非常感謝悟空的信任和邀請。
有幸從物理系、光電技術(shù)專業(yè)畢業(yè)，自信這個(gè)問題能說明白。
先來看兩張圖：
這兩張圖是我從網(wǎng)上找到的兩張螞蟻群的圖。第一張是亂糟糟的無序的螞蟻群，第二張是大部分螞蟻形成了一個(gè)穩(wěn)定路線的螞蟻群。
從這兩張圖中我們能看到，單獨(dú)一只螞蟻拿出來沒有區(qū)別。但是按照不同的方式組織在一起，對(duì)外就顯示出來完全不同的狀態(tài)。
其實(shí)激光跟普通光相比就跟上面兩個(gè)圖的對(duì)比差不多。
本質(zhì)上都一樣，只要波長相同，從兩種光里面各取出一個(gè)光子，物理性質(zhì)沒有不同。但是，由于聚集方式不同，兩種光對(duì)外表現(xiàn)出完全不同的物理性質(zhì)。
1、方向性。普通光源匯聚能力不強(qiáng)，隨著跟光源的距離不同，很快就發(fā)散了。而激光不同，它的發(fā)散角很小。這是因?yàn)榧す馄饔幸粋€(gè)二分之一波長整數(shù)倍長度的諧振腔，通過控制諧振腔的長度和激光發(fā)射出來的橫截面的寬度，就可以控制發(fā)散角。
2、偏振性和相干性。普通光源不同時(shí)刻發(fā)出來的光子是沒有任何規(guī)律的，就跟第一張圖片亂糟糟的螞蟻一樣，彼此之間沒有任何關(guān)系。而激光不同，激光器發(fā)出的激光所有的光子就跟站好隊(duì)列的螞蟻一樣，你只要描述第一只螞蟻，然后用一個(gè)線性函數(shù)就能描述后面所有的螞蟻。所有光子的振動(dòng)方向都一樣前后保持首尾銜接。
3、單色性。普通光源里面通常都是包含不同顏色的光，或者說是不同波長的光。但是由于激光器諧振腔的作用，只有那些滿足諧振腔長度的光才能在腔內(nèi)振蕩形成激光，所以激光的波長基本一致。這就像是那群排列好的螞蟻，不僅隊(duì)列整齊，而且螞蟻的個(gè)頭一樣大。
那么激光是怎么產(chǎn)生的呢？再讓我們看下面這個(gè)圖：
一堆彈簧。激光發(fā)生器可以被看成是一個(gè)裝滿了各種彈簧的一個(gè)長長的匣子。實(shí)際上，由于激光器的介質(zhì)不同，只能是容納幾個(gè)特定波長的光。相當(dāng)于這個(gè)匣子里的彈簧是那些特定彈性系數(shù)的。
我們現(xiàn)在在外面給彈簧加一個(gè)能量，讓這些彈簧開始震動(dòng)。由于匣子的限制，只有那些受到匣子限制的彈簧才能開始震動(dòng)，并且從給定的出口蹦出去。激光器產(chǎn)生激光的過程跟這個(gè)差不多。
再看下面這個(gè)二氧化碳激光器的實(shí)物圖：
小編上學(xué)的時(shí)候用過一個(gè)三級(jí)二氧化碳激光器，全長有9米多。
我們看到圖中的那個(gè)管子就是一個(gè)實(shí)物激光器，只是沒有供電和供氣兩個(gè)主要部分。
使用的時(shí)候，我們把這個(gè)管子固定好，然后在罐子里面充入二氧化碳，在兩端加上高壓電。管子里的二氧化碳被高壓電擊穿，開始發(fā)光，由于這個(gè)管子的長度的約束，只有特定波長的光才能在這根管子兩端的鏡面上來回反射。這樣管子里這個(gè)波長的光子就越來越多，然后從管子的一端發(fā)射出去，就形成了激光。
二氧化碳激光器產(chǎn)生的是紅外激光，主要是用熱效應(yīng)工作。
其它激光器可能千奇百怪，但是原理跟這個(gè)是一樣的。
希望上面的解釋，能讓您對(duì)激光有一個(gè)直觀的了解。
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