激光是在20世紀60年代初問世的。由于激光具有方向性強、亮度高、單色性好等特點，使其不僅成為一種新穎光源而且還發展成一種新技術-激光技術。該技術被廣泛應用于工農業生產、國防軍事、醫學衛生及科學研究等方面。

　　激光器是發射激光的裝置。按工作物質不同可分為固體激光器、氣體激光器、半導體激光器和染料激光器等。它們各有各的特點和應用場合。

　　由激光器、光學零件和光電器件所構成的激光測量裝置能將被測量（如長度、流量、速度等）轉換成電信號。因此，廣義上也可將激光測量裝置稱為激光傳感器。

　　激光的本質

　　原子在正常分布狀態下，多處于穩定的低能級E1狀態。如果沒有外界的作用，原子可以長期保持這個狀態。原子在得到外界能量后，由低能級向高能級躍遷的過程，叫做原子的激發。原子處于激發的時間非常短，處于激發態的原子能夠很快地、自發地從高能級躍遷到低能級上去，同時輻射出光子，這種發光叫做原子的自發輻射，如下圖所示。

　　圖?原子自發輻射和受激輻射

　　進行自發輻射時，各個原子的發光過程互不相關。它們輻射光子的傳播方向，以及發光時原子由髙能級向哪一個能級躍遷（即發光的頻率v）等都具有偶然性。因此，原子自發輻射的光是一系列不同頻率的光子混合。對于光源的大量原子來說，這些光子的頻率只是服從于一定的統計規律。

　　如果處于高能級的原子在外界作用影響下，發射光子躍遷到低能級上去，這種發光叫做原子的受激輻射。設原子有能量為E1和E2的兩個能級，而且E2＞E1。當原子處于E2能級上時，在能量為hv=E2－E1,（h為普郎克常數，h=6.626×10－34J?S，v為光的頻率）的人射光子影響下，這個原子可發生受激輻射，躍遷到E1能級上去，并發射出一個能量為hv=E2－E1的光子，如下圖（b）所示。在受激輻射過程中，發射光子不僅在能量上（或頻率上）與人射光子相同，它們在相位、振動方向和發射方向上也完全一樣。如果這些光子再引起其他原子發生受激輻射，這些原子所發射的光子在相位、發射方向、振動方向和頻率上也都和初引起受激輻射的人射光子相同，如下圖（a）所示。這樣，在一個入射光子影響下，會引起大量原子的受激輻射，它們所發射的光子在相位、發射方向、振動方向和頻率上都完全一樣，這一過程也稱光放大。所以在受激發射時，原子的發光過程不再是互不相關的，而是相互聯系的。這種光就是激光。

　　光的放大與吸收示意圖

　　另一方面，能量為hv=E2－E1的光子在媒質中傳播時，也可以被處于E1能級上的粒子所吸收，而使這個粒子躍遷到巧能級上去。在此情況下，入射光子被吸收而減少，如上圖（b）所示，這個過程叫做光的吸收。

　　光的放大和吸收過程往往是同時進行的，總的結果可以是加強或減弱，這取決于這一對矛盾中哪一方處于支配地位。

轉載請注明出處：傳感器應用_儀表儀器應用_電子元器件產品 – 工采資訊 http://www.iohhome.com/14998.html