雷射發生在哪裡？ 雷射是如何產生的

極光只出現在北極和南極。

半導體雷射器（雷射二極體）的工作原理。

當原子核外的電子在不同軌道之間被激發以“跳躍”時，就會產生雷射。 例如，產生雷射的過程就像用水幫浦將水幫浦送到水塔的頂部，然後突然開啟水閘門，此時水被用很大的力噴出。 充當這個“水塔”的是一些我們稱之為雷射晶體的物質。

你周圍的物理學 – 第 010 期。

1958年，美國科學家Schawlow和Townes提出了"雷射原理"，也就是說，當一種物質被與其分子的固有振盪頻率相同的能量激發時，它會產生這種非發散的強光雷射。 他於1964年獲得諾貝爾物理學獎。

1960 年 7 月 7 日，西奧多·梅曼 （Theodore Meyman） 宣布研製出世界上第一台雷射器，而梅曼的計畫是使用高強度閃光管激發紅寶石。

雷射產生的機理是自發輻射和受激輻射自發發射是在無外界作用下，激發原子自發地從高能級躍遷到低能級，同時發射出光子。 產生雷射的第乙個條件是實現粒子數反轉。 能反轉粒子數的介質稱為活化介質。

為了引起粒子數的倒置分布，需要有適當的能級結構的介質，其次要有必要的能量輸入系統。

自發輻射和受激發輻射自發輻射是激發原子在沒有任何外界作用的情況下從高能級到低能級的自發躍遷，同時發射乙個光子。 產生雷射的第乙個條件是實現粒子數反轉。 能反轉粒子數的介質稱為活化介質。

雷射的產生是光與物質的相互作用，本質上是構成物質的微觀粒子吸收或輻射光子並同時改變自身運動的表現。

微觀粒子都有一組特定的能級（通常這些能級是離散的）。 在任何時候，乙個粒子只能處於對應於某個能級的狀態（或者簡單地表示為處於某個能級）。 當與光子相互作用時，粒子從乙個能級跳到另乙個能級，並相應地吸收或輻射光子。

光子的能量值是兩個能級e之間的能量差，頻率為=e h（h是蒲朗克常數）。

1.刺激吸收（縮寫吸收）。

當較低能級的粒子被外界激發時（即，它與其他粒子發生能量交換相互作用，例如與光子的非彈性碰撞），吸收能量，並過渡到與該能量相對應的更高能級。 這種轉變稱為刺激吸收。

2.自發輻射。

如果有能接受粒子的較低能級，即使沒有外界作用，粒子也有一定的概率會自發地從高能激發態（e2）躍遷到低能基態（e1），同時輻射出具有能量（e2-e1）的光子，光子頻率=e2-e1）h。 這種輻射過程稱為自發輻射。 許多原子的自發輻射發出的光不具有相同的相位、偏振態和傳播方向，這是物理上不相干的光學朋友。

3.受激輻射。

雷射 1917年，阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）提出理論，除了自發輻射外，較高能級E2的粒子也可以以另一種方式躍公升到較低的能級。 他指出，當頻率=e2-e1）h的光子入射到物體上時，也會使粒子以一定的概率從能級e2快速躍遷到能級e1，同時輻射出與外來光子頻率、相位、偏振態和傳播方向相同的光子， 這個過程稱為受激輻射。

可以想象，如果大量原子處於高能級E2，當有乙個頻率=e2-e1）h入射的光子，激發E2上的原子產生受激輻射時，得到兩個具有相同特性的光子，然後這兩個光子激發E2能級的原子產生受激發射， 並且可以獲得四個具有相同特性的光子，這意味著原本埋藏的禪光訊號被放大了。這種在受激輻射過程中產生和放大的光是一種雷射。