激光的原理主要基于 量子力学中的受激辐射现象。当原子或分子中的电子处于高能级时,它们会寻求跃迁到低能级以释放能量。在某些特定条件下,这些电子可以在外界光子的刺激下,以光的形式释放出几乎全部的能量,这个过程就是受激辐射。在激光器中,通过特定的技术手段,如光学谐振腔和泵浦源,使得大量的原子或分子处于高能级状态。当这些高能级的粒子受到外界光子的激发时,它们会释放出大量频率相同、方向一致的光子,这些光子在谐振腔内不断反射、放大,最终形成一束高亮度、高方向性、高单色性的激光。
激光的产生依赖于特定的激光器,这些激光器能够发出具有特定波长的光束。激光的应用领域极为广泛,涵盖了从科技到医疗的众多方面。在科技领域,激光技术在工业制造中得到了广泛应用,包括切割、打孔、雕刻、焊接和表面处理等。
激光的三大特性包括:
单色波长:
激光的光子频率范围极窄,几乎是单一颜色的光。
同调性:
激光的光束在波长、频率、偏振方向上都是一致的,具有很好的方向性。
平行光束:
激光的光束可以集中在一个非常小的区域内,具有高亮度和能量密度。
这些特性使得激光在许多应用中表现出色,例如在材料加工、医疗手术、军事应用和科学研究等领域。