激光器的原理及分类 一、基础原理 量子理论认为，所有物质都是由各种微观”粒子”组成,如分子,原子,质子,中子,电子等
在微观世界里,各种粒子都有其固有的能级结构
当一个粒子从高能级掉到低能级时，根据能量守恒定律，它要把两个能级相差部分的能量释放出来，通常这个能量以光和热两种形式释放出来
二、自发辐射、受激辐射 1、自发辐射 普通常见光源的发光（如电灯、火焰、太阳等地发光）是由于物质在受到外来能量（如光能、电能、热能等）作用时，原子中的电子就会吸收外来能量而从低能级跃迁到高能级，即原子被激发
激发的过程是一个“受激吸收”过程
但是处在高能级（E2)的电子寿命很短（一般为10－8～10－9 秒），在没有外界作用下会自发地向低能级（E1）跃迁，跃迁时将产生光（电磁波）辐射
辐射光子能量=E2-E1
过程各自独立、互补关联，所有辐射的光在发射方向上是无规律的射向四面八方，并且频率不同、偏振状态和相位不同
2、受激辐射 在原子中也存在这样一些 特 定高能级，一旦 电子被激发到这个高能级之 上，却 由于不满 足 跃迁的条 件 ，发生跃迁的几 率很低，电子能够 在高能级上的时间 很长，就所谓的亚稳定状态
但在能在外界光场的照射下发生往下跃迁，并且向下跃迁时释放出一个与射入光场相同的光子，在同一个方向、有同一个波长
这就是受激辐射，激光正是利用这一原理激发出来
二、粒子数反转 通过受激辐射出来的光子，不仅可以引起其他粒子受激辐射，也可以引起受激吸收
只有在处于高能级的原子数量大于处于低能级原子数时，所产生的受激辐射才能大于受激吸收
但是在自然条件下，原子都是都处于稳定的基态，只能通过技术手段将大量的原子都调整到高能级的状态，才能有多余的辐射向外产生
这个技术叫粒子数反转
三、光放大过程 通过粒子数反转后，其中一个粒子首先在外界光场的照射刺激下，对外发出了一个光子，这个光子又刺激其他
