Question

激光器的工作原理

Answer 1

　　激光器利用激光现象产生激光。其工作原理是将能量转换成光子的过程。由于光子具有波粒二象性，它既具有波的性质，也具有粒子的性质。在激光器中，得到激活，处于激发态的活性物质向低能态过渡时放出光子，后者反复穿梭于激光谐振腔(镜组)的两个反射面之间，形成高度单色、方向性和相干性的激光输出。
　　激光器的光强是由受激辐射的过程决定的。当原子处于激发态时，若有入射光子刚好与原子处于同一能级，原子的激发态电子会跃迁到另一个同能态的激发态电子上，释放出一个与入射光子相同的光子，并重新回到基态。这样，与入射光子同频率、同相位、同偏振方向、且在同一方向上行进的光子不断增加，最终有效放大，产生激光射束。
　　激光器的输出波长非常短，能量密度也很高。如半导体激光器，其输出波长只有几百纳米至几微米，功率千瓦至百瓦及以下。激光的特殊性能使之成为军事、医疗、工业生产等领域的重要工具。例如，激光史密斯玻璃运用于高能激光系统中，可达到极高的折光率，材料的透明性和力学强度都非常好，同时对宽带宽和紫外线等波长都有较高的透明度;同时医疗激光器则能够进行精确、无创伤的微创手术等。