【激光的原理是什么】
了解激光产生原理,我们必先了解物质的结构,与及光的辐射和吸收的原理物质由原子组成。原子的中心是原子核,由质子和中子组成。质子带有正电荷,中子则不带电。原子的外围布满着带负电的电子,绕着原子核运动。有趣的是,电子在原子中的能量并不是任意的。描述微观世界的量子力学告诉我们,这些电子会处于一些固定的「能阶」,不同的能阶对应于不同的电子能量。为了简单起见,我们可以如图一所示,把这些能阶想象成一些绕着原子核的轨道,距离原子核越远的轨道能量越高。此外,不同轨道最多可容纳的电子数目也不同,例如最低的轨道(也是最近原子核的轨道)最多只可容纳2个电子,较高的轨道则可容纳8个电子等等。事实上,这个过份简化了的模型并不是完全正确的[1],但它足以帮助我们说明激光的基本原理。
电子可以透过吸收或释放能量从一个能阶跃迁至另一个能阶。例如当电子吸收了一个光子[2]时,它便可能从一个较低的能阶跃迁至一个较高的能阶(图二a)。同样地,一个位于高能阶的电子也会透过发射一个光子而跃迁至较低的能阶(图二b)。在这些过程中,电子吸收或释放的光子能量总是与这两能阶的能量差相等。由于光子能量决定了光的波长,因此,吸收或释放的光具有固定的颜色。
【激光是谁发明出来的】
激光的发明者是美国物理学家爱因斯坦。
激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。英文名Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,意思是“通过受激辐射光扩大”。
激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦,1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论光与物质相互作用。这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上。
这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。