激光器

机制

激光通过涉及一种叫做 "光学增益介质 "的材料的特殊作用来创造光。使用一个 "能量泵 "将能量输入这种材料。这可以是电、另一个光源，或其他一些能量来源。能量使该材料进入所谓的激发状态。这意味着材料中的电子有额外的能量，经过一段时间后，它们将失去这种能量。当它们失去能量时，它们将释放出一个光子（一种光的粒子）。所用的光学增益介质的类型将改变将产生的颜色（波长）。释放光子是激光的 "受激辐射 "部分。

许多东西都能辐射出光，如灯泡，但光不会被组织在一个方向和相位。通过使用电场来控制光的产生方式，这种光现在将是一种，朝一个方向走。这就是 "相干辐射"。

在这一点上，光线仍然很弱。两侧的镜子将光来回反弹，这就击中了光学增益介质的其他部分，使这些部分也释放出光子，产生更多的光（"光放大"）。当所有的光学增益介质都产生光时，这被称为饱和，并在一个非常狭窄的波长上形成一束非常强的光，我们称之为激光束。

设计

光线在两面镜子之间的介质中移动，镜子在它们之间来回反射光线。然而，其中一面镜子只部分地反射光线，允许一些光线逃逸。这些逃逸的光构成了激光束。

这是一个简单的设计；使用的光学增益介质的类型通常决定了激光的类型。它可以是一种晶体，例子是红宝石和由钇和铝制成的石榴石晶体，其中混有稀土金属。气体可以通过使用氦气、氮气、二氧化碳、氖气或其他气体用于激光。大型、强大的激光器通常是气体激光器。自由电子激光器使用一束电子，并可以调谐以发出不同的颜色。最后，最小的激光器使用半导体二极管来产生光。这些是最多的一种，用于电子产品。

历史

阿尔伯特-爱因斯坦是第一个有刺激发射想法的人，可以产生激光。从那时起，人们花了很多年时间来研究这个想法是否可行。起初，人们成功地制造了激光器，后来又想出了如何制造更短的可见光波长。直到1959年，戈登-古尔德在一篇研究论文中创造了激光这一名称。第一台工作激光器是由西奥多-迈曼于1960年在休斯研究实验室组装和运行的。许多人在这个时候开始研究激光，直到1987年才决定谁将获得激光的专利权（古尔德赢得了权利）。

应用

激光在日常生活和工业中都有许多用途。激光在CD和DVD播放器中被发现，它们从存储歌曲或电影的磁盘中读取代码。激光经常被用来读取商店里出售的东西上的条形码或SQR码，以识别产品并给出其价格。激光被用于医学，特别是LASIK眼科手术，激光被用来修复角膜的形状。它在化学中与光谱学一起用于识别材料，找出某物是由哪种气体、固体或液体组成的。更强的激光器可以用来切割金属。

激光被用来测量月球与地球的距离，通过反射阿波罗任务留下的反射器。通过测量光线到达月球再返回所需的时间，我们可以发现月球到底有多远。

激光指示器被人们用来指向地图或图表上的某个地方。例如，演讲者使用它们。此外，许多人喜欢玩激光指示器。有些人把它们指向飞机。这很危险，而且在许多国家也是非法的。人们曾因这种罪行被逮捕和起诉。

计算机通常使用光学计算机鼠标作为输入设备。现代的激光指示器对于这种用途来说太大、太强大了，所以大多数鼠标使用小型的VCSEL，或 "垂直腔表面发射激光器 "来实现这一目的。这些激光器也被用于DVD、CD-ROM驱动器和全息技术。