雷射測速儀 P. 6

雷射測速儀

香港科技大學物理系

梁家倫，譚永炎教授

前言

以往我們提及的激光只在研究實驗室中找到，今天激光與我們的生活已息息相關，由普通使用的光源到高科技用品，例如電腦、VCD和DVD等。由於激光具有相干性和低發散的特性，所以也可應用於偵測車速方面。事實上，世界多個國家已採用了激光(雷射槍)來偵測車速多年，而香港警方亦於1994年5月開始使用雷射槍以加強有關超速的執法行動。在本篇文章內，我們將討論有關雷射槍的原理及其在偵測車速上的應用。

產生激光的原理

「LASER（激光或雷射）」一詞是「Light Amplification by Simulated Emission of Radiation」的英文縮寫。簡單來說，一個激光裝置包括一片激活物質（或稱激光介質）置於兩塊用作反射的鏡片之間。這兩塊鏡片和激光介質構成一個光學共振腔（或稱光學空腔共振器）從而產生激光。激光介質內的原子被外來的能量源激發至一個較高的能量狀態。當這些激發的原子被其他在介質中的原子所發出的光所刺激，它們所儲藏的能量就會以光的形式釋放出來。這種現象稱為「受激輻射」。圖１顯示一個激光諧振腔的簡圖。兩塊鏡片相隔一特定距離，光在這兩片鏡片之間來回反射會形成駐波。這種設計可令介質內的受激原子在釋放能量時產生十分強烈及相干的激光。為使光可以從激光諧振腔釋放出來，其中一塊鏡片只會反射部分光，因此部分激光可由此鏡片穿出。空腔共振器的體積不需要很大，而事實上，它甚至可以小於一毫米，就好像半導體激光，它已被應用於很多商業及研究上。而用於偵測車速的雷射槍內的光源，其實是屬於一種半導體激光，稱為激光二極管。離

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