激光的原理講解

1、激光其實(shí)是"輻射受刺激所引發(fā)放大的光”的縮寫二氧化碳激光是電能刺激混合的二氧化碳分子而產(chǎn)生的。當(dāng)聚集的光通過(guò)鏡面時(shí)，這個(gè)不可見卻密集的光束可以穿透過(guò)許多物質(zhì)。因?yàn)楣馐煌乃俣群兔芏?，二氧化碳激光就可以用?lái)在許多物質(zhì)上作雕刻和切割。對(duì)客戶而言，雕刻和切割的操作相當(dāng)簡(jiǎn)單，就跟操作打印機(jī)類似。您可以輸入Windows(95/98/2000/XP) 底下大部分的圖片軟件，如CorelDraw，來(lái)設(shè)計(jì)您所要的圖形，設(shè)定跟頁(yè)面同等大小的版面，或是等同于工件的雕刻面積然后按打印鍵。當(dāng)可調(diào)整的速度設(shè)定從1%至U 100%，瓦數(shù)設(shè)定從0.1%至U 100% 和最高分辨率設(shè)定 1000，您可以隨 需要

2、來(lái)設(shè)定雕刻深淺和精確度。特別是多重的激光系統(tǒng)可以在許多材料上做工包括木頭，壓克力，塑料，石頭和金屬等。激光雕刻分為兩種型態(tài)：點(diǎn)陣跟向量。點(diǎn)陣就如清晰度高的印刷一樣，激光頭工作是從左而右的，雕刻原理是同時(shí)產(chǎn)生一系列的點(diǎn)和線，然后用來(lái)回雕刻的方式將許多條線組成一整頁(yè)完整的圖片和圖像。向量的工作方式就不同于點(diǎn)陣了，它的特性是沿著圖形的外框架做工。我們通常把這種方式用來(lái)作材料切刻，例如：木頭、壓克力、紙，或是作表面記號(hào)。激光雕刻的設(shè)定參數(shù)值有沒有便捷的方式來(lái)測(cè)試出產(chǎn)品的設(shè)定參數(shù)值呢？答案是：有！但是要注意點(diǎn)陣的測(cè)試和向量的切割方式是不同的。點(diǎn)陣式的雕刻如果愿意請(qǐng)?jiān)囋嚳?，?duì)激光而言，沒有一個(gè)絕對(duì)確切可靠

3、的參數(shù)值。每一個(gè)機(jī)型都有不同的設(shè)定方式，不同的瓦數(shù)不同的機(jī)器和不同的工件。想要熟悉您特有的 LaserPro雕刻機(jī)功能和設(shè)定初始值，請(qǐng)參照下列說(shuō)明：用你的坐標(biāo)軟件來(lái)畫出一個(gè)一英吋的方形，如果是CorelDRAW 最好；用黑色涂滿圖形不加外框。調(diào)到您認(rèn)為最適合的參數(shù)值，記得唯一可變的參數(shù)是瓦數(shù)功率，送出文文件開始激光工作。幾個(gè)激光發(fā)出后靠近一點(diǎn)看，你就可以分辨出切太深或切太淺，還是恰到好處。這 樣設(shè)定激光瓦數(shù)來(lái)調(diào)整雕刻的深度，是決定您的參數(shù)值最快的方法。LaserPro激光雕刻機(jī)可以讓您依照雕刻工件特殊的需要調(diào)整出最適化的激光瓦數(shù)，只需要暫停工作中的機(jī)器重新設(shè)定參數(shù)值，LaserPro將替您做好

4、最佳化的效能。向量的切割因?yàn)榧す庀蛄壳懈畹淖兞刻嗔耍詻]有一種特定的參數(shù)是萬(wàn)無(wú)一失的，想要快速的測(cè)試每一個(gè)料件的特性，我們就必須要在特定的機(jī)器上作連續(xù)的測(cè)試。先用您的繪圖軟件做 3個(gè)1英吋的正方形，交付機(jī)器一個(gè)0.001英吋的外框，并加上顏色來(lái)設(shè)定雕刻的層次（黑、紅、綠），讓參數(shù)同時(shí)在三個(gè)正方形上作業(yè)，速度設(shè)定為快中慢，藉 由對(duì)象的成果來(lái)判定您所要切割的深度。最好的參數(shù)設(shè)定一定是經(jīng)過(guò)重復(fù)微調(diào)的。如果切刻的力道不夠穿透工件，那就需要降低切割速度，讓激光可以有足夠的時(shí)間產(chǎn)生熱能切穿對(duì)象，換句話說(shuō)，如果熱能過(guò)強(qiáng)也可能會(huì)燒毀工件，這時(shí)切割的速度就必須加快，來(lái)降低工件被燒毀的可能性。在這個(gè)階段的參數(shù)

5、設(shè)定， 通常不容易掌握。因?yàn)槟鷷?huì)發(fā)現(xiàn)往往微調(diào)的范圍只有差距百分之一，甚至千分之一。建議您可用同樣的檔案設(shè)定三種不同卻非常接近的最佳速度來(lái)試驗(yàn)，通常這樣的嘗試將可以調(diào)出您想要的效果，當(dāng)您覺得可以讓質(zhì)量更強(qiáng)化，就重新再設(shè)一次參數(shù)，并且不要忘了記錄下參 數(shù)值。參考點(diǎn)陣的雕刻設(shè)定每一臺(tái)機(jī)器所設(shè)定的激光參數(shù)差異都很大，甚至是兩臺(tái)同樣式、同瓦數(shù)、同機(jī)型的機(jī)器，都可能需要不同的參數(shù)值才可調(diào)出適合每一臺(tái)的最佳雕刻質(zhì)量。我們堅(jiān)持讓LaserPro的所有機(jī)型和新功能都一再創(chuàng)新和穩(wěn)定，如果要提供參數(shù)給針對(duì)各樣式各瓦數(shù)各機(jī)型的機(jī)器幾乎是 不可能的。因此我們建議您依照以上我們提及的幾個(gè)重點(diǎn)，針對(duì)不同機(jī)器的參數(shù)設(shè)定，將有

6、所幫助。激光產(chǎn)生原理2007年04月10日 星期二22:00了解激光產(chǎn)生原理，我們必先了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，與及光的輻射和吸收的原理。圖一碳原子示意圖物質(zhì)由原子組成。圖一是一個(gè)碳原子的示意圖。原子的中心是原子核，由質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子帶有正電荷，中子則不帶電。原子的外圍布滿著帶負(fù)電的電子，繞著原子核運(yùn)動(dòng)。有趣的是，電子在原子中的能量并不是任意的。描述微觀世界的量子力學(xué)告訴我們，這些電子會(huì)處于一些固定的能階，不同的能階對(duì)應(yīng)于不同的電子能量。為了簡(jiǎn)單起見，我們可以如圖一所示，把這些能階想象成一些繞著原子核的軌道，距離原子核越遠(yuǎn)的軌道能量越高。此外，不同軌道最多可容納的電子數(shù)目也不同，例如最低的軌道（也是

7、最近原子核的軌道）最多只可容納2個(gè)電子，較高的軌道則可容納 8個(gè)電子等等。事實(shí)上，這個(gè)過(guò)份簡(jiǎn)化了的 模型并不是完全正確的 1，但它足以幫助我們說(shuō)明激光的基本原理。電子可以透過(guò)吸收或釋放能量從一個(gè)能階躍遷至另一個(gè)能階。例如當(dāng)電子吸收了一個(gè)光子2時(shí)，它便可能從一個(gè)較低的能階躍遷至一個(gè)較高的能階（圖二a）。同樣地，一個(gè)位于高能階的電子也會(huì)透過(guò)發(fā)射一個(gè)光子而躍遷至較低的能階（圖二b）。在這些過(guò)程中，電子吸收或釋放的光子能量總是與這兩能階的能量差相等。由于光子能量決定了光的波長(zhǎng)，因此, 吸收或釋放的光具有固定的顏色。當(dāng)原子內(nèi)所有電子處于可能的最低能階時(shí)，整個(gè)原子的能量最低， 我們稱原子處于基態(tài)。一顯示了

8、碳原子處于基態(tài)時(shí)電子的排列狀況。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)電子處于較高的能階時(shí)，AlZ我們稱原子處于受激態(tài)。前面說(shuō)過(guò)，電子可透過(guò)吸收或釋放在能階之間躍遷。躍遷又可分為三種形式：電子透過(guò)吸收光子從低能階躍遷到高能階（圖二a）。電子自發(fā)地透過(guò)釋放光子從高能階躍遷到較低能階（圖二 b）。光子射入物質(zhì)誘發(fā)電子從高能階躍遷到低能階，并釋放光子。入射光子與釋放的光子有相同的波長(zhǎng)和相，此波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)能階的能量差。一個(gè)光子誘發(fā)一個(gè)原子發(fā)射一個(gè)光子，最后就變成兩個(gè)相同的光子（圖二C）。圖三紅寶石激光的示意圖激光基本上就是由第三種躍遷機(jī)制所產(chǎn)生的。圖三顯示紅寶石激光的原理。它由一枝閃光燈,子。在開始時(shí)，閃激光介質(zhì)和兩面鏡所組

9、成。激光介質(zhì)是紅寶石晶體，當(dāng)中有微量的鉻原光燈發(fā)出的光射入激光介質(zhì)， 使激光介質(zhì)中的鉻原子受到激發(fā)， 最外層的電子躍遷到受激態(tài)。此時(shí)，有些電子會(huì)透過(guò)釋放光子，回到較低的能階。而釋放出的光子會(huì)被設(shè)于激光介質(zhì)兩端的鏡子來(lái)回反射，誘發(fā)更多的電子進(jìn)行受激輻射，使激光的強(qiáng)度增加。設(shè)在兩端的其中一面鏡子會(huì)把全部光子反射，另一面鏡子則會(huì)把大部分光子反射，并讓其余小部分光子穿過(guò);而穿過(guò)鏡子的光子就構(gòu)成我們所見的激光。原子基態(tài)圖四 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的狀態(tài)產(chǎn)生激光還有一個(gè)巧妙之處，就是要實(shí)現(xiàn)所謂粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的狀態(tài)。以紅寶石激光為例（圖四），原子首先吸收能量，躍遷至受激態(tài)。原子處于受激態(tài)的時(shí)間非常短，大約?秒后，它便會(huì)落到

10、一個(gè)稱為亞穩(wěn)態(tài)的中間狀態(tài)。原子停留在亞穩(wěn)態(tài)的時(shí)間很長(zhǎng)， 大約是？秒 或更長(zhǎng)的時(shí)間。電子長(zhǎng)時(shí)間留在亞穩(wěn)態(tài)， 導(dǎo)致在亞穩(wěn)態(tài)的原子數(shù)目多于在基態(tài)的原子數(shù)目，此現(xiàn)象稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的關(guān)鍵，因?yàn)樗雇高^(guò)受激輻射由亞穩(wěn)態(tài)回到基態(tài)的原子，比透過(guò)自發(fā)吸收由基態(tài)躍遷至亞穩(wěn)態(tài)的原子為多，從而保證了介質(zhì)內(nèi)的光子可以增多，以輸出激光。燈光：至渡長(zhǎng)' 不相千' 分Ifit圖五普通燈光與激光的比較激光透過(guò)受激輻射產(chǎn)生，有以下三大特性（圖五）：1. ?激光是單色的,在整個(gè)產(chǎn)生的機(jī)制中，只會(huì)產(chǎn)生一種波長(zhǎng)的光。這與普通的光不同，例 如陽(yáng)光和燈光都是由多種波長(zhǎng)的光合成的，接近白光。2. ?激光

11、是相干的,所有光子都有相同的相，相同的偏振，它們迭加起來(lái)便產(chǎn)生很大的強(qiáng)度。 而在日常生活中所見的光，它們的相和偏振是隨機(jī)的，相對(duì)于激光，這些光就弱得多了。3. ?激光的光束很狹窄, 并且十分集中，所以有很強(qiáng)的威力。 相反，燈光分散向各個(gè)方向轉(zhuǎn) 播，所以強(qiáng)度很低。以能量劃分，激光可大致可分為三類, 第一類是低能量激光， 這類激光通常以氣體為激光介 質(zhì)，例如在超級(jí)市場(chǎng)中常用的條形碼掃描儀，就是用氦氣和氖氣作為激光介 _ 質(zhì)的；第二類 是中能量激光，例如在課堂上用的激光指示器;最后一類為高能量激光， 一般用半導(dǎo)體作為激光介質(zhì)，輸出的功率可高達(dá) 500 mW。用于熱核聚變實(shí)驗(yàn)的激光可發(fā)射出時(shí)間極短但能

12、量 極高的激光脈沖，其脈沖功率竟可達(dá)10X4 W這激光可產(chǎn)生達(dá)一億度的高溫，引發(fā)微粒狀的氘-氚燃料進(jìn)行熱核聚變。1 根據(jù)量子力學(xué)，電子不是在一些明確的軌道上繞原子核運(yùn)動(dòng)的，它們的位置只可利用或然率通過(guò)薜定諤方程預(yù)測(cè)。2 量子力學(xué)說(shuō)明光也有粒子的性質(zhì)，特別是在光與原子作用的時(shí)候。光的粒子稱為光子。源自：/articles/laser/laser.html激光基本原理1、LASER 是什么意思LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation（ 通過(guò)誘導(dǎo)放出實(shí)現(xiàn)光能增 幅）的英語(yǔ)開頭字母2、激光產(chǎn)生的原理激光 “受激輻射放大 ”是通過(guò)強(qiáng)光照射激光發(fā)生介質(zhì)，使介質(zhì)內(nèi)部原子的電子 獲得能量，受激而使電子運(yùn)動(dòng)軌道發(fā)生遷移，由低能態(tài)變?yōu)楦吣軕B(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原 子，受外界輻射感應(yīng)，使處于激發(fā)態(tài)的原子躍遷到低能態(tài)，同時(shí)發(fā)出一束光；這束光 在頻率、相位、傳播方向、偏振等方面和入射光完全一致，此時(shí)的光為受激輻射光。為了得到高能量密度、高指向性的激光，必須要有封閉光線的諧振腔，使觀光束 在置于激光發(fā)生介質(zhì)兩側(cè)的反射鏡之間往復(fù)振蕩，進(jìn)而提高光強(qiáng)，同時(shí)提高光的方向 性。含有釹（ ND ）的 YAG 結(jié)晶體發(fā)生的激光是一種人眼看不見的波長(zhǎng)為 1.064um 的近