激光的產(chǎn)生必須有激勵(lì)源(包括光,、電或化學(xué)等),使激光介質(zhì)(固體,、氣體,、液體、半導(dǎo)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(xué)效應(yīng),、生物刺激效應(yīng)等特點(diǎn)。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(yùn)動(dòng)有關(guān),,激光的受激輻射和受激吸收互為逆過(guò)程,,就單個(gè)原子而言二者發(fā)生的機(jī)率是相同的;一般在物質(zhì)中,,處于低能級(jí)的原子比高能級(jí)的多,,所以受激吸收比受激輻射要占優(yōu)勢(shì),當(dāng)外來(lái)的光子照射時(shí),,看到的都是光吸收現(xiàn)象,,要使受激輻射超過(guò)受激吸收就必須使處于高能級(jí)的原子數(shù)多于低能級(jí)的原子數(shù)才能實(shí)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(dǎo)體等,,激光主要有兩種形式,一般來(lái)說(shuō)以電或光對(duì)光工作物質(zhì)進(jìn)行激勵(lì)的方式較為常見(jiàn),,電激勵(lì)常用于氣體激光器,,它是通過(guò)直流放電、交流放電,、高頻和脈沖放電等多種形式來(lái)激勵(lì)工作物質(zhì),,光激勵(lì)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(xué)激勵(lì)、核激勵(lì),、熱激勵(lì)等方式來(lái)激勵(lì)工作物質(zhì),。在實(shí)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(wú)章的,;為了獲得方向性及波長(zhǎng)一致具有較高能量的光能還需要將工作物質(zhì)放人一個(gè)光學(xué)諧振腔內(nèi),光學(xué)諧振腔是由兩塊光學(xué)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(guò)工作物質(zhì)逐次放大增強(qiáng),,使光子數(shù)量獲得雪崩式的增加,,當(dāng)這種光波增強(qiáng)到足以抵擋諧振腔內(nèi)各種損耗時(shí),,就可以在諧振腔內(nèi)形成持續(xù)的振蕩,,這時(shí)從部分反射鏡透射出來(lái)的那部分振蕩就形成了激光光學(xué)。
諧振腔內(nèi)的一個(gè)重要作用就是只允許反射鏡面相垂直的光線和波長(zhǎng)的整倍數(shù)與腔體長(zhǎng)度相一致的光線在腔內(nèi)產(chǎn)生振蕩,,這樣就嚴(yán)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(lì)和諧振腔是產(chǎn)生激光最基本的條件,。