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氦氖激光器工作原理(一)

星之球激光 來源:中國激光網(wǎng)2011-09-28 我要評論(0 )   

我們通常把發(fā)光的物體叫做光源,如太陽、電燈、燃燒的蠟燭等。光具有能量,它可以使物體變熱,使照相底片感光,這就是能的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。光能含在光束中,光束射入人的眼睛...

     我們通常把發(fā)光的物體叫做光源,如太陽、電燈、燃燒的蠟燭等。光具有能量,它可以使物體變熱,使照相底片感光,這就是能的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。光能含在光束中,光束射入人的眼睛,才引起人的視覺,所以我們能夠看到光源發(fā)射的光。那么我們?yōu)槭裁催€能看到不發(fā)光的 物體呢?是因為光源發(fā)射的光照射到它們,不發(fā)光的物體受光后,向四面八方漫反射的光射入了我們的眼睛,所以我們也能看到不發(fā)光的物體。 

    產(chǎn)生激光的光源,和普通的光源明顯不同。如普通白熾燈光源是通過電流加熱鎢絲的原子到激發(fā)態(tài),處于激發(fā)態(tài)的原子不斷地自發(fā)輻射而發(fā)光。這種普通的光源具有很大的散射性和漫射性,不能控制形成集中的光束,也就不能應(yīng)用于激光打印機。激光打印機所需要的激光光束必須具有以下特性: 
    ①高方向性。發(fā)出的光束在一定的距離內(nèi)沒有散射和漫射。 

    ②高單色性。純白光由七色光組成。 

    ③高亮度,有利于光束的集中并帶有很高的物理能量。 

    ④高相干性,容易疊加和分離。 激光器是激光掃描系統(tǒng)的光源,具有方向性好、單色性強、相干性高及能量集中、便于 調(diào)制和偏轉(zhuǎn)的特點。 早期生產(chǎn)的激光打印機多采用氦-氖(He-Ne)氣體激光器,其波長為632.8μm,其特點是 輸出功率較高、體積大、是壽命長(一般大于1萬小時) 性能可靠,噪音低,輸出功率大。但是因為體積太大,現(xiàn)在基本已淘汰。現(xiàn)代激光打印機都 采用半導(dǎo)體激光器,常見的是鎵砷-鎵鋁砷(CaAs-CaAlAs)系列,所發(fā)射出的激光束波長一 般為近紅外光(λ=780μm),可與感光硒鼓的波長靈敏度特性相匹配。半導(dǎo)體激光器體積 小、成本低,可直接進(jìn)行內(nèi)部調(diào)制,是輕便型臺式激光打印機的光源。 

    激光打印機 

    激光掃描是用來產(chǎn)生非常小的高精度光點,用于高質(zhì)量的文字及圖像的印刷,常用的激 光掃 
描系統(tǒng)工作原理是:在工作物質(zhì)兩端設(shè)置兩塊相互平行的反射鏡(柵極),這兩塊反射 鏡之間構(gòu)成了一個諧振腔。諧振腔的一塊反射鏡為全反射鏡,另一塊為半反射鏡,當(dāng)工作物 質(zhì)受激,原子自發(fā)輻射的光子在諧振腔內(nèi)不斷地來回反射,輻射出的光子不斷增加。當(dāng)諧振 腔內(nèi)疊加的光子增加到一定量時,就會穿透半反射的反射鏡面發(fā)出一束非常強的光,這就是 激光。這樣發(fā)出的光束非常集中,幾乎沒有散射,只要我們利用控制技術(shù)將光波波長控制在 700~900μm(納米),這樣所產(chǎn)生的激光就可以滿足激光打印機感光鼓的曝光需要。 

    現(xiàn)代所用的半導(dǎo)體激光器,通常采用激光二極管,它的原理與普通的二極管極為相似,如都有一對PN結(jié),當(dāng)電壓和電流加到激光二極管上時,P型半導(dǎo)體材料中的空穴和N型材料中的自由電子產(chǎn)生相對運動, PN結(jié)處載流子的密度增加非常大,自由電子和空穴重新復(fù)合,因而產(chǎn)生受激輻射,釋放出具有激光特性的光子,由激光器諧振腔內(nèi)的反射鏡反射,透過激光孔和孔內(nèi)聚焦鏡,射出激光束。 
 

 

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