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　　激光是通過(guò)原子受激輻射發(fā)光和共振放大而形成的。
　　原子由原子核和電子組成。電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)而具有動(dòng)能;電子被原子核吸引而具有勢(shì)能。兩種能量的總和為原子的內(nèi)能。如果由于外界的作用,使電子與原子核的距離增大或縮小,則原子的內(nèi)能也隨之增大或減小。因此原子具有一些不連續(xù)分布的能級(jí),電子在***靠近原子核的軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是穩(wěn)定的,這時(shí)原子所處的能級(jí)為基態(tài)。當(dāng)有外界能量傳入,如光照射,則電子運(yùn)行軌道半徑擴(kuò)大,原子內(nèi)能增加,被激發(fā)到能量更高能級(jí),這時(shí)稱(chēng)之為激發(fā)態(tài)或高能態(tài)。每種原子都有自身的基態(tài)和不連續(xù)分布的多級(jí)高能態(tài)。被激發(fā)到高能級(jí)的原子是不穩(wěn)的,總是力圖回到低能級(jí)去。原子從高能級(jí)到低能級(jí)的過(guò)程稱(chēng)為躍遷。當(dāng)原子躍遷時(shí),其能量差則以光的形式輻射出來(lái),這就是原子發(fā)光,是自發(fā)輻射的光,又稱(chēng)熒光。如果在原子躍遷時(shí)是受到外來(lái)光子(具有一定能量以光速運(yùn)動(dòng)的粒子)的誘發(fā),原子就會(huì)發(fā)射一個(gè)與人射光子的頻率、相位、傳播方向、偏振方向完全相同的光子,這就是受激輻射的光。
　　原子被微發(fā)到高能級(jí)后,會(huì)很快躍遷回低能級(jí),它停在高能級(jí)的時(shí)間稱(chēng)為原子在該能級(jí)的平均壽命。氮、氖、氪原子,釹離子和二氧化碳分子等在外來(lái)能量的激發(fā)下,使處于高能級(jí)的原子數(shù)大于低能級(jí)的原子數(shù),這種狀態(tài)稱(chēng)為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。這時(shí),在外來(lái)光子的刺激下,產(chǎn)生受激輻射發(fā)光,這些光子通過(guò)諧振腔的作用產(chǎn)生放大,受激輻射越來(lái)越強(qiáng),光速巒度不斷增大,形成了激光。表示了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的建立和激光形成,是以紅寶石(含0.05%的C+離子的A2O3人工晶體)為例當(dāng)紅寶石受脈沖氙燈照射時(shí),處于基態(tài)E1的鉻離子大量被激發(fā)到E3狀態(tài),由于E3狀態(tài)壽命極短,很快地躍遷到壽命較長(zhǎng)的亞穩(wěn)態(tài)E2,產(chǎn)生自發(fā)輻射,但實(shí)現(xiàn)了E2建立和激光形成對(duì)E1能級(jí)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),這時(shí)若有能量為E2-E1大小的光子誘發(fā),就會(huì)產(chǎn)生E2對(duì)基態(tài)E1的受激輻射躍遷而形成激光。
　　激光除具有普通光的反射、折射、繞射和干涉等共性外,尚有一些特有的特性:
　　1)強(qiáng)度高,亮度大
　　2)單色性***,波長(zhǎng)譜線(xiàn)寬度狹窄;
　　3)相干性***,相干長(zhǎng)度長(zhǎng);
　　4)方向性***,發(fā)散角可達(dá)01mad,光束直徑可聚到001mm激光的上述四個(gè)特點(diǎn)是相互聯(lián)系的。