半导体激光为什么看起来有噪点?

Question

比如小摊上能买的那种"红外线" 发出的光好像全部都是密密麻麻的噪点组成的,而且那些噪点看起来好像在跟着我的眼睛移动而不是固定的,这是什么原因?
我没记错的话学校的气体激光也有一样的噪点,那些噪点也是相对于眼睛好像是静止的. 眼睛盯着一个地方看,移动光点的话会觉得那些噪点也是静止的.
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我还是稍微有点研究的， 我这个激光笔是全自制的，使用的是刻录机用的二极管激光，功率是200毫瓦左右。 作为激光的确是糙了些不过我发现这些噪点的大小不受反射面料的影响，不受光点大小（包括无透镜）影响，不受举例影响也不受亮度影响。 可以肯定的是这不是视觉滞留，由于不受距离影响也肯定不是反射材料的差异。 我也可以完全排除杂质灰尘等因素。
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和空气中的尘埃产生干涉的确有可能，但是我发现在非常近的距离内还是有同样的噪点，虽然有尘埃在比较近的距离内至少可以减缓很多可是实际效果几乎没有变化。
据我了解我使用的半导体激光器只有镜头上有一个聚光镜，我都是拿下来观察噪点的否则光点太亮啥都看不见了，所以可以排除聚光镜上的灰尘问题。 激光器（直径3毫米左右）本身最多应该只有一层玻璃，射出激光为650nm红色激光，有大约20度的散射角度，大致成椭圆形。

Answer 1

你的问题分两个方面哦：

首先呢，小摊上卖的那种东西，以及通常我们玩的激光笔之类的东西，有的并不是真正意义上的激光，而有的则由于做功太粗糙，比如出射的透镜上有微小的灰尘等原因，导致光点仿佛是密密麻麻的小点组成的。不过这样的小点是不会随眼睛视线的移动而移动的，毕竟它和眼睛没有关系嘛。

另外你说的那种仿佛跟着研究走的现象，其原因是视觉的刺激暂留现象。由于这类激光（即便是玩具）往往光线的强度都很大，虽然没有直接照射眼睛，但是看到屏幕或物体表面的光斑后，就会在眼睛里的视网膜上造成很强的刺激，从而是被刺激的部分出现短暂的失明或光感下降的现象。于是我们就觉得好像那些点和影子是随着视线在动了。所以在我们在作激光实验的时候，不仅要避免直接看光源，也要尽量少的看屏上的光斑，以此来保护眼睛。

你还可以作个小实验来验证一下。先定睛看着那个光斑，不要移动视线，大约5秒后，立刻把视线转到一张白纸上，就能发现白纸上能看到一些阴影。为了防止视线不自觉的移动，还可以在激光屏幕和白纸上都花个小黑十字叉，然后盯着这个小叉看。这样你就能明白刚才你提出的问题了哟。

还有什么问题就发信给我吧~

【你的问题还真是变化多多呀，这个事情要这样考虑，首先要解释斑点产生的原因，然后要解释随你的视线移动的原因。我上面的解释是针对你刚开始提出的问题的，所以主要提出了斑点产生的可能性，而后集中解释了随视线移动的问题，现在针对你的新问题，再单独解释一下光斑的问题：

假如忽略灰尘和屏幕的影响，也暂时不考虑眼睛视觉的作用，单纯考虑激光器本身的构造和原理，那么杂斑的产生主要原因只有一个，就是腔体整体工艺的问题造成的。

下面的解释涉及一些专业知识，属于激光原理和激光器的范畴，我想可能你不是这个专业的学生，不过你问得这样深入，只好用专业知识来解释了。简单来说，无论是什么激光器，都由泵浦源，谐振腔以及附属结构构成，泵浦产生初始激励，其光源的带宽理论上就有一定的宽度，例如我们说其频率是100，其实可能是从99.9到100.1之间，但在设计谐振腔的时候则按照中心频率设计，传统的光学系统谐振腔包括许多组透镜，以及反射膜等等，初始光要在这个谐振腔中来回反复直到达到设计的要求才会最终出射出去（这也是为什么一般实验室激光器需要先预热一段时间），当整体稳定后，才能持续输出激光。然而由于频率的微小差别也会导致在反射和谐振过程中的光程差，所以不同光程差的光会相互衍射，从而形成光斑。

其他结构的激光器，例如半导体激光器，光线激光器等等，其基本原理是相同的，就是在基本光学中也涉及这些问题。例如一块最普通的凸透镜，假如用平行光去照射他，我们都知道应该聚焦到一点，但是事实上不可能完全聚焦到一点，这以方面由于绝对的平行光难以得到，更主要的原因是因为透镜存在像差等许多因素。而对于激光器这样的高精度仪器，更是对微小的差别反应明显了。

所以，简单的说，光斑的产生可以认为是制作工艺造成的，主要来源是初始光的带宽以及谐振腔内各个反射面对于光的反射折射效果有微小差别，而造成了自衍射，最终导致散斑现象。再加上空气灰尘，眼睛视线暂留等等许多外部原因，就出现了你所看到的现象了。

假如你很喜欢研究这个问题的话，我可以回去找找以前上课用的电子文档，发给你一份。或者你自己去寻找一些激光原理的书看一看，就能明白了哟。】

Answer 2

楼上几位理解错了，楼主问的绝对不是视觉暂留那么简单。你们最好先去实验观察一下这个现象。理解好他说的“噪点”的意思。
这个现象我很早就注意到了，也一直在思考。首先，只有激光有这个现象，所以肯定与激光的频率单一性等特点有关。到现在我猜测分析的最后结论仍然是干涉，只是不全是反射光的原因。
如果是完美平行光的话，光点内部光强均匀的。现在出现噪点，而且你注意看那些“噪点”的分布图样（密度，噪点大小）出现在不同材质的表面时和移动时，不因所在的材质纹理等变化。这稳定的分布还是干涉的特征，只不过干涉首先来源在光源结构内部。把小激光器拆开，里面有透镜和很多反射面，同一束激光经过这些光具时叠加。
但也不只这样。如果只是光源的原因，噪点整体图案肯定随光点移动，但是我看到光点移动时，你要是保持眼睛不动，噪点也不动。所以有一次我还以为照在手上的光点里的图案是细胞排列的。而眼睛动，从不同方向观察时噪点在光点内的位置有变化。对于这一点，我想这又与反射光干涉有关。不同角度下人眼视线所在干涉区强弱不同。而眼睛连续移动的话，这种强弱变化很快，再加上视觉暂留，我才看到噪点跟随眼睛。
以前跟别人提起，没人注意过这些噪点。楼主幸会！以上是个人见解，供你参考。期待官方答案……

参考资料：http://baike.baidu.com/view/95547.htm

Answer 3

相信你学过大学物理了,激光的原理是原子的激发态跃迁到较低级能带时光子的释放的集合体.
所以他具有一定的能量量子性,不是任意频率的自然光，而是具有不连续波长光谱，这些光在一定距离下要发生干涉，而激光是高度一致的同频光系，能在一定距离下产生干涉，产生明暗相间的条纹。但当光形成光束时，形成明暗条纹高度重叠，暗区就不明显，不过暗条纹重叠形成暗点，大概就是房主所说的噪点了。原理就是以上所说的了，至于噪点的移动我没有理论依据

参考资料：大学物理（原子学）

Answer 4

是由于内部小颗粒形状不规则，所以全反射后的光也无规则，看上去好象在移动而已。

Answer 5

一是和粗糙的表面有关，产生了不规则反射，但似乎不能解释密密麻麻
二是因为不同激光束(一个激光笔发出很多束激光)之间产生干涉，这个就需要实地观察验证了。