激光原理

在许许多多的光源之中，有一个尤为突出：激光光束。激光是“受激辐射的光放大”的缩写。因此，严格来讲，激光这个单词描述的是一个物理过程。光不再是激发态原子或者分子自发随机的辐射的，而是，原子或者分子受到激发，或者泵浦，产生了辐射。

受激辐射：那么它是如何工作的？ 当一个光子打到一个激发态的原子时，它会激发一个电子下降到一个低能级，因此辐射出另一个光子。要是这种情况发生，入射光子必须有着确切的正好的能量。这个能量必须和原子的受激能级和较低能级的能量差一致。因此，受激辐射是一个共振过程。受激辐射后，两个光子一起向前传播。新的光子和第一个光子有些相同的频率，相位并且和它的运动方向一致。

在辐射过程前后，观察者会注意到光束变得稠密了。辐射前，仅有一个光子，现在有了一起传输的同样类型的两个光子。当这些光子打到其他激发态的原子，他们会激发其他光子的释放，光束进一步放大。基于光放大的方式，激光也被认为是光学放大器。

是什么让激光如此特殊?

激光的特殊性质使它如此的成功。事实上，现在很难想象没有激光的世界会是怎么样的。这些性质和传统的光源有很大的区别。激光是单色，相干的，单方向的。这些性质决定了激光可以有些及其广泛的应用。

单色性：  激光束中所有的光子有着相同的波长。波长由物质辐射激光过程中能量的转移决定。单色光主要用于和干涉相关的应用。这些应用包括CD播放器或者测量仪器。

相干性：所有光子都是相同的，或者相互步调一致。所有有着相关一致关系的波列。构成了想干的激光。想干涉效应用于技术应用时想干性扮演着重要的角色。CD播放器或者测量技术也是不错的列子。

单一方向：光子有着相同的方向并且相互平行移动。结果，激光形成了紧密的光束而且发散很小。这使得控制激光束并让全部能量聚焦到极小的点上尤为容易。这在材料加工上特别容易。