一個(gè)原子吸收能量之后,從低能態(tài)到高能態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為激發(fā)過(guò)程。反之,處于激發(fā)狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,總是自發(fā)地回到低能態(tài),同時(shí)有光子發(fā)出。這一過(guò)程叫“自發(fā)輻射”。如果原子吸收外界光能而躍遷到高能級(jí),而受外界光感應(yīng)產(chǎn)生輻射又回到低能態(tài),這一過(guò)程叫“受激發(fā)射”。但是,只有采用一種辦法使物質(zhì)中大量粒子同時(shí)處于激發(fā)態(tài),并通過(guò)外界光感應(yīng),使所有處于激發(fā)態(tài)的粒子幾乎同步完成受激輻射回到低能態(tài),這時(shí)物質(zhì)才能發(fā)出一柬強(qiáng)大的光束來(lái),稱(chēng)為“激光”。打個(gè)比方,激光的產(chǎn)生過(guò)程好比用水泵將水抽到水塔頂部,然后突然打開(kāi)閘門(mén),這時(shí)水就會(huì)以強(qiáng)大的力量噴射而出。當(dāng)然,激光的產(chǎn)生過(guò)程要遠(yuǎn)比上面的例子復(fù)雜得多。 Lg|d[*;'7
JY~CMR5#.O
在固體激光器中,能產(chǎn)生激光的晶體或玻璃被稱(chēng)為激光工作物質(zhì)。激光工作物質(zhì)由基質(zhì)和激活離子兩部分組成,基質(zhì)材料為激活離子提供了一個(gè)合適的存在與工作環(huán)境,而由激活離子完成激光產(chǎn)生過(guò)程。常用的激活離子主要是過(guò)渡金屬離子,如鉻、鉆、鎳等離子以及稀土金屬離子,如釹離子等。 )CgH|z:=b
wxT(ktE
固體激光器主要由閃光燈、激光工作物質(zhì)(如紅寶石激光晶體)和反射腔鏡片組成,反射鏡表面鍍有介質(zhì)膜,一片為全反射鏡,另一片為部分反射鏡。摻鉻紅寶石是一種最早發(fā)現(xiàn)和使用的激光工作物質(zhì),F(xiàn)在已研制成功了數(shù)十種可供應(yīng)用的激光晶體。當(dāng)采用不同的激活離子、不同的基質(zhì)材料和不同波長(zhǎng)的光激勵(lì),會(huì)發(fā)射出各種不同波長(zhǎng)的激光。 fVdu9 l
91nw1c!
早期的固體激光器都是用閃光燈或其他激光器,來(lái)完成激光工作物質(zhì)內(nèi)原子的受激輻射過(guò)程的,這基本上是由一種形式的光能轉(zhuǎn)化為激光能量的過(guò)程。如何把電能直接轉(zhuǎn)化為激光的能量,一直是人們夢(mèng)寐以求的事情。近年來(lái),科學(xué)家成功地研制出了半導(dǎo)體激光器,一旦接通電源,便會(huì)發(fā)出激光。選用不同的半導(dǎo)體材料和不同制造工藝可以制造出功率不同、發(fā)射不同波長(zhǎng)激光的激光器。半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn),大大減少了激光器的體積,米粒大的一個(gè)半導(dǎo)體芯片,接上電源,便會(huì)發(fā)射出神奇的激光。目前,半導(dǎo)體激光器已在許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。