激光是由 受激辐射引起的光放大。具体来说,激光的产生源于原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,然后从高能级回落到低能级时,所释放的能量以光子的形式放出。这种被“引诱”或“激发”出来的光子束,即为激光。
激光器是产生激光的发生装置,主要由泵浦源、增益介质和谐振腔等组成。泵浦源是激光的能源,用于激发工作物质;增益介质是产生激光的物质,其特征是高纯度、高激活浓度和低蒸发压强,常用的有气体、液体和固体;谐振腔则使产生的激光形成定向发射。
激光的产生需要满足三个条件:实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件。粒子数反转是指在高费米能级上的粒子数大于低费米能级上的粒子数,这是产生激光的必要条件。阈值条件是指激光器内的增益必须大于损耗,以确保输出稳定的激光。谐振条件则是指激光在谐振腔内来回反射时,只有特定频率的光才能形成光振荡,从而输出稳定的激光。
激光的应用非常广泛,包括医疗、工业、通信、科研等领域,被誉为“最快的刀”、“最准的尺”和“最亮的光”。