激光简述黄斯翀物理学【简述】激光（Laser），是受激辐射放大（LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation）的首字母，又译作镭射、雷射。它指通过受激辐射放大和必要的反馈，产生准直、单色、相干的光束的过程及仪器。而基本上，产生激光需要共振腔(resonator)、增益介质(gainmedium)以及激发来源(pumpingsource)这三个要素。【原理】跃迁可分为三种形式﹕1.自发吸收-电子透过吸收光子从低能阶跃迁到高能阶。2.自发辐射-电子自发地透过释放光子从高能阶跃迁到较低能阶。3.受激辐射-光子射入物质诱发电子从高能阶跃迁到低能阶，并释放光子。入射光子与释放的光子有相同的波长和相，此波长对应于两个能阶的能量差。一个光子诱发一个原子发射一个光子，最后就变成两个相同的光子。在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”，简称激光。【激光器】激光器的种类虽然很多，但制造原理基本相同，大多由激励系统，激光物质和光学振腔三部分组成。其中：1，工作物质：粒子数布居反转的介质，称为激活介质，对光辐射有放大作用。2，光学共振腔：由一对高反射率的平行反射面构成，使随机受激辐射变为单一方向，单色性好的激光。3，激励能源：激活工作物质的能源。产生激光的必要条件：1，有激励能源和谐振腔。2，粒子数反转。3，满足增益的阀值条件和谐振条件。【特点】第一，激光是一种颜色最单纯的光。太阳光和电灯光看起来似乎是白色的，但当让它通过一块三棱镜的时候，就可以看到红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色的光，其实，还含有我们看不见的红外光和紫外光。激光的颜色非常单纯，而且只向着一个方向发光，亮度极高。第二，激光的方向性好。在发射方向的空间内光能量高度集中，所以激光的亮度比普通光的亮度高千万倍，甚至亿万倍。第三，激光亮度最高。太阳是人类共有的自然光源，整个世界沐浴在明亮的阳光之下。太阳表面的亮度比蜡烛大30万倍，比白炽灯大几百倍。第四，激光还可以具有很大的能量，用它可以容易地在钢板上打洞或切割。【应用】1，激光切割。用激光来切割钢板也是又快又省事。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。激光还可用于焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。2，激光在电子工业中得到广泛应用。可以用它来进行微型仪器的精密加工，可以对脆弱易碎的半导体材料进行精细的划片，也可以用来调整微型电阻的阻值。随着激光器性能的改善和新型激光器的出现，激光在超大规模集成电路方面的应用已经成为许多其他工艺所无法取代的关键性技艺，为超大规模集成电路的发展展现出令人鼓舞的前景。3，医学在外科手术中它不仅可以作为激光刀使用，而且在眼科、牙科、皮肤科与整容各方面都有独到的应用。激光刀的妙处在于它切割的同时也进行了灼烧，星空体育下载这恰好封闭血管防止其出血，也减少了感染的危险。对于目前的不治之症--癌症，激光也提供了有效的武器。一方面，激光可以用作激光刀来切除肿瘤；另一方面，在癌症的早期诊断方面也卓有成效。4，通讯激光发明后，结合另一发明光导纤维，光通讯重获新生并得到迅速应用。激光通讯与无线电通讯相比，激光通讯保密性好，在军事通讯中应用十分广泛。另外，在空间通讯领域，选取不被大气吸收的波长的激光可以克服无线，军事激光测距仪是激光在军事上应用的起点。60年代的越南战争和中东战争首先将其应用到火炮系统，大大提高了火炮射击精度。雷达是二战中的产物，而激光雷达又给雷达发展指示新方向。相比于无线电雷达，由于激光发散角小，方向性好，因此其测量精度大幅度提高。此外，还有精确的激光制导导弹，以及模拟战场上使用的激光武器技术运用。参考文献：激光《光学》，高等教育出版社