揭秘神秘的光--激光

　　引言：上一期讲到光刻曝光中的光源有汞灯和准分子激光， 其中对于激光，你的了解有多少呢?下面我们就来一起探索一下激光的前世今生吧。

　　激光(LASER )是指通过人工方式，用光或放电等强能量激发特定的物质而产生的光。原子中的电子吸收能量后从低能级跃到高能级，再从高能级回落到低能级时，释放的能量以光子形式放出，产生准直、单色、相干的定向光束。由于频率、振动方向、相位高度一致，所以被称为相干光，具有定向发光、亮度极高、颜色极纯、能量密度极大的特点。

　　其工作方式包括激光切割、激光修复、激光剥离、激光切边还有激光焊接、激光显示、激光穿孔等。激光技术改变了低效率、低附加值、低技术含量的传统加工生产模式，经过多年的发展，激光现在已经被广泛应用在生活、工业、军事、医疗、科研的方方面面。被誉为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”

　　爱因斯坦提出了“受激辐射”理论，也就是激光的理论基础。Charles Townes 1954年首次用实验证明爱因斯坦理论的科学家，但他做的是微波发射器，微波的波长比光要长，难度要低一点。1960年，Theodore Maima发明了第一个激光发射器。

　　值得一提的是，1961年，中国第一台激光器——小球照明红宝石激光器在中国科学院长春光学精密机械研究所诞生，而且有更好的激发效率。这表明我国激光技术当时已达到世界先进水平，设计师王之江教授成为了“中国激光之父”。

　　激光的特性

　　1.方向性好

　　普通光源(太阳、白炽灯或荧光灯)向四面八方发光，而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内，这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。

　　2.亮度高、能量高

　　激光是当代最亮的光源，只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。太阳光亮度大约是103瓦/(厘米2.球面度)，而一台大功率激光器的输出光亮度经太阳光高出7～14个数量级。激光的亮度高意味着高能量，而且可以聚焦到极小的光斑，从而实现精准的激光切割、光刻，乃至核聚变等等。军事上，以二氧化碳气体为增益介质的激光器可以用来切割坚硬的金属或非金属材料，以氧碘、氟化氢等气体为增益介质的化学激光武器已经可以做到摧毁卫星、拦截导弹。

　　3.单色性好

　　光是一种电磁波。光的颜色取决于它的波长。普通光源发出的光通常包含着各种波长，是各种颜色光的混合。太阳光包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的可见光及红外光、紫外光等不可见光。而某种激光的波长，只集中在十分窄的光谱波段或频率范围内。如氦氖激光的波长为632.8纳米，其波长变化范围不到万分之一纳米。由于激光的单色性好，为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。

　　4.高相干性，容易叠加和分离 由于 UVC 波段属于日盲紫外波段，因此，在军事上也有重要应用，例如短距离紫外保密通讯、紫外干扰、紫外警告技术等。

　　光波是由无数光量子所组成的，从激光器中发射出来的光量子由于共振原理Q,在波长、频率、偏振方向上都是一致的，所以与普通光源相比，激光的相干性要强得多。

　　结语 由于 UVC 波段属于日盲紫外波段，因此，在军事上也有重要应用，例如短距离紫外保密通讯、紫外干扰、紫外警告技术等。

　　汇影光学深耕特种光源、光学设备等领域，向市场提供各类特种光源产品和服务解决方案，在国内外市场拥有数百家优质合作伙伴，致力于成为特种光源领先者，共同推动用光科技创造健康智慧生活的事业。