激光和普通的光有什么區(qū)別
激光和普通光最大的區(qū)別是其譜線非常狹窄,在各種光學(xué)系統(tǒng)中表現(xiàn)出非常一致的折射率。普通光源和理想的點(diǎn)光源不是同一個(gè)概念,通常情況下,平行光束也好,點(diǎn)光源也好,都是按單頻(譜寬為0)分析的。比方說,單頻的平行光束經(jīng)過凸透鏡,才會(huì)匯聚于一個(gè)焦點(diǎn),并不是普通光源都這樣。而絕大多數(shù)普通光源發(fā)出的光,無論是傳方向,振幅以及頻譜。都是十分復(fù)雜的。同時(shí),高斯光束和激光也不是同一個(gè)概念,高斯光束只是激光的一種特例。比如把高斯光束擋掉一半,乘下的部分還是激光。樓主以理想點(diǎn)光源代替普通光源,以高斯光束代表激光來進(jìn)行對(duì)比是不合適的,可以說激光是最接近理想光源的實(shí)際光源。所以,激光和普通光的區(qū)別,不是光斑模式、不是能量密度、不是發(fā)散角,而是譜線寬度。
1. 近軸光學(xué)中,點(diǎn)光源是一個(gè)理想概念,把它放在球面透鏡的焦點(diǎn)上,確實(shí)可以在近軸區(qū)域得到平行光束,超過這個(gè)區(qū)域限制之后,不再是平行光束(或者說平面波);而實(shí)際中的光源,沒有任何一種可以達(dá)到理想點(diǎn)光源的效果,因此理想的平行光束(或者說平面波)無從實(shí)現(xiàn)。另外,真正的平行光束/平面波,必須是無限大的,任何有限截面的光束,都不會(huì)是嚴(yán)格的平面波;
2. 激光束一般會(huì)接近于高斯光束,部分解釋見4,但不一定非要近似于高斯光束,也可以近似為高斯-拉蓋爾光束、貝塞爾光束等,由激光器的具體情況決定;激光光束一定不能通過球面透鏡整成平行光束/平面波,部分原因可參考1。
3. 普通光源不可能是理想點(diǎn)光源,因此不會(huì)發(fā)出理想的球面波,也就不存在能量向空間均勻輻射的問題。
4. 基模的激光束接近于基模高斯光束,M^2因子越接近1,它就越接近基模高斯光束。
5. 高斯光束的發(fā)散角不一定小,這個(gè)完全由光束本身的參數(shù)決定;當(dāng)經(jīng)過球面透鏡變換之后,發(fā)散角會(huì)發(fā)生變化,但始終不會(huì)等于0。
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