激光是怎样得到的激光具有什么特点( 二 ) _原子

这种过程是被“激”出来的，故称受激辐射。
受激辐射的概念世爱因斯坦于1917年在推导普朗克的黑体辐射公式时，第一个提出来的。
他从理论上预言了原子发生受激辐射的可能性，这是激光的基础。
受激辐射的过程大致如下：原子开始处于高能级e2 ，当一个外来光子所带的能量hυ正好为某一对能级之差e2-e1,则这原子可以在此外来光子的诱发下从高能级e2向低能级e1跃迁。
这种受激辐射的光子有显著的特点，就是原子可发出与诱发光子全同的光子，不仅频率(能量)相同，而且发射方向、偏振方向以及光波的相位都完全一样。
于是，入射一个光子，就会出射两个完全相同的光子。
这意味着原来光信号被放大这种在受激过程中产生并被放大
的光，就是激光。
3、粒子数反转
一个诱发光子不仅能引起受激辐射，而且它也能引起受激吸收，所以只有当处在高能级地原子数目比处在低能级的还多时，受激辐射跃迁才能超过受激吸收，而占优势。
由此可见，为使光源发射激光，而不是发出普通光的关键是发光原子处在高能级的数目比低能级上的多，这种情况，称为粒子数反转。
但在热平衡条件下，原子几乎都处于最低能级(基态) 。
因此，如何从技术上实现粒子数反转则是产生激光的必要条件。
二、激光的特点
第一个特点是——比太阳还要亮百亿倍

文章插图
太阳光又强、又热，谁也不敢正视耀眼的太阳，可是与激光相比，太阳光就仿佛是小巫见大巫了。
梅曼制成的那台红宝石激光器，它发射出的深红色激光是太阳亮度的四倍。
而近年来研制出的最新激光，要比太阳表面亮度高出一百亿倍以上!
因为激光器发出的激光是集中在沿轴线方向的一个极小发射角内(仅十分之一度左右) ，激光的亮度就会比同功率的普通光源高出几亿倍。
再加上激光器能利用特殊技术，在极短的时间内(比如一万亿分之一秒)辐射出巨大的能量，当它会聚在一点时，可产生几百万度，甚至几千万度的高温。
第二个特点是——颜色最纯
太阳光分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。
不同颜色的光，它们的波长是各不相同的。
在自然界中几乎找不到波长纯而又纯的光，各种波长的光总是混杂在一起的。
科学家们长期以来一直努力寻找一种波长一致的单色光源。
激光就是这种理想的单色光源。
拿氦氖气体激光器来说，它射出的波长宽度不到一百亿分之一微米，完全可以视为单一而没有偏差的波长，是极纯的单色光。
第三个特点是——方向最集中
当我们按亮手电筒或打开探照灯时，看上去它们射出的光束在方向上是笔直的，似乎也很集中，但实际上，当光束射到一定距离后，就散得四分五裂了。
唯有激光才是方向最一致、最集中的光。
如果将激光束射向月球，它不仅只须花1秒钟左右便能到达月球表面，而且仅在那里留下一个半径为两千米的光斑区。
第四个特点是——相干性极好

激光是怎样得到的 激光具有什么特点( 二 )

激光是怎样得到的激光具有什么特点( 二 )