题目

激光的概念
激光的高能量 粒子性 单色性 方向性分别是什么?

提问时间：2021-03-29

答案

用电学、光学及其它方法对工作物质进行激励,使其中一部分粒子激发到能量较高的而又能维持时间较长的所谓亚稳态上去,当这种状态的粒子数量大于能量较低状态的粒子数时,叫做粒子数的反转.由于场效应的作用,处于高能态的粒子受到感应而跃迁到低能态,同时发生光的辐射,这种辐射称为受激辐射.这种辐射又感应其他高能态的粒子发生同样的辐射.受激辐射的特点是辐射光和感应它的光子同方向、同位相、同频率并且同偏振面.若把激光的工作物质置于谐振腔内,则光辐射在谐振腔内沿轴线方向往复反射传播,多次通过工作物质,使工作物质中处于反转态的粒子不断受到感应而发光,一个粒子的辐射感应一大片造成雪崩似的放大效果,而形成一束强度很大、方向集中的光束,这种光束称之为激光.激光的特点是：具有很好的单色性、方向性和相干性,并且亮度极高.（1）单色性——如氦氖激光器发射出频率为4.74×1014赫兹的红色激光,它的频带宽仅是9×10-2赫兹.（2）方向性——激光光源的光束延伸几公里后扩展范围的线度不到几厘米,而探照灯延伸几公里后的扩展范围的线度有几十米.（3）相干性——受激辐射满足干涉条件,因而激光具有很好的相干性.（4）高亮度——由于激光能把巨大的能量高度集中地辐射出来.如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上,可以使物体的被照部分在不到千分之一秒时间内产生几千万度的高温.自从激光问世以来,不但使古老的光学又变得生气勃勃,并促使许多科学技术领域发生了巨大的变化,诸如激光手术刀,激光切割,直至激光武器等等.