激光器原理
编辑：符媚贵
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来源：网易
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2025-03-02 11:02:57
激光，全称“受激辐射光放大”，是一种将粒子（原子、分子或离子）中的电子激发到高能级，再通过受激辐射的方式使光子数量大量增加的物理过程。激光器是实现这一过程的装置。
激光器的基本原理主要包含三个部分：工作物质、泵浦源和光学谐振腔。工作物质可以是任何一种能够实现粒子数反转的物质，如气体、液体、固体等。泵浦源则是提供能量给工作物质，使其内部粒子从低能态跃迁至高能态，形成粒子数反转分布的过程。而光学谐振腔则通过反射镜对受激辐射产生的光进行多次反射，从而增加光子数量，形成稳定的激光输出。
激光器的工作过程大致分为以下几步：
1. 泵浦源向工作物质提供能量，使其中的粒子吸收能量，从低能态跃迁至高能态，形成粒子数反转分布。
2. 当一个高能态的粒子受到外界光子的刺激时，会释放出与入射光子相同频率、相位、偏振方向和传播方向的光子，这个过程称为受激辐射。
3. 受激辐射产生的光子在光学谐振腔内来回反射，不断与其它高能态粒子相互作用，产生更多的受激辐射光子，使得光子数量迅速增加。
4. 光学谐振腔中的一块半透膜允许部分光子穿透，形成稳定的激光输出。
激光器因其单色性好、相干性强、方向性好等特点，在工业加工、医疗美容、科学研究等领域得到了广泛的应用。
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