激光是如何工作的?

的激光(受激辐射光放大)是现代光学的一大胜利。通过利用一种被称为受激发射的量子力学效应，激光产生一种相干的、近乎单色的光子束。非激光光源通常会产生不同波长的非相干、非聚焦光束，禁止某些应用。

要制造激光器，必须有两个组成部分——增益介质和谐振光学谐振腔．对于增益介质，可以使用某些晶体、玻璃、气体、半导体甚至染色液体。增益介质由能量泵源(如电流或另一种激光)刺激。介质吸收能量，激发介质中粒子的状态。在达到一定的阈值(称为种群反转)后，穿过介质的光会产生更多的受刺激的发射或释放能量，而不是吸收能量。

谐振光学腔是一种特殊尺寸的腔体，一端是一面镜子，另一端是半镀银的镜子。这两个反射表面使困在里面的光通过增益介质来回反射，每通过一次就获得更大的能量。当这种效应趋于平稳时，增益被称为饱和，光就变成了真正的激光。不同的增益介质产生不同波长的激光。

激光器有连续激光器和脉冲激光器两种。连续激光器在大多数应用中更有用，但脉冲激光器的能量可能非常大。光束随时间发散的程度与其直径成反比。小光束发散很快，而大光束则保持相干。

当激光在1960年被贝尔实验室申请专利时，它不能立即得到任何应用，尽管光谱分析，干涉测量，雷达和核聚变被讨论为潜在的兴趣领域。今天，激光是最万能的技术奇迹之一，应用于数据存储和检索，激光切割、视力矫正、测量、测量、全息摄影和显示，甚至是核聚变。自20世纪80年代中期以来，最大可实现的激光脉冲强度呈指数增长。有一天，激光可能会被用来产生净能聚变反应，为整个人类提供能源。它们也可能被用来推动太阳帆进入外层空间的深处。