激光自发明以来,凭借其优良的特性,广泛应用于工业加工、医疗美容、科学研究等领域。激光有四个主要特点,即亮度高、方向性好、单色性好、相干性高。这些特性是相互关联的,因此激光可以应用于不同的场景。
高亮度激光
激光亮度高主要是因为它的高会聚性。激光的高亮度是其能量高度集中的体现。透镜聚焦后,可以在焦点附近形成几千度甚至上万度的高温,使得几乎所有材料的加工成为可能。
高能量集中是激光的一个非常重要的特性,也正是因为这个优点,它才能广泛应用于工业加工和医疗领域。
单色性
光的颜色是由光的波长决定的,所有的光都有一定的波长范围。波长范围越窄,单色性越好。对于普通光源来说,因为谱线宽度比较大,频率范围太宽,所以显示的颜色会比较杂。
虽然,与普通光源相比,激光的谱线宽度要窄得多。但是激光的线宽受到很多因素的制约,几乎不可能达到理论水平。比如温度的变化,激光器的一些振动,它的体光器件中的气流,外部的泵浦都会导致谐振频率的不稳定,都会导致性能的下降。
良好的方向性
普通光源发出的光向各个方向传播,发散角很大。相比之下,激光的发散角很小,几乎是平行方向发射。激光器发出的光是一种具有固定方向的偏振光。一个简单的案例可以直接说明这一点:激光照射水不会引起折射。
在各种激光器中,方向性最突出的是气体激光器,其次是固体激光器,半导体激光器在这方面稍逊一筹。
良好的一致性
光波是由无数个光量子组成的,而激光器发出的光量子由于共振原理,在波长、频率、偏振方向上都是一致的,这使得它们具有非常强的干涉力。我们一般也叫激光相干光。因为激光的相干性比普通光源强很多。
使用激光作为全息术的光源利用了良好相干性的特性。