什么是激光？ [复制链接]

第5版()
专栏：科学知识

什么是激光？
黄潮
激光也是光，但它与一般常见的普通光不同。我们不妨打一个比喻：
假定展览馆正在举行新产品展销会。傍晚闭馆的时候，大批观众连续不断地涌出大门，这些观众的特点是，穿着不同颜色的衣服，奔往不同的方向，脚步是杂乱无章的。
另有一队解放军战士整队从宿营地出发奔赴训练场，他们经过营房大门的时候，其特点是：穿着颜色相同的军装，排成齐整的队伍，朝着一个方向行进，步伐是整齐一致的。
在这个比喻中，参加展销会的观众好比是普通光，那一队战士就好比是激光。从技术角度来说，激光与普通光不同之处，就是它具有良好的单色性（颜色一致的军服）、方向性（朝着一个方向行进）和相干性（步伐整齐）。大家都知道，一支训练有素的部队具有很强的战斗力。同样，激光要比普通光强得多。将中等强度的激光光束会聚，可以在焦点处产生几千度到几万度的高温。用几百瓦的激光可以轻易地烧透几毫米厚的钢板。就是一束功率只有一毫瓦的氦氖激光，其亮度也比太阳光高出大约一百倍！当前，激光已经在国民经济领域和军事、科研等各个部门里得到比较广泛的应用。
激光是怎么产生的呢？
顾名思义，激光是受了刺激才发出来的光，换句话说，是人为产生的。要想获得激光，必须具备以下三个条件：
一、要有能发出激光的物质，我们称之为激光工作物质。已经发现能产生激光的工作物质有气体、液体、固体、半导体等上千种。它们能发出从近紫外到远红外区各种波长（也就是各种颜色）的激光。上面提到的氦氖激光就是其中比较典型的一种，它的工作物质是氦气和氖气，所以这种激光器是一种气体激光器。它能发出几种不同波长的激光，其中，以可见的红光应用最广泛。
二、要有一个刺激工作物质使其发出激光的能源，我们称之为激励装置。激励装置的工作方式有很多种，例如用光来激励，用气体放电、化学反应、电子束、热能以至核能来激励等。激光的能量不是工作物质自身产生的，是从激励装置中，通过与其他形式的能量（如光能、电能、化学能等）转换而得来的。
三、要有一个能使光来回反射的装置。这样，才能使光经过振荡放大而越来越强，成为一束激光。这个装置我们称之为谐振腔。这种谐振腔大都由两块互相平行的反射镜（或反射面）组成，谐振腔的轴线与反射面垂直，光就在这两个反射面之间来回传播，与轴线平行的光经多次反射达到一定强度后透过一块反射镜射出去。这个腔非常重要，没有它，受激发出的光就会象霓虹灯发出的光一样，射向四面八方，成不了一束强有力的激光。
具备了上述三个条件就可以得到激光了。以氦氖激光为例，就是将氦气和氖气以一定比例和压力充入一支玻璃管中，玻璃管两端用两块反射镜密封，安上阳极和阴极，通过加电压而放电，就能得到一束鲜艳夺目的红色激光。
激光是六十年代初问世的，至今才二十多年，却获得了飞速的发展。它的生命力就在于它和许多学科、许多技术领域是相互渗透、相互补充、相互促进的，人类的生活离不开光，人类的未来也离不开激光！