激光的产生方法

出处：按学科分类—自然科学总论 山东人民出版社《方法大辞典》第289页（910字）

激光的产生需要创造两个重要条件：第一，要找到具有实现能级粒子数反转的工作物质。

第二，要建立一个谐振腔。使工作物质产生粒子数反转的外界激发源称为泵浦源，它能创造第一个条件；而谐振腔有多种形式，最基本的是一对有稍许透射率的平行平面镜(或凹面镜)的光学谐振腔。

将在泵浦源激发下处于粒子反转状态的工作物质置于光学谐振腔内，如图1所示。光在谐振腔内振荡，抑制自发发射，增强受激发射，不断获得光放大，这时从谐振腔轴线方向透射出来的光就是激光。其全名是受激发射光放大辐射。

图1

下面简介几种典型的激光器：

(1)氦氖激光器 这是气体激光器。如图2所示，真空管内充有1乇的氦和0．1乇的氖的混合气体，氖是工作物质，氦是辅助气体。发射激光的波长是3．39微米，6328埃，1．15微米。

该激光器管长从10～100厘米时，输出功率在毫瓦到数十毫瓦的量级。

图2

(2)红宝石激光器 这是一种固体激光器。

红宝石的基质是三氧化二铝(Al₂O₃)，激活离子是掺杂0．035%的铬离子。其结构是将红宝石棒置于椭圆柱腔的焦点(线)上，泵浦源是氙灯置于另一焦点上。

C_，离子吸收能量后，自E₀跃迁到E₂，由E₂矢辐射跃迁到E₁，在E₁和E₀间产生粒子数反转，发射6943埃的激光，如图3所示。

图3

(3)砷化镓激光器 这是一种半导体激光器。由n型、p型砷化镓形成p－n结，以天然理解面为光学谐振腔的反射面，注入电流，产生9020埃的近红外激光。

(4)染料激光器 这是一种液体激光器，它的特点是频率连续可调，配制几种不同溶液，可获得可见光范围内连续可调的激光。