激光是20世紀(jì)人類值得驕傲的重大發(fā)明之一，它是迄今性能最為優(yōu)越的光源。

自從20世紀(jì)60年代初激光被發(fā)明以來，迅速波應(yīng)用于工業(yè)、軍事、通信、醫(yī)學(xué)、科研等各領(lǐng)域，給傳統(tǒng)工業(yè)和經(jīng)典技術(shù)以巨大沖擊，產(chǎn)生大批高新工業(yè)和新的學(xué)科，影響了人類生活的方方面面。

激光是理論先于實(shí)踐的典型代表。早在1916年，愛因斯坦在研究光和物質(zhì)的相互作用時(shí)，就爽定了激光的理論基礎(chǔ)。他提出激光的產(chǎn)生與原子的結(jié)構(gòu)有關(guān)。在原子內(nèi)部，存在原子核和核外電子，電子離原子核的距離越遠(yuǎn)，所具有的能量越高，這時(shí)我們稱電子處于較高的能級(jí)。處于較高能級(jí)的電子可以自動(dòng)“跳躍”到較低的能級(jí)，同時(shí)釋放出特定頻泰的光子（光子的能量等于兩個(gè)能級(jí)的能量差），稱為自發(fā)輻射。激光打標(biāo)機(jī)器如果有光子照射進(jìn)原子，當(dāng)光子能量正好等于電子高低能級(jí)的能量差時(shí)，處于高能級(jí)的電子將在入射光子影響下向低能級(jí)躍遷，同時(shí)發(fā)出一個(gè)與入自發(fā)輻射是隨機(jī)過程，處于高能及的原子發(fā)射光子的時(shí)間是隨機(jī)的，發(fā)出的光的相位、偏振、傳插方向等參數(shù)是隨機(jī)的，光子之間沒有確定的聯(lián)系，這正是大多數(shù)自然光源所外的狀態(tài)，而等敷品射發(fā)出的光子的物理參教都與外來的光子相同，是沂平完羊的光。我們可以這樣類比，當(dāng)外國侵路者入得時(shí)，自發(fā)起來反抗入傳的游擊隊(duì)的武器、服裝、人員組成都是雜亂無章的；而政府為應(yīng)對(duì)入侵而正式征集的軍隊(duì)，其武器、服裝和人員組成都非常統(tǒng)一。

雖然理論上預(yù)言了可以有受敷幅射這樣近手完美的光，如何實(shí)現(xiàn)它卻困擾了物理學(xué)家40多年，有人甚至一度認(rèn)為這是不可能的。為什么會(huì)這樣呢？

當(dāng)光射入物質(zhì)時(shí)，原子中處于低能級(jí)的電子會(huì)吸收光子，叫作受激吸收。在正常情況下，處于較高能級(jí)的電子數(shù)量遠(yuǎn)少于處于較低能級(jí)的電子數(shù)量，原子處于這樣的狀態(tài)才比較穩(wěn)定。因此受敷吸收總是強(qiáng)于受敷幅射，從自然狀態(tài)來看，光是波吸收的。要產(chǎn)生較強(qiáng)的受激輻射，必須想辦法讓處于高能級(jí)的電子多于處于低能級(jí)的電TN以0家網(wǎng)N。D0g實(shí)現(xiàn)安：本家散登一2口I葉一完1識(shí)到用執(zhí)或電的方去扣最克入每個(gè)平中可以讓一們干政發(fā)狀態(tài)，就百可以用微波訴導(dǎo)它們發(fā)時(shí)出很理的“敦微波”，他立把這個(gè)相法記錄在一個(gè)用過的信時(shí)背面。回到實(shí)驗(yàn)室，他把復(fù)分子放在諧振溶內(nèi)，利用振蕩和反饋放大產(chǎn)生出來的受激福射，于兩年后成功實(shí)現(xiàn)了“受激輻射微皮放大”（面稱為微波敷射）。幾年之后，光學(xué)波段的受敷福射光源也被研制出來了。

同樣，在光學(xué)波段，物理學(xué)家使用了其他物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，比如氨一氛氣體、二氧化碳?xì)怏w、紅寶石等。在這些物質(zhì)中，通常存在三個(gè)或四個(gè)能級(jí)，包括一個(gè)基態(tài)陽多個(gè)激發(fā)態(tài)，其中一個(gè)激發(fā)態(tài)很穩(wěn)定，電子等粒子在這個(gè)能及上能停留較長時(shí)間，叫亞穩(wěn)態(tài)。其他能級(jí)更高的激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，粒子只能停留很短時(shí)間。在夕外界電源或者光源激勵(lì)下，處于基態(tài)的粒子被抽運(yùn)到較高的能級(jí)中，短暫停置后，粒子轉(zhuǎn)移到亞穩(wěn)態(tài)上，在這個(gè)能級(jí)上逐漸積累了大量粒子，比基態(tài)的粒子數(shù)還多，如果現(xiàn)在有光子進(jìn)入，當(dāng)光子的頻密為特定值時(shí)，它能引起亞穩(wěn)態(tài)的大量粒子同時(shí)向基態(tài)躍遷，產(chǎn)生大量頻率、相位、偏振態(tài)相同的光子，這就是敷福射。僅僅實(shí)現(xiàn)粒子教反轉(zhuǎn)，還不足以制造出激光器。因?yàn)榧す馄鞯墓ぷ魑镔|(zhì)內(nèi)原子自發(fā)輻射的初始光信號(hào)是雜亂無章的，在這些光信號(hào)的激勵(lì)下得到的放大的受敷幅射同樣是隨機(jī)的。為了得到方向單一、單色性很好的受輻射，必須在工作物質(zhì)兩端放置相互平行的反射面，形成光學(xué)諧振容。光線在兩鏡間來回反射，其中方向與管面不我營的*家漸動(dòng)后出士，口留下乖南千管面的等點(diǎn)t來我就早兩來光束方向性很好的原因。光在諧據(jù)容內(nèi)來回反射過程中，工作介質(zhì)使光線增據(jù)，從而形成強(qiáng)度很高的歡光。

激光打標(biāo)機(jī)器美國科學(xué)家梅曼利用改進(jìn)的干涉諧振腔，采用紅寶石作為工作物質(zhì)，利用高強(qiáng)閃光燈光管來激發(fā)紅寶石，于1960年5月獲得了波長為694.3納米的激光，此時(shí)距離愛因斯坦提出激光理論已經(jīng)40多年了。

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