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功率在1瓦到5瓦的激光器无论发出什么颜色的光都能在光线聚焦点上烧着纸张或者火柴棍吗

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/06/23 00:02:11
功率在1瓦到5瓦的激光器无论发出什么颜色的光都能在光线聚焦点上烧着纸张或者火柴棍吗
功率在1瓦到5瓦的激光器无论发出什么颜色的光都能在光线聚焦点上烧着纸张或者火柴棍吗
从光的能量密度来看,由于激光光斑非常小,光输出功率1瓦以上的激光器,能量密度已经很强了.但能不能点着纸或者其他什么东西,还要看它们的吸收光谱,即这些东西是不是可以对某些颜色的光有很好的吸收.我曾经用激光对某种材料做过光热试验,据我的经验,普通纸张和火柴棍之类的东西,对可见光的吸收还是非常强的,所以只要是“有颜色”的激光,光束质量好一点(聚焦好),输出功率1瓦以上的,点燃这些东西绰绰有余.
再问: 网上几乎所有卖激光的都说要对焦,调焦后光斑变大,焦点在距离出光口较近的地方,而且一般不超过10CM(光斑越大,焦点离出光口越近),得在焦点处才能点着(功率也是1W或以以上的)。但是我看他们烧东西的视频里,光束依然很平,是条线。如果真是焦点距离出光口近的话,光束不应该再是条线了。哪怕原来平行光很细,光斑很小,相交后从焦点以外光束会发射才对。是不是他们忽悠人呢?
再答: 这个问题可能您不是这方面专业人士,不太了解。我先给你介绍一下激光输出时候,有关光束“形状”的一些基础知识。首先严格来讲,光不是一条直线,而是按照衍射的方式传播的,一般来讲,可以把光想象成直线,即“光线”。但这只是个近似的想象,实际情况并非如此。激光发射出来的光束,其能量分布并非一个圆柱体,用示意图讲,激光的光束不是这样的:也不是这样的:而是这样的:激光的光束是发散的,发散的程度可以用“发散角”来表征。光束中有一个能量最集中的点,叫做“束腰”。激光打在屏上显示出来的也并非一个圆形的光斑,根据激光的横模的不同,可能出来各种各样的斑点,可能是圆形,也可能是椭圆,也可能是很多点点。
一般根据激光器工作原理的不同,光束质量也不太一样,比如半导体激光器的发散角就相对较大,固体激光器的发散角就相对较小。因此为了让激光更加准直、让激光的能量更加集中,在输出激光时,一般都会在输出端加上透镜,对激光再次聚焦,这称为“光束整形”。经过整形的光束,发散角进一步变小,光束质量进一步提高,但依然不可能是一条直线。返回头来说你点东西的问题。由于空气对于激光也存在吸收、散射等效应,激光在空气中传播距离越长,能量衰减越严重。再加上激光本身也是发散的,所以距离越远,能量密度越低,想点燃东西也就越来越困难。根据激光器个体的差异以及整形效果的区别,激光束腰的位置距离输出端面的位置不尽相同,有的距离端面可能只有几毫米,有的可能在一米左右,因此商家说10cm以内,是完全合理的。至于你看视频为什么是条线。激光虽然有发散角,但是发散角非常小,以一般的民用绿色激光(YAG:Nd固体激光器)为例,发散角一般也就是零点几毫弧度。也就是说,打出去十几米,肉眼看光斑还是非常小的,肉眼根本不能分辨出光束的发散。但是打出去几百米或者几公里,发散就很明显了。比如我们在地球上用来照射月球测距用的激光,照射到月球上时,光斑已经发散到直径几公里大了,当然,用来测距的激光器比普通的激光器什么的可要厉害多了。
再问: 有的店家视频里展示的在距离出光口1,2米处点着东西那得是跟大功率的吧,至少10瓦以上吧
再问: 才能把焦点调到那个位置
再答: 焦点在哪个位置跟多大功率没有必然联系。并不是功率越大的焦点越远。功率足够大的激光,别说一两米,几公里外照样可以击毁炮弹、导弹。点火也并不一定是在焦点位置,只要功率密度够大就行。光输出功率1瓦的已经是非常大的了,属于第IV类激光产品,TB上卖的号称1瓦的激光笔全是骗人的,脉冲功率有可能,连续功率能做到那么大我都不相信。因为这么大的功率,只有配备有散热设备(半导体制冷或者风扇)才能连续工作,要不然增益介质根本受不了。笔式激光器做到几百毫瓦已经是不得了的事情了,售价都要几千块钱。10瓦的连续激光器,我们实验室确实也有,不过体积比电脑机箱还大。