往返反饋并獲得增強(qiáng)，從而輸出高定向、高強(qiáng)度的激光。

  d. 要滿足激光產(chǎn)生的條件

綜上所述，激光（laser）的產(chǎn)生就是受激輻射的光放大效應(yīng)可以順利進(jìn)行的過程。