它被稱為(wei) “最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”，是二十世紀以來繼核能、計算機、半導體(ti) 之後，人類的一項重大發明；

先點個(ge) 讚或關(guan) 注支持一下，我們(men) 繼續這個(ge) 前沿的話題。

我們(men) 先了解一下激光是什麽(me) ：激光是原子中的電子吸收能量後從(cong) 低能級躍遷到高能級，再從(cong) 高能級回落到低能級時，以光子的形式釋放出來的能量。被激發出來的光子束其光學特性高度一致，因此激光具有單色性好、方向性好，亮度高的特性。

簡單來說，激光是一種自然界原本不存在的，被激發出來的，具有亮度高、單色性與(yu) 方向性好等特性的光。

那為(wei) 什麽(me) 說激光是“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”呢？

主要原因是它定向發光，而且能量密度極高；雖然激光能量並不算太大，但是它的能量密度卻很大；我們(men) 不妨這樣想，在極短的時間裏，將大量的光子集中在一個(ge) 極小的空間中，並將聚集起的能量作用於(yu) 一個(ge) 點上發出，自然是無堅不摧，被稱為(wei) “最快的刀”也就可以理解了。

激光天生就是朝一個(ge) 方向射出，並且光束的發散度極小，大約隻有0.001弧度，無限接近於(yu) 平行，可謂是“最準的尺”

人工光源中高壓脈衝(chong) 氙燈的亮度與(yu) 太陽不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過氙燈的百萬(wan) 倍，也就是說激光的亮度是太陽光的百萬(wan) 倍，這亮度就變得非常可怕了！

其實激光的應用是非常廣泛的，比如激光切割、光纖通信、激光雷達、激光武器、甚至激光美容等等，想更深一步了解激光的朋友，歡迎評論區留言！

激光是20世紀繼核能、半導體(ti) 、計算機後又一重要發明，憑借其單色性、方向性、亮度等特性被廣泛應用於(yu) 軍(jun) 事、工業(ye) 製造、生物醫療等領域，被譽為(wei) “最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”。

LASER 是首字母縮寫(xie) 詞，全稱為(wei) “Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation.” 從(cong) 英文名稱就知道其含義(yi) ，激光設備，通過激發原子或者分子，從(cong) 而發射和增強特定波長的光。

 LASER全稱

接下來就是大佬登場了，如下圖，Albert Einstein、Charles Townes、Theodore Maiman，愛因斯坦提出了“受激輻射”理論（一個(ge) 光子使得受激原子發射相同的光子），也就是激光的理論基礎，如圖3，最牛逼的大佬就是實驗還沒做出來，就預測了其理論。中間這位Charles Townes 1954年首次用實驗證明愛因斯坦理論的科學家，但他做的是微波發射器，微波的波長比光要長，難度要低一點。1960年，Theodore Maima發明了第一個(ge) 激光發射器。

值得一提的是，1961年，在王大珩領導的長春光機所誕生了中國第一台激光器。可見中國在建國初時光學技術是很領先的。

三位大佬

受激輻射

2激光的三大特性

（1）線寬（linewidth）窄

線寬（linewidth）很窄，理想情況，隻有一種波長的波。類似通信領域的帶寬（band width）很窄。

白熾燈的線寬很寬，波長覆蓋範圍廣，如下圖。

（2）相幹性（Coherence）

激光具有相同的偏振方向和相位，如下圖。

不同於(yu) 普通的白熾燈，光波的方向是不相關(guan) 的（incoherence），如下圖

（3）能量強

激光束具有高度的方向性，激光筆僅(jin) 5 mW的功率對眼睛來說比陽光直射更“致盲”（和危險）。由於(yu) 其高輻射度，激光束可以投射很遠的距離或聚焦到非常小的點。精心設計的激光器產(chan) 生的光束隻會(hui) 以衍射定律規定的最小量擴展（“發散”）。

激光的基本原理

愛因斯坦預測，被激發的原子可以通過一種稱為(wei) 受激發射的過程將儲(chu) 存的能量轉化為(wei) 光。這個(ge) 過程通常從(cong) 一個(ge) 被激發的原子通過自發發射產(chan) 生光子開始。當這個(ge) 光子到達另一個(ge) 被激發的原子時，相互作用會(hui) 刺激該原子發射第二個(ge) 光子。

這個(ge) 過程有兩(liang) 個(ge) 重要特征。首先，它是乘法的——一個(ge) 光子變成兩(liang) 個(ge) 光子。如果這兩(liang) 個(ge) 光子與(yu) 另外兩(liang) 個(ge) 被激發的原子相互作用，這將產(chan) 生總共四個(ge) 光子，依此類推。其次，也是最重要的，這兩(liang) 個(ge) 光子具有相同的性質：波長、方向、相位和偏振。這種在存在足夠數量的激發原子的情況下“放大”光的能力導致“光學增益”，這是激光操作的基礎。已經發現了各種固相、液相和氣相材料，它們(men) 在適當的泵送條件下表現出增益。

激光腔或諧振器是激光係統的核心。在某些高增益裝置(如準分子激光器)中，通過一組受激原子或分子的單次躍遷就足以引發激光作用。然而，對於(yu) 大多數激光器來說，需要通過多次通過激光介質來進一步提高增益。這是沿著由一組產(chan) 生反饋的腔鏡定義(yi) 的光軸實現的。

激光介質(晶體(ti) ，半導體(ti) 或封閉在適當約束結構中的氣體(ti) )沿著諧振器的光軸放置。這個(ge) 獨特的具有很高光增益的軸也成為(wei) 了激光束的傳(chuan) 播方向。另一個(ge) 不同的例子是獨特的長增益軸是光纖激光器。