激光技术

出处：按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第943页（848字）

本世纪60年代发明的一种新兴技术，是当代新技术革命的支柱技术之一。

1917年伟大的物理学家爱因斯坦在研究黑体辐射时得到一重要结论：自然界存在着两种不同的发光形式，一种称自然辐射，另一种为受激辐射。他认为处在高能级上的原子，由于受到能量适当的外来光子的激励而跃到低能级，并发射一个与外来光子一样的光子，这种发光方式称为受激发射。

用光学、电学及其他方法对工作物质进行激励，使其产生受激辐射作用而形成的光束为之激光，即光受激辐射放大的简称。本世纪30年代，量子力学和光谱学的重大发展，进一步为激光的产生奠定了理论基础。

1960年初美国的梅曼博士发明世界上第一台红宝石激光器，而后各种激光器先后问世。一台激光器一般有三个组成部分：工作物质、谐振腔、激发源。工作物质经激发后处于粒子数反转状态，即处于上能级的原子(分子)数多于下能级状态，以便使受激辐射压倒它的逆过程——受激吸收，形成激光输出。谐振腔的作用是强化沿特定量子状态的受激辐射过程，大幅度提高光子简并度。

激发源的作用是给工作物质以能量，补充激光输出后其他方面的能量消耗。激光的光子不属于费米粒子，而为玻色粒子，服从玻色——爱因斯坦统计规律，具有异常高的光子简并度，达10⁷，则处在同一个量子状态的光子数目是不受限制的。

而以往的光源包括太阳光，其光子简并度仅为10^－3。据此特性，它可达到甚至超过微波通讯的容量，传递大容量信息，实现真正的光通讯；它可提高亿万倍亮度，使激光加工、激光核聚变、激光武器、激光制导、激光测距等成为可能；它具有长相干长度，使记录三纸信息的全息技术得到普及，使最精密测量、计量技术大为改观。

利用激光的电场强度，处理强激光与物质的相互作用而产生许多新的物理效应、物理现象；用超短脉冲激光揭示原子、分子微观动态过程；用调谐激光研究原子、分子能级的精细程度；以激光频率及长度为基准的建立，使精确地检验某些基本物理定律成为可能。激光对物理学、化学、生物学以及光本身的发展有重大影响。