激光是20世紀以來繼原子能、半導體(ti) 、計算機之後，人類的又一項重大發明。激光技術国产成人在线观看免费网站廣泛，有激光掃描、激光焊接、光纖通
信、激光武器等等。激光產(chan) 生的內(nei) 在機製，實際上是工作物內(nei) 原子或分子受激輻射，使原入射光得到放大，形成了具有高簡並度的出射
光。
激光，LASER，英文為(wei) “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”，即“受激輻射光放大”的意思。因此，激光
實際上是原子受到入射光照射後，由於(yu) 受激輻射現象，將原本的入射光放大後的產(chan) 物。相比於(yu) 普通光源，激光具有更好的方向性、單色
性、相幹性，以及更高的亮度。
那麽(me) ，什麽(me) 是受激輻射呢？
一束光，實際上就是一束光子流，由無數具有一定動量和方向的光子所組成。而光子則是由原子能級躍遷所產(chan) 生，當原子由基態（低能
級）向激發態（高能級）躍遷時，需要從(cong) 外界吸收一個(ge) 光子；而當原子由激發態向基態躍遷時，則需要向外界釋放一個(ge) 光子。
一個(ge) 光子的能量：
當我們(men) 用一個(ge) 入射光子掠過原子時，就有一定幾率使該原子由激發態向基態躍遷，從(cong) 而釋放出一個(ge) 光子，最終，我們(men) 將得到兩(liang) 個(ge) 光子
（入射光子和受激輻射所產(chan) 生的光子）。並且，原子受激輻射所產(chan) 生的光子與(yu) 原入射光的光子是性質全同的，即能量（頻率）、偏振、
相位都相同。這就是受激輻射的光放大現象，也是激光產(chan) 生的底層機製。
那麽(me) ，隻要我們(men) 讓足夠多的原子受激輻射（從(cong) 激發態向基態躍遷），不就可以將原入射光放大，從(cong) 而產(chan) 生激光了麽(me) ？
雖然原理上是這樣，但要產(chan) 生激光卻並沒有那麽(me) 簡單，因為(wei) 原子除了有受激輻射的性質之外，還會(hui) 有自發輻射的性質：即，原子會(hui) 自發
地由激發態（高能級）向基態（低能級）躍遷，同時從(cong) 外界吸收一個(ge) 光子。
也就是說，在自然狀態（熱平衡）下，處於(yu) 激發態的原子並不多，絕大多數原子都是處於(yu) 基態的。而基態，是一個(ge) 原子的最低能級，處
在基態能級的原子是無法產(chan) 生受激輻射現象的，也就無法將入射光進行放大。
因此，要產(chan) 生激光，就必須打破原本的自然（熱平衡）狀態。讓發光物質（由無數原子組成）內(nei) 處於(yu) 激發態的原子數目大於(yu) 處於(yu) 基態的
原子數目，即實現粒子數反轉。
為(wei) 了實現粒子數反轉，通常需要使用泵浦和特定的工作物質。
泵浦是一種使用光將原子從(cong) 基態升高到激發態（通常是亞(ya) 穩態）的過程。泵浦的光源應當滿足兩(liang) 個(ge) 基本條件：
1.有很高的發光功率
2.作為(wei) 泵浦源的輻射光的光譜特性應與(yu) 激光工作物質的吸收光譜相匹配。
以紅寶石激光器為(wei) 例，其激勵光源是螺旋形脈衝(chong) 氙燈，工作物質是紅寶石棒。氙燈在綠色和藍色光譜段有較強光輸出，正好能與(yu) 紅寶石
的吸收光譜對應起來，最終使紅寶石棒產(chan) 生大量激發態（亞(ya) 穩態）的原子，實現粒子數反轉。而作為(wei) 工作物質的紅寶石則需要製作成圓
柱形棒狀體(ti) ，兩(liang) 個(ge) 端麵平行並鍍銀，使之一端成為(wei) 100%的全反射麵，另一端成為(wei) 90%的部分反射麵（可看做光學諧振腔）。
大部分的激光器都是由泵浦源、工作物質和光學諧振腔構成的。光學諧振腔通常由相隔一定距離的兩(liang) 塊反射鏡組成（一塊為(wei) 全反射麵、
一塊為(wei) 部分反射麵），這樣做可以令入射光源在諧振腔內(nei) 來回振蕩，盡可能多地接觸工作物質，使工作物內(nei) 原子受激輻射的概率增大。
最終，一束方向性強、亮度高、單色性和相幹性好的激光將會(hui) 從(cong) 部分反射鏡另一端射出。
相關(guan) 文獻：《激光原理與(yu) 国产成人在线观看免费网站》（第4版）——陳家璧 彭潤玲
展示全部 
