激光原理

在許許多多的光源之中，有一個(gè)尤為突出：激光光束。激光是“受激輻射的光放大”的縮寫(xiě)。因此，嚴格來(lái)講，激光這個(gè)單詞描述的是一個(gè)物理過(guò)程。光不再是激發(fā)態(tài)原子或者分子自發(fā)隨機的輻射的，而是，原子或者分子受到激發(fā)，或者泵浦，產(chǎn)生了輻射。

受激輻射：那么它是如何工作的？ 當一個(gè)光子打到一個(gè)激發(fā)態(tài)的原子時(shí)，它會(huì )激發(fā)一個(gè)電子下降到一個(gè)低能級，因此輻射出另一個(gè)光子。要是這種情況發(fā)生，入射光子必須有著(zhù)確切的正好的能量。這個(gè)能量必須和原子的受激能級和較低能級的能量差一致。因此，受激輻射是一個(gè)共振過(guò)程。受激輻射后，兩個(gè)光子一起向前傳播。新的光子和第一個(gè)光子有些相同的頻率，相位并且和它的運動(dòng)方向一致。

在輻射過(guò)程前后，觀(guān)察者會(huì )注意到光束變得稠密了。輻射前，僅有一個(gè)光子，現在有了一起傳輸的同樣類(lèi)型的兩個(gè)光子。當這些光子打到其他激發(fā)態(tài)的原子，他們會(huì )激發(fā)其他光子的釋放，光束進(jìn)一步放大?；诠夥糯蟮姆绞?，激光也被認為是光學(xué)放大器。

是什么讓激光如此特殊?

激光的特殊性質(zhì)使它如此的成功。事實(shí)上，現在很難想象沒(méi)有激光的世界會(huì )是怎么樣的。這些性質(zhì)和傳統的光源有很大的區別。激光是單色，相干的，單方向的。這些性質(zhì)決定了激光可以有些及其廣泛的應用。

單色性：  激光束中所有的光子有著(zhù)相同的波長(cháng)。波長(cháng)由物質(zhì)輻射激光過(guò)程中能量的轉移決定。單色光主要用于和干涉相關(guān)的應用。這些應用包括CD播放器或者測量?jì)x器。

相干性：所有光子都是相同的，或者相互步調一致。所有有著(zhù)相關(guān)一致關(guān)系的波列。構成了想干的激光。想干涉效應用于技術(shù)應用時(shí)想干性扮演著(zhù)重要的角色。CD播放器或者測量技術(shù)也是不錯的列子。

單一方向：光子有著(zhù)相同的方向并且相互平行移動(dòng)。結果，激光形成了緊密的光束而且發(fā)散很小。這使得控制激光束并讓全部能量聚焦到極小的點(diǎn)上尤為容易。這在材料加工上特別容易。