什么是激光打標機?

光和物質之間的相互作用基本上是由組成物質的微小粒子吸收或發射光子,並改變它們自身的運動性能。

微粒都有一組特定的能級(通常是離散的)。在任何時候,粒子只能處于與某一能級相對應的狀態(或簡單地表示在某一水平上)。當粒子與光子相互作用時,粒子從一個能級過渡到另一個能級,並相應地吸收或輻射光子。光子的能量值是兩個能級的能量差ΔE,頻率爲ν=ΔE/h(h是Planck常數)。

能量的下部由外部世界激發(即與其他粒子(如光子)發生能量交換相互作用,産生非爆炸性彈性沖突)。當能量被吸收時,能量就會轉變爲與這種能量相對應的更高的能級。這種轉變被稱爲刺激吸收。

粒子被激發的激發態不是粒子的穩定態。如果存在較低的能接受粒子的能級,即使沒有外力作用,粒子也有從高能激發態(E2)到低能基態(E1)的自發躍遷的可能性。同時,光子和光子頻率v=(E2-E1)/h是由能量(E2-E1)發射的。這種輻射過程稱爲自發輻射。自發輻射發出的許多原子發出的光在傳播方向上沒有相位、偏振態和均勻性。它實際上被稱爲非相幹光。

在接受輻射時,1917年愛因斯坦從理論上指出,除了自發輻射外,高能水平E2上的粒子也可以以另一種方式轉化爲較低的能級。

他指出,當頻率爲v=(E2-E1)/h時,粒子也會以一定的概率迅速從能級E2躍遷到能級E1,同時與外界光子同時輻射一個頻率和相位,具有相同偏振態和傳播方向的光子稱爲受激輻射。

可以想象,如果大量的原子處于高能E2水平,當頻率爲v=(E2-E1)/h的光子入射時,E2上的原子被激發産生受激輻射,從而産生兩個原子。對于具有相同特性的光子,兩個光子激發E2能級的原子産生受激輻射,産生四個特性相同的光子,這意味著原始光信號被放大。在受激輻射過程中産生和放大的光是激光。

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