简单认识激光原理，每日学习一个知识点

发布时间：

2022-04-06 10:22

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想要说明白激光的原理，还真不能着急，要绕一个大弯，一上来就太直接对于不太了解这方面的同学来说有点刺激。

一、简单认识激光原理知识点-自发辐射部分

激光的原理必须要从物质中的粒子能量说起，还必须是一些特定物质中的特定粒子，有两个或者两个以上的能量状态，有时候处在高能状态，激昂亢奋，有时候处在低能状态，像早晨两三点钟的太阳。

1、激光原理知识点：光子的释放

粒子有自然惯性的往低能态走的趋势，当粒子从高能状态松懈下来变成低能状态时，损失的能量就会以光子的形式辐射出来。

2、激光原理知识点：自发辐射是什么

诸如白炽灯的光源发光都是通过自发辐射，自发辐射就是刺激释放光子（1、知识点：光子的释放），给工作物质通电后，粒子吸收了电能，往高能态跃迁变容易了，高能态粒子数增多，随后往低能态走，释放光子，一直重复，自发辐射就发生得非常频繁。

3、激光原理知识点：自发辐射的光不是激光

这个过程称为自发辐射，这里应该可以很容易看出来，这还不是激光，虽然同样是光，是光也不是激光，反正就不是激光。自发辐射的光子很散漫，发射方向无规律，如果说激光的光子像天安门广场的阅兵队伍，那自发辐射的光子就像一群脱缰的野狗，毫无组织纪律性，而且它的发生不受控制，有时候不来，有时候乱来。

二、更深入的认识激光原理知识点-受激辐射部分

既然我们通过亢奋的粒子自发辐射获得了光子，那么我们能不能通过控制光子的方向，来获得笔直的激光束？答案会超出你想像。

1、激光原理知识点：受激辐射的重点

就是高能态的粒子会盯着紧挨路过的光子，发射一个和这个路过光子一模一样的光子（重量、运动方向、能量全都一样），你可以理解为完成了克隆复制。

2、激光原理知识点：做减法

但是克隆再多也只是光子变多，顶多就是光变亮了，一开始我们得到的自发辐射的光依旧是发散的，无规律的，如果想要光只往左边走，或者右边走，该怎么办，没错，就是做减法，舍弃掉一些方向上的光子。

3、激光原理知识点：引入光学元件

在自发辐射物体左右两边放上两面反射镜，一个100%反射，一个95%反射，在两个反射镜方向上的光子会被反射回去，与自发辐射物体发生受激辐射（1、知识点：受激辐射的重点），不断增多这个方向上的光子，其他方向的光子以热能的形式自然损耗了，95%反射镜并不是全反射，会有一些光子溢出，当光子数量足够多的时候，我们就能看到大量光子溢出，高亮度的激光就完成了。

4、激光原理知识点：转化率

当然以上是很理想的情况，如果受激辐射产生的光子不够多，而耗电大，也是个问题，所以受激辐射的工作物质被发现能满足使用的就那么几种。

5、激光原理知识点：发散角

可能你也发现了，两个放射镜的斜角直接也能实现反射，所以刚产生的激光还是有一定的发散角，还需要用准直镜等元器件调直。

又是一年清明时,春风落日寄哀思

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