激光方向性好的原因

激光方向性好的原因激光产生原理：一个原子从高能阶降到低能阶时，会放出一个光子，叫做自发放光。原子在高能阶时受到一个光子的撞击，就会受激而放出另外一个相同的光子，变成两个光子，叫做受激放光。如果受激放光的过程持续产生，则所发出来的光子便会越来越多。只要我们把高能阶的原子数量控制在高于低能阶的原子数量，那么受激放光的过程就会持续产生，这种控制原子受激放光的装置我们称它为“光放大器”。我们也知道，光线发射出去时是以光速朝各个方向前进的，为了让产生的光线能够被收集起来并持续放大加以利用，则必须利用叫做「共振腔」的设备，把由光放大器所产生的光线用反射镜局限在一个特定的范围内，让光线可以来回反射，且由于光放大器所产生的光子是相同的，所以行进的方向也会相当一致。透过共振腔的作用，能让光线行进的方向完全相同，也就是说拥有跟共振腔相同方向的光线才会被放大，其余不同方向的光线都不会放大，而不符合放大条件产生的受激辐射光子，会很快被率减吸收掉，只有符合放大条件的光子，因为谐振而增加，产生了类似核裂变的连锁反应，从而消耗了已经产生的绝大多数亚稳态电子，并抑制其它方向受激辐射发生。因此在激光设备开启初期，受激辐射并没有先天性的在某个方向具备优势，只是在谐振发生后，符合放大谐振条件的光子数占据了优势，每一个亚稳态电子一旦形成，它遇到谐振方向的诱导光子的机会比遇到非谐振方向诱导光子的机会高很多，从而排挤了非谐振方向受激辐射的“生存空间”。这是产生激光的首要条件。由以上激光产生的原理可知，激光方向性好的主要原因在于共振腔的反射作用，由于被反射的光线是与共振腔相同方向的，并且，只有这样的光线才会别放大从而在激光器中产生激光。所以，激光的方向性特别好，特别一致。已知激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。应用：A测量激光测距仪：激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪分手持激光测距仪和望远镜式激光测距仪。1、手持激光测距仪：测量距离一般在200米内，精度在2mm左右。这是目前使用范围最广的激光测距仪。在功能上除能测量距离外，一般还能计算测量物体的体积。2、望远镜式激光测距仪：测量距离一般在600-3000米左右，这类测距仪测量距离比较远，但精度相对较低，精度一般在1米左右。主要应用范围为野外长距离测量。B武器激光制导：利用激光获得制导信息或传输制导指令使导弹按一定导引规律飞向目标的制导方法。分类：1．激光驾束制导激光接收器置于导弹上，导弹发射时激光器对着目标照射，发射后的导弹在激光波束内飞行。当导弹偏离激光波束轴线时，接收器敏感偏离的大小和方位并形成误差信号，按导引规律形成控制指令来修正导弹的飞行。2．激光半主动式自动导引使用位于载机或地面上的激光器照射目标，导弹上的激光导引头接收从目标反射的激光从而跟踪目标并把导弹导向目标。3．激光主动式自动导引激光照射器装在导引头上。这种激光制导的自动化程度高，但实际上还没有应用到反坦克导弹上。4．激光传输指令制导用激光脉冲代替红外半自动指令制导中用来传输控制指令的导线。弹上接收机用激光接收器。激光脉冲经编码后发射出去，如采用哈明码(一种能自动纠错的码)对激光脉冲进行编码。激光波束方向性强、波束窄，故激光制导精度高，抗干扰能力强。但是0.8—1.8微米波段的激光易被云、雾、雨等吸收，透过率低，全天候使用受到限制。如采用10.6微米波段的长波激光，则可在能见度不良的条件下使用。激光制导是60年代才开始发展起来的一种新技术。目前已出现激光半主动制导和激光驾束制导的空对地、地对空导弹以及激光制导航空炸弹。激光驾束和激光半主动制导已应用于反坦克导弹技术中。参考文献：1.激光测量技术2.激光测量技术及其应3.激光的四大特性4.激光的产生原理及其特性5.激光应用大全6.激光制导技术7.激光应用技术8.激光束特性与模式9.激光测距传感器原理及应用10.中国光学与应用光学文摘