激光墨线仪的激光原理是什么?激光产生器的基本要素是什么?|今日要闻

激光墨线仪的激光原理是什么?

电子的运动状态可以分为不同的能级，电子从高能级向低能级跃迁时，会释放出相应能量的电磁波(所谓自发辐射)。一般的发光体中，这些电子释放光子的动作是随机的，所释放出的光子也没有相同的特性，例如钨丝灯发出的光。

当外加能量以电场、光子、化学等方式注入到一个能级系统并为之吸收的话，会导致电子从低能级向高能级跃迁，当自发辐射产生的光子碰到这些因外加能量而跃上高能级的电子时，这些高能级的电子会因受诱导而迁到低能级并释放出光子(所谓受激辐射)，受激辐射的所有光学特性跟原来的自发辐射包括：频率、相位、前进方向等会是一样的，这些受激辐射的光子碰到其他因外加能量而跃上高能级的电子时，又会再产更多同样的光子，最后光的强度越来越大(即光线能量被放大了)，而与一般的光不同的是所有的光子都有相同的频率、相位(同调性)、前进方向。要做到光放大，就要产生一个高能级电子比低能量级电子数目多的环境，即居量反转，这样才有机会让高能级电子碰上光子来释放新的光子，而不是随机释放。

激光产生器的基本要素是什么?

“激发来源”(pumping source)：又称“泵浦源”，把能量供给低能级的电子，激发使其成为高能级电子，能量供给的方式有电荷放电、光子、化学作用。

“增益介质”(gain medium)：被激发、释放光子的电子所在的物质，其物理特性会影响所产生激光的波长等特性。

“共振腔”(optical cavity/optical resonator)：是两面互相平行的镜子，一面全反射，一面半反射。作用是把光线在反射镜间来回反射，目的是使被激发的光多次经过增益介质以得到足够的放大，当放大到可以穿透半反射镜时，激光便从半反射镜发射出去。因此，此半反镜也被称为输出耦合镜(output coupler)。两镜面之间的距离也对输出的激光波长有着选择作用，只有在两镜间的距离能产生共振的波长才能产生激光。