激光的原理是基于 受激辐射放大。当原子或分子被外部能量激发到高能级状态后,它们会倾向于返回到低能级状态,并在此过程中释放出光子。如果这些光子的能量与激发态和基态之间的能量差相匹配,它们就能激发更多的原子或分子释放出相同频率的光子,形成光的放大。最后,这些光子在特定的光学腔中来回反射,通过反复的受激辐射过程,光的强度被放大,最终形成高度单色、相干、方向性强的激光束。
激光的产生需要三个要素:激光工作物质、激励能源及光学谐振腔。首先,光泵发射出光子,激发工作物质内部电子,实现粒子数反转后释放的大量光子,经过光学谐振腔的正反馈放大和一致化后,形成激光。
建议在学习激光原理时,可以重点关注激光工作物质的选择、激励能源的类型以及光学谐振腔的设计,这些是激光器设计和应用中的关键因素。