激光

激光

今天在这里想在这里和大家探讨一下激光，一说到这个词，我们会有这么一种感觉:那就是既陌生又熟悉。熟悉的是，这个词我们在生活中听了很多次，比如说科幻片里面的人物使用的激光武器，现实生活中比如说治疗近视的激光手术，这些都离我们的生活很近。陌生的是激光到底是什么，我们不太明白。现在我就尽可能简答地介绍一下激光以让我本人以及低年级的同学多一些理解。

你可能会问，激光不也是光的一种吗？它和我们生活中的光有什么区别?简单的来说，从光的波动理论来说，把光看作光波，既然是波，它的特征是具有一定的振幅、频率、相位。我们生活中的所见到的光，它的三个特征是随机的，简单来说就是任意的。造成它的相干性很差，简言之，生活中的光包含很多光波，但是它们之间没有什么联系；但是对于激光是相干性很强的光，这些光波的这三个特征彼此之间一定的联系，比如说同频。这里我们可以打一个比方，我们生活中所见的光就比如说一群土匪，各种坏毛病层出不穷。但是你要把他们收入麾下，想要他们具有很强的战斗力，这你就需要你对他们进行训练，最终战斗的时候，整齐划一，听从命令，最终他们身上具有某些相同的特质，从而具有很强的战斗力。而这就可以看作是激光，这就是激光与生活中一些光的区别，一个是乱七八糟的群体，另一个是训练有素的军队。那么接下来就让我们探讨怎么训练土匪吧！不是，是怎么产生激光吧。（参考：《亮剑》，孔二愣子收服黑云寨谢宝庆）。

回到激光的定义，激光，首先是由钱学森翻译而来。激光的英文是Laser,这个单词的组成是由几个单词的首字母缩写而成:Light Amplification By Stimulated Emission Of Radiation.中文译为受激辐射的光放大。我们从概念中可以提取出两个关键词，一个是光放大，另一个是受激辐射。那么接下来我要讨论的过程要以这两个关键词为核心。

有一定激光基础的都知道，激光的三要素：泵浦源、工作物质、谐振腔。对于这三点，别急，我们一点点地来说，首先我们上面提到的两个关键词:受激辐射和光放大。激光的三要素正式为了完成这两个过程。泵浦源和工作物质的使命是要完成受激辐射这一步，而谐振腔的使命是为进行光放大。

我们一点一点地说

首先我们来讨论受激辐射。对于受激辐射这个概念，先做一点简单的介绍:我们知道原子是具有一定能级结构如下图所示

我们知道在热平衡下，能级上的粒子数是服从波尔兹曼分布的，如果你没有听说过这个概念，那你不用管。你可以这样理解，人往高处走，但社会现实就是底层占据着大部分人，越往上的层次，人越少，粒子也和人一样。热平衡下，处于基态（社会底层人数)的粒子数占绝对优势。

现在让我们来考虑两个能级之间的辐射，受激辐射这个概念最初是由爱因斯坦提出来的

如图所示在频率为v的外来光子激发下，粒子从E2能级辐射到E1能级，并辐射出一个频率也为v的光子.这样的话我们就得到两个光子.这就是受激辐射过程的简单描述.（用我的图来说话就是，第一排的有个好学生突然大彻大悟了说他不想学习了，要去打王者荣耀，所以他就去了最后一排，也就是基态【自己不想去学习了，然后去后面，物理上我们称之为自发辐射，瞧瞧这词，又红又专。别人还看不懂】，在它从第一排到第二排的这个过程，它发出来一条消息就是，我去打王者荣耀去了，物理上称这条信息为光子。而第二个好学生看到了这条消息顿时有些技痒难耐，他也不学了，也去后面一排，在这个过程，他也传出一条消息，他也去打王者荣耀去了，我们也称这条消息为光子，这样的话我们就得到两个人去打游戏的消息，呸！不是，两个光子。同时这个人还和第一个人不太一样，他是受到诱惑才去打游戏的，物理上称这个过程为受激辐射），以上的笑话包含两个过程一个是自发辐射，另一个是受激辐射。事实上，激光器中用来产生受激辐射的光子来自于自发辐射。这个过程想必大家应该清楚了吧。

后面我有时间继续补充，完善。

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