大家好，今天和大家聊一聊激光是如何產(chǎn)生的。

激光在當(dāng)今世界，不論是軍事領(lǐng)域，還是生活領(lǐng)域都有著十分廣泛的應(yīng)用，所以我們對于激光也比較熟悉，但如果要是問激光是如何產(chǎn)生的，可能大多數(shù)人就不太清楚。

 

激光，顧名思義，它也是光的一種，與光的產(chǎn)生原理是一致的，但在“光”的前面加了一個“激”，就說明它還不同于普通的光，激光比光能量要大很多，甚至在可以應(yīng)用在武器上面，好了，廢話不多說，下面直接切入正題。

激光從哪里來？

可以肯定的說：激光是從原子中來的，這件事情我們要追溯到100年前，丹麥有一名物理學(xué)家為了解釋氫光譜量子化的問題，提出了一個全新的原子模型，這位科學(xué)家就是后來著名的量子力學(xué)哥本哈根學(xué)派領(lǐng)袖波爾，故這個全新的原子模型被命名為：波爾模型。

 

波爾模型：原子由原子核與電子構(gòu)成，原子核居中，電子圍繞原子核做運動，不過電子的運動并不是隨意的，但是有幾條特定的軌道，電子只能在這幾條特定的軌道內(nèi)運動，電子從軌道到另外一條軌道，只能通過躍遷的方式，也就是不連續(xù)的、瞬時的跳躍運動。

我們將最靠近原子核的電子軌道稱為：基態(tài)，這條軌道上的電子能量是最低的

基態(tài)之外的第一條軌道稱為：第一激發(fā)態(tài)，這條軌道上的電子會比基態(tài)上的電子能量高

第一激發(fā)態(tài)之外的第一條軌道稱為：第二激發(fā)態(tài)，第二激發(fā)態(tài)上軌道的電子比第一激發(fā)態(tài)高

以此類推

如果電子從基態(tài)吸收了能量，那么就會躍遷到激發(fā)態(tài)，如果電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，那么就會釋放能量，光的產(chǎn)生就源于電子躍遷。

例如：在基態(tài)在有一個電子，然后電子受到了外界的影響，例如光照、吸收能量、熱量的因素，那么基態(tài)的電子就會上高能級軌道躍遷，可能會躍遷到第一激發(fā)態(tài)，也可能會躍遷到第二激發(fā)態(tài)，具體躍遷到哪個激發(fā)態(tài)取決于電子能量接受的大小（量子化）。

當(dāng)電子吸收能量躍遷到激發(fā)態(tài)之后，如果沒有持續(xù)的能量吸收，那么電子過一段時間還會躍遷回到基態(tài)，并且在這個過程中釋放能量，躍遷過程中釋放能量的就是光，我們之前使用的日光燈管的就是通過原子躍遷的原理發(fā)光的。

其實激光的產(chǎn)生也是粒子躍遷，更準(zhǔn)確的說是源于愛因斯坦基于粒子躍遷提出的受激輻射

受激輻射

愛因斯坦提出了這樣一個假設(shè)：假設(shè)一個電子正處于第二激發(fā)態(tài)，準(zhǔn)備向第一激發(fā)態(tài)躍遷（時間不確定），根據(jù)上面我們說講的，電子從高能級向低能級躍遷時需要以光的形式釋放能量，那么當(dāng)電子還沒有進(jìn)行躍遷的時候，恰好有一道光射進(jìn)來，而且這道光的能量恰好等于電子向低能級躍遷釋放能量，那么會發(fā)生什么情況呢？

這道光就會誘導(dǎo)電子馬上躍遷到第一激發(fā)態(tài)，并且釋放出和這道光能量、相位一模一樣的光，如果第二激發(fā)態(tài)上還有電子，那么前一個電子釋放的光還會繼續(xù)誘導(dǎo)下一個電子釋放光，傳之無窮，有點類似于多米諾骨牌效應(yīng)的感覺。

所以說如果我們想要制造出能量很強(qiáng)的光，我們就需要滿足兩個條件

一、有一個能量很強(qiáng)的光源作為誘導(dǎo)

二、有很多處于高能級的電子，在正常情況下，低能級的電子是要大于高能級電子的，這種情況是無法產(chǎn)生激光的，想要產(chǎn)生激光就必須實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，也就是要高能級電子的數(shù)量大于低能級電子的數(shù)量

在1958年，第一臺激光器終于被制造出來，原理是利用氙燈作為誘導(dǎo)光源，然后通過電子在不同能級進(jìn)行躍遷的方式復(fù)制出大量高能量的光，于是激光就誕生了。