導(dǎo)語：自1960年美國研制成功世界上第一臺紅寶石
激光器，我國也于1961年研制成功國產(chǎn)首臺紅寶石
激光器（誕生于中國科學(xué)院長春
光學(xué)精密機(jī)械研究所）以來，激光技術(shù)被認(rèn)為是20世紀(jì)繼量子物理學(xué)、無線電技術(shù)、原子能技術(shù)、
半導(dǎo)體技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)之后的又一重大科學(xué)技術(shù)新成就。
n`vqCO7@' ~ Y4H )r 如今，我們家中用的CD和DVD播放器，辦公室的激光打印機(jī)和商場的條碼掃描器都有激光。人們用激光治療近視視力，通過
光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)送郵件瀏覽視頻。無論我們是否意識到，我們每個人每天都使用激光，但是有多少人真正了解激光是什么，如何工作？
4AZlr*U !}l)okQH<# 激光，是一種自然界原本不存在的，因受激而發(fā)出的，具有方向性好、亮度高、單色性好和相干性好等特性的光。
L((z;y>q| !CPv{c`|qg 激光的產(chǎn)生機(jī)理可以溯源到1917年愛因斯坦解釋黑體輻射定律時提出的假說，即光的吸收和發(fā)射可經(jīng)由受激吸收、受激輻射和自發(fā)輻射三種基本過程。眾所周知，任何一種
光源的發(fā)光都與其物質(zhì)內(nèi)部粒子的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)處于低能級上的粒子（原子、分子或離子）吸收了適當(dāng)頻率外來能量（光）被激發(fā)而躍遷到相應(yīng)的高能級上（受激吸收）后，總是力圖躍遷到較低的能級去，同時將多余的能量以光子形式釋放出來。
D<5gdIw a_x$I? , 如果光是在沒有外來光子作用下自發(fā)地釋放出來的（自發(fā)輻射），此時被釋放的光即為普通的光（如電燈、霓虹燈等），其特點(diǎn)是光的頻率大小、方向和步調(diào)都很不一致。
K{x<zv&, ~Xh(JK] 但如果是在外來光子直接作用下由高能級向低能級躍遷時將多余的能量以光子形式釋放出來（受激輻射），被釋放的光子則與外來的入射光子在頻率、位相、傳播方向等方面完全一致，這就意味著外來光得到了加強(qiáng)，我們稱之為光放大。
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n!ea)+^ 圖：激光產(chǎn)生機(jī)理：（左）受激吸收，（中）自發(fā)輻射，（右）受激發(fā)射
而激光的產(chǎn)生需要滿足三個條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、諧振腔反饋和滿足閾值條件。通過受激吸收，使處于高能級的粒子數(shù)比處于低能級的越多（粒子數(shù)反轉(zhuǎn)），還需要在有源區(qū)兩端制作出能夠反射光子的平行反射面，形成諧振腔，并使增益大于損耗，即相同時間新產(chǎn)生的光子數(shù)大于散射吸收掉的光子數(shù)。只有滿足了這三個條件，才有可能產(chǎn)生激光。
AY [7yPP lY?TF 激光的特性 `vL R;D !yoj ZG MB 激光之所以被譽(yù)為神奇的光，是因?yàn)樗衅胀ü馔耆痪邆涞乃拇筇匦浴?span style="display:none"> O4]Ss}ol
UF D_ 1.方向性好 ——普通光源（太陽、白熾燈或熒光燈）向四面八方發(fā)光，而激光的發(fā)光方向可以限制在小于幾個毫弧度立體角內(nèi)，這就使得在照射方向上的照度提高千萬倍。激光每200千米擴(kuò)散直徑小于1米，若射到距地球3.8×105km的月球，光束擴(kuò)散不到2千米，而普通探照燈幾千米外就擴(kuò)散到幾十米。
&{Uaa ^%IKlj- E 激光準(zhǔn)直、導(dǎo)向和測距就是利用方向性好這一特性。
h&h]z[r R u'yePJTE 2.亮度高 ——激光是當(dāng)代最亮的光源，只有氫彈爆炸瞬間強(qiáng)烈的閃光才能與它相比擬。太陽光亮度大約是1.865×109cd/m2，而一臺大功率激光器的輸出光亮度可以高出太陽光的亮度7～14個數(shù)量級。
Pkc4=i,`A qW?^_ 盡管激光的總能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小點(diǎn)處產(chǎn)生高壓和幾萬攝氏度甚至幾百萬攝氏度的高溫。激光打孔、切割、焊接和激光外科手術(shù)等實(shí)際應(yīng)用就是利用了這一特性。
+\"@2mOH{+ @2YO_rL[ 3.單色性好 ——光是一種電磁波。光的顏色取決于它的波長。普通光源發(fā)出的光通常包含著各種波長，是各種顏色光的混合。太陽光包含紅、登、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色的可見光以及紅外光、紫外光等不可見光。
o'>jO.| Vn=J$Uv0 而某種激光的波長只集中在十分窄的光譜波段或頻率范圍內(nèi)。如氦氖激光的波長為632.8納米，其波長變化范圍不到萬分之一
納米。激光良好的單色性為精密度儀器測量和激勵某些化學(xué)反應(yīng)等科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了極為有利的手段。
|I)Ms NF 14s+ & 4.相干性好 ——干涉是波動現(xiàn)象的一種屬性�；诩す饩哂懈叻较蛐院透邌紊缘奶匦�，它必然會是相干性極好的光。激光的這一特性使全息照相成為現(xiàn)實(shí)。
>Q[]i4*A hL67g 激光器的類型 [M
