激光( light amplification by stimulated emission of radiation,簡(jiǎn)稱(chēng)LASER)是受激發(fā)射的光,含義是“通過(guò)輻射的受激發(fā)射而實(shí)現(xiàn)光的放大”。所謂受激發(fā)射是指:處于高能級(jí)E2態(tài)的原子,受到外來(lái)光子的作用,若外來(lái)光子攜帶的能量hν正好等于它的某一對(duì)能級(jí)的能量差E2-E1 ,它就會(huì)從高能級(jí)E2 態(tài)躍遷到低能級(jí)E1 態(tài),并發(fā)出與外來(lái)光子完全相同的另一光子,這就是受激發(fā)射的過(guò)程。受激發(fā)射產(chǎn)生的光子在頻率上、發(fā)射方向上、偏振態(tài)、相位和速率等都與入射光子完全一樣。受激發(fā)射的結(jié)果,使原子從高能級(jí)回到低能級(jí),而光子數(shù)則由一個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè),這兩個(gè)光子又可以使另外兩個(gè)處于E2 態(tài)的原子產(chǎn)生受激發(fā)射,形成四個(gè)相同狀態(tài)的光子..因此受激發(fā)射意味著原來(lái)光訊號(hào)的放大。顯然,如果光源的發(fā)光是受激發(fā)射,那么得的光輻射就是單一頻率的、并朝著一個(gè)方向傳播。這樣放大的光是一般自然條件下得不到的“相干光”,由此獲得一種單色性好、相干性好和亮度(能量很集中)的新光源———激光。
以紅寶石激光器為代表的固體激光器和以氦氖激光器為代表的氣體激光器研制成功以后,引起了全世界科技界研究激光的熱潮,各類(lèi)激光器如雨后春筍相繼誕生。如以半導(dǎo)體材料砷化鎵( GaAs) 、硫化鎘(CdS)和碲錫鉛( Pb2SnTe)為工作物質(zhì)的半導(dǎo)體激光器;以有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物為工作物質(zhì)的液體激光器;基于化學(xué)反應(yīng)來(lái)建立粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生激光的化激光器以及自由電子激光器、準(zhǔn)分子激光器、離子激光器等等。
由于激光具有高強(qiáng)度、高單色性、高相干性等特點(diǎn),使得它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、通信、能源、軍事等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,其影響是十分巨大的。激光從問(wèn)世到應(yīng)用,比以往任何新技術(shù)所用時(shí)間都短。電話(huà)從發(fā)明到應(yīng)用大約為50年,飛機(jī)為20年,晶體管縮短為3年,而激光僅為幾個(gè)月。1997年美國(guó)斯坦福大學(xué)的華裔科學(xué)家朱棣文因其在利用激光技術(shù)冷卻囚禁氣體原子實(shí)驗(yàn)方面的杰出貢獻(xiàn),與法國(guó)和美國(guó)兩位學(xué)者一起分享了1997年諾貝爾物理獎(jiǎng)。為此激光被譽(yù)為創(chuàng)造奇跡的光，照亮21世紀(jì)之光。
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