激光是一种高度集中的能量,产生原理是通过使用能够捕获并激发原子或分子内部电子能级跃迁的物质,使电子从低能级向高能级跃迁,从而释放出高能量光子,这些光子经过增强放大、反射等过程,最终汇聚成一束极为浓缩的激光束。
激光的发射和放大过程是由激光介质与外界因素相互作用的一个复杂过程。激光介质首先被外部能量源激发,例如电子轰击、光子吸收等方式。其次,在激发因素作用下,介质分子内部能级发生跃迁,从而发出一定波长和频率的光子。最后,不断地经过增强放大、反射等过程,激光经过汇聚成一束浓缩的激光束。
激光与其他光线最大的区别是激光的光子全部具有同一相位,能够高效地利用各种光学和电学效应,最终将所有的光子汇聚于一点,形成更加浓缩的光束。同时,激光的光子在传输过程中不会被散射,因此可以照射更远的距离。
激光在医学、电子、光学、生物、材料等领域均有广泛的应用。在医学方面,激光被广泛应用于眼部手术、皮肤干燥等局部治疗。在电子领域,激光被应用于光纤通信、数码产品打印等领域。在生物科学中,激光被应用于细胞成像和细胞处理等领域。在材料科学中,激光被应用于材料加工、材料匹配和表面处理等方面。