激光(Light Amplificationby Stimulated Emissionof Radiation)是種通過(guò)激活原子、染料分子等，使其產(chǎn)生一種具有高單色性、高亮度的光束的裝置。激光的原理基于幾個(gè)重要的物理過(guò)程：電子激發(fā)、受激輻射、放大和光的反射，需要一個(gè)外部能量源來(lái)啟動(dòng)。典型的能量源有光源、電子束、化學(xué)反應(yīng)等。當(dāng)外部能量源提供足夠的能量，原子或分子中的電子將被激發(fā)到一個(gè)高能級(jí)。在激發(fā)態(tài)，這些電子很快回到基態(tài)，釋放出一個(gè)光子。這個(gè)過(guò)程稱為自發(fā)輻射。
當(dāng)外部環(huán)境中存在一個(gè)與自發(fā)輻射光子相同頻率的光子時(shí)，它會(huì)引起被激發(fā)的電子跳到較低能級(jí)。這個(gè)過(guò)程稱為受激輻射。受激輻射的光子與激發(fā)的光子具有相同的頻率和相位，它們的集合稱為激光。激光具有高單色性和相干性，這使得它可以聚焦成非常細(xì)小的光斑。
常見(jiàn)的激光原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備：
1.激光器是產(chǎn)生激光光束的核心設(shè)備。常見(jiàn)的激光器類(lèi)型包括氣體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器等。實(shí)驗(yàn)室中常用的激光器包括氦氖激光器、二氧化碳激光器、Nd:YAG激光器等。
2.光學(xué)元件用于操控和控制激光光束。常見(jiàn)的光學(xué)元件包括透鏡、反射鏡、光束分束器、偏振器等。通過(guò)調(diào)整光學(xué)元件的位置和角度，可以改變激光的聚焦、擴(kuò)束、偏振等特性。
3.光束分析儀用于測(cè)量和分析激光光束的參數(shù)和特性。常見(jiàn)的光束分析儀包括功率計(jì)、光譜儀、光束質(zhì)量分析儀等。這些設(shè)備可以測(cè)量激光的功率、波長(zhǎng)、光束直徑、光束發(fā)散角等參數(shù)。
4.光學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)是用于支撐和固定光學(xué)元件和激光器的平臺(tái)。它通常由鋁合金構(gòu)成，具有精確的調(diào)節(jié)和定位能力，以確保實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性。
5.光學(xué)附件包括各種用于操控激光的裝置和配件。例如，光學(xué)準(zhǔn)直器用于調(diào)整激光光束的平行度和直線度，光學(xué)調(diào)制器用于調(diào)制激光的強(qiáng)度或相位，光學(xué)衰減器用于調(diào)節(jié)激光的功率等。
6.由于激光具有高能量和高功率，使用激光器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)需要采取安全措施。安全設(shè)備包括激光防護(hù)眼鏡、激光安全屏障、激光警示標(biāo)識(shí)等，以保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員和周?chē)h(huán)境的安全。
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