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激光的优点

近二十年来，激光技术得以迅速的发展，是由于激光束具有高亮度

、准直性、方向性、同调性之特点，因此在许多方面获得了广泛的应用，如

雷射割切、加工、扫描、激光雷达、雷射位移计、雷射干涉仪．．．，是品

质控制和自动化机器人不可或缺的利器。激光技术的应用正在日益扩大之中

，在机械工业上雷射的运用日益普遍，究其用途，不外乎加工与量测两大类

。作为量测用途的雷射，其输出功率一般较加工用途的雷射低，而价格较廉

，种类也较多。量测用途的雷射除了常见的二极管雷射与氦氖雷射外，在

一些特殊的场合中，也可见到一些较高功率的雷射，做为大面积或长距离的

量测之用。在此我们对这些各种用途的雷射作整理性的简介，并对其构成的

主件特性加以说明。

雷射Laser之名称的由来，系由其装置之原理(light

amplificationbystimulatedemissionofradiation)五个英文字

取其前缀结合而成。雷射的出现可以说是人类科学〝知而后行〞的具

体实现例子。在爱迪生发明灯泡光源的时代，人类科学是处于一种〝

不知而行〞的情况，因此各式各样的东西例如木炭、羽毛、头发都拿

来测试是否适合作为灯丝，一直到钨丝装上时整个爱迪生电力厂足足

明亮了五分钟，于是全场试验的科学家为之一致欢呼，在此之前，他

们对于钨丝是否适合作为灯丝殊无把握。然而雷射就不同了，在雷射

尚未问世之前，科学家就已预言这种高同调光的存在。

１９５０年二次世界大战结束后，微波技术发达，选定氨作为微波活

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性介质，首先出现镁射(Maser,M为microwave之缩写），然而

其实用价值较低，因此仍然希望得到光束的放大作用。1960年由T

.H.Mainman及A.Javan产生世上第一部红宝石脉冲雷射。

一般量测使用低能量的可见光雷射或可见光雷射，对于皮肤，衣物，任何

物质的测量对象均无伤害性，同时，发射的光束并不夹杂不可见光或其它具

有伤害性辐射，但绝不可目视激光束及光束中的镜面或高反射率物体的反

射光。，因此不可使雷射光照射到任何他人的眼睛或面部，最好限制不必要

的旁观者旁观。在实验区域附近，也不可乱置一些不必要的反光物，尤其是

镜面类物品，更须严格列管，对与雷射光路同一水平的镜片，要格外留意。

比起其它的光源，雷射具有无可比拟的优点，因为它具有：

一．同调性：

１．实际上的光波，其波前形状并不完全一致，其波长、频率也不完全

一致。

２．所谓干涉，乃指两个有周期性或规则性的波相遇而形成的现象。一波之

波峰（谷）加上另一波之波峰（谷），则形成建设性干涉，亦即有明亮

的条纹。如果我们想利用这个干涉现象，就必须希望这个干涉现能

够让观测者清楚分辨并且能够持续一段时间。

３．当光源是由许多波长相近光的波所组成时，则若一开始波前的形状

大略一致，当走了一段后，必分离，形成混乱的波前。

４．当光的波前形成混乱时，干涉条纹即不存在，因此称上述的距离为

同调长度，雷射光在共振腔内来回数十至数万次其波长、波前形状

均较一致，因此同调长度亦较长。

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二．单色性：

单色性的习称方式有二个层次：

１．单一波长：眼睛不可分辨的情况，实际上仍然有许多波长，亦即其频宽

较大，雷射通常使用棱镜来选择单一波长的输出。

２．单一频