天津
激光锡焊的特点和优势大家经常讨论，今天我们来看看激光光束本身的特性。
激光的方向性
1)光束方向性指标——发散角θ
光束发散角θ是衡量光束从其中心向外发散程度的指标，如下图所示。通常把发散角的大小作为光束方向性的定量指标。
2)激光束的发散角θ
普通光源向四面八方发散，发散角θ很大，例如点光源的发散角约为4π弧度。
激光束基本上可以认为是沿轴向传播的，发散角θ很小，例如氨-氖激光器发散角约为10-3弧度。
对比一下可以发现，激光束的发散角θ不到普通光源的万分之一。
使用激光照射距离地球约38万公里的月球，激光在月球表面的光斑直径不到2公里。若换成看似平行的探照灯光柱射向月球，其光斑直径将覆盖整个月球。
激光的单色性
1)光束单色性指标——谱线宽度△λ
光束的颜色由光的波长（或频率）决定，单一波长（或频率）的光称为单色光，发射单色光的光源称为单色光源，如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等。
真正意义上的单色光源是不存在的，它们的波长（或频率)总会有一定的分布范围，如氖灯红光的单色性很好，谱线宽度范围仍有0.00001nm。
波长（或频率）的变动范围称为谱线宽度，用△λ表示，如图所示。通常把光源的谱线宽度作为光束单色性的定量指标，谱线宽度越小，光源的单色性越好。
2)激光束的谱线宽度
普通光源单色性最好的是氪灯，其发射波长为605.8nm,谱线宽度为4.7×10-4nm。波长为632.8nm的氦氖激光器产生的激光谱线宽度小于10-8nm,其单色性比氪灯的好105倍。
由此可见，激光束的单色性远远超过任何一种单色光源。
激光的相干性
1)光束相干性指标——相干长度L
两束频率相同、振动方向相同、有恒定相位差的光称为相干光。
光的相干性可以用相干长度L来表示，相干长度L与光的谱线宽度△λ有关，谱线宽度△λ越小，相干长度L越长。
2)激光束的相干长度
普通单色光源如氖灯、纳光灯等的谱线宽度在10-3~10-2nm范围，相干长度在1mm到几十厘米的范围。氦氖激光器的谱线宽度小于10-8nm,其相千长度可达几十千米。
由此可见，激光束的相干性也远远超过任何一种单色光源。
激光的高亮度
1)光束亮度指标——光功率密度
光束亮度是光源在单位面积上向某一方向的单位立体角内发射的功率，简述为光功率/光斑面积，单位为w/cm2。由此可以看出，光束亮度实际上是光功率密度的另外一种表述形式。
2)激光束的光斑面积小
激光束总的输出功率虽然不大，但由于光束发散角小，其亮度也高。例如，发散角从180°缩小到0.18°，亮度就可以提高100万倍，如图所示。
总结来说，激光光束的特性就是单色性好，相干性好，方向性好，亮度高等四大特性，俗称三好一高。激光光束特性造就了激光锡焊的大部分优势。
看了这篇文章你了解了激光光束特性吗？
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