[激光]激光的特性

由于激光产生的机理与普通光的产生机理不同，所以它具有普通光所完全不具备的四大特性，正是由于它的这些特性，才使得它有“神奇光”之称，从而被得到广泛的应用。

1、方向性好

——普通光源（太阳、白炽灯或荧光灯）向四面八方发光，或者说，光辐射沿4π立体角分布。它发出的光辐射可以照亮烟碱周围的地方，但照亮的距离不大。要把照明的距离扩大，可以用光学系统把各个方向发射的光聚集到照明的方向，汽车的前车灯、探照灯等就是用这个办法增大照明距离的。激光器不同，它天性就是只朝一个方向发射光，而且射出的光束发散角很小，接近衍射极限，称得上是高度平行的光束。普通光源和激光器的发光范围如图4所示

因为方向性极好，例如其发散角为1毫弧度，所以若与相同光功率的普通光源相比，激光器的亮度就比它高4π/（10-3）2=1.26×107倍。也因为激光的方向性好，使得它能照亮很远的物体。1962年，人类第一次从地球上发出激光束，照亮月球的表面，用普通光源则办不到。即使用最强的探照灯，射到月球上散开的光斑比月球还大，得到的照度也只有10－12lx（勒克司，照度单位）。没有月亮的夜晚，天上的照度也有10－4lx。一台普通红宝激光器发射出的光束射到月球上，散开的光斑尺寸只有几百米，得到的照度有10－2lx，加上光色鲜艳，显眼，所以能见到月球上有一个红色光斑。而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内（如图3），这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。

2、亮度高

——激光是当代最亮的光源，只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。一台大功率激光器的输出光亮度比太阳光高出7～14个数量级。这样，尽管激光的总能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性。

3、单色性好

——光是一种电磁波。光的颜色取决于它的波长。普通光源发出的光通常包含着各种波长，是各种颜色光的混合。太阳光包含红、登、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的可见光及红外光、紫外光等不可见光。而某种激光的波长，只集中在十分窄的光谱波段或频率范围内。如氦氖激光的波长为632.8纳米，其波长变化范围不到万分之一纳米。由于激光的单色性好，为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。

4、相干性好

——干涉是波动现象的一种属性。基于激光具有高方向性和高单色性的特性，它必然相干性极好。激光的这一特性使全息照相成为现实。