激光的產(chǎn)生必須有激勵源(包括光、電或化學等),,使激光介質(zhì)(固體、氣體,、液體,、半導體等物質(zhì))受激振蕩,產(chǎn)生輻射和放大,。激光具有單色性好,、方向性好、能量高,、密度高,、發(fā)散度小,以及激光束照射到生物組織可產(chǎn)生光熱效應(yīng),、光電磁效應(yīng),、光化學效應(yīng)、生物刺激效應(yīng)等特點。激光在醫(yī)療上充分了發(fā)揮凝固,、燒灼,、切割、氣化,、光敏,、針灸、免疫,、麻醉,、止痛等多種功能起到了很大的作用。
激光與普通光一樣其發(fā)生原理與發(fā)光物質(zhì)內(nèi)部的原子和分子運動有關(guān),,激光的受激輻射和受激吸收互為逆過程,,就單個原子而言二者發(fā)生的機率是相同的;一般在物質(zhì)中,,處于低能級的原子比高能級的多,,所以受激吸收比受激輻射要占優(yōu)勢,當外來的光子照射時,,看到的都是光吸收現(xiàn)象,,要使受激輻射超過受激吸收就必須使處于高能級的原子數(shù)多于低能級的原子數(shù)才能實現(xiàn)粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)。
激光就是這種能夠?qū)崿F(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)具有亞穩(wěn)態(tài)的物質(zhì),,它的形式可以是固體,、氣體或半導體等,激光主要有兩種形式,,一般來說以電或光對光工作物質(zhì)進行激勵的方式較為常見,,電激勵常用于氣體激光器,它是通過直流放電,、交流放電,、高頻和脈沖放電等多種形式來激勵工作物質(zhì),光激勵是用普通光或激光照射工作物質(zhì),,常用于各種固體激光器,。
除此以外,還有化學激勵,、核激勵,、熱激勵等方式來激勵工作物質(zhì)。在實現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)中,,原子雖然可以產(chǎn)生受激輻射,,但這種輻射是雜亂無章的;為了獲得方向性及波長一致具有較高能量的光能還需要將工作物質(zhì)放人一個光學諧振腔內(nèi),,光學諧振腔是由兩塊光學反射鏡組成,,其中一塊是全反射鏡,,它要求反射率為99%以上,而另一塊是部分反光鏡,,允許有小部分透射,,大部分反射,這樣沿兩鏡分共法線方向往返的光被鏡面反射后可以多次通過工作物質(zhì)逐次放大增強,,使光子數(shù)量獲得雪崩式的增加,,當這種光波增強到足以抵擋諧振腔內(nèi)各種損耗時,就可以在諧振腔內(nèi)形成持續(xù)的振蕩,,這時從部分反射鏡透射出來的那部分振蕩就形成了激光光學,。
諧振腔內(nèi)的一個重要作用就是只允許反射鏡面相垂直的光線和波長的整倍數(shù)與腔體長度相一致的光線在腔內(nèi)產(chǎn)生振蕩,這樣就嚴格限制了輸出光子的方向和頻率,,保證了激光方向性好,、亮度高、顏色純等特性,。因此,工作物質(zhì)激勵和諧振腔是產(chǎn)生激光最基本的條件,。