激光剛剛誕生不久就被人們稱為“解決問(wèn)題的工具”。科學(xué)家們一開(kāi)始就意識(shí)到激光這種奇特的東西，將會(huì)像電力一樣注定要成為這個(gè)時(shí)代最重要的技術(shù)因素。迄今為止，僅僅二十多年的初步應(yīng)用，激光已經(jīng)對(duì)我們的生活方式產(chǎn)生了重大影響。激光通信使我們?cè)诘厍虻拿恳粋�(gè)角落里都能準(zhǔn)確迅速地進(jìn)行信息交流；激光唱盤可以使我們渴望親耳聆聽(tīng)世界名曲的現(xiàn)場(chǎng)演奏幾近成真�？傊す庹龑�(shí)現(xiàn)著幾年前還令人難以置信的技術(shù)奇跡。從工業(yè)生產(chǎn)到醫(yī)學(xué)，從電訊通信到戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器，科學(xué)和技術(shù)正運(yùn)用激光來(lái)解決一個(gè)又一個(gè)的難題。
激光的特性
激光廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)在于它的特性。激光單色性好，又可在一個(gè)狹小的方向內(nèi)有集中的高能量，因此利用聚焦后的激光束可以對(duì)各種材料進(jìn)行打孔。這是令人驚奇的。紅寶石激光器中輸出脈沖的總能量煮不熟一個(gè)雞蛋，但卻能在3毫米的鋼板上鉆出一個(gè)孔。為什么激光這么神奇呢？關(guān)鍵不是光的能量，而在于其功率。激光的功率是很高的，這也是它多方面被應(yīng)用的基礎(chǔ)。
激光具有單色性、相干性和方向性三大特點(diǎn)。
（1）單色性好
我們知道，普通的白光有七種顏色，頻率范圍很寬。頻率范圍寬的光波在光纖中傳輸會(huì)引起很大的噪聲，使通信距離很短，通信容量很小。而激光是一種單色光，頻率范圍極窄，發(fā)散角很小，只有幾毫弧，激光束幾乎就是一條直線。氦氖激光的譜線寬度，只有10-8nm，顏色非常純。這種光波在光纖中傳輸產(chǎn)生的噪聲很小，這就可以增加中繼距離，擴(kuò)大通信容量�，F(xiàn)在已研究出單頻激光器，這種激光器只有一個(gè)振蕩頻率。用這種激光器可以把十幾萬(wàn)路的電話信息直接傳送到100km以外。這種通信系統(tǒng)就可滿足將來(lái)信息高速公路的需要了。
（2）相干性高
一個(gè)幾十瓦的電燈泡，只能用作普通照明。如果把它的能量集中到1m直徑的小球內(nèi)，就可以得到很高的光功率密度，用這個(gè)能量能把鋼板打穿。然而，普通光源的光是向四面八方發(fā)射的，光能無(wú)法高度集中。普通光源上不同點(diǎn)發(fā)出的光在不同方向上、不同時(shí)間里都是雜亂無(wú)章的，經(jīng)過(guò)透鏡后也不可能會(huì)聚在一點(diǎn)上。
激光與普通光相比則大不相同。因?yàn)樗念l率很單純，從激光器發(fā)出的光就可以步調(diào)一致地向同一方向傳播，可以用透鏡把它們會(huì)聚到一點(diǎn)上，把能量高度集中起來(lái)，送入光纖，這就叫相干性高。一臺(tái)巨脈沖紅寶石激光器的亮度可達(dá)1015w/cm2·sr，比太陽(yáng)表面的亮度還高若干倍。
光纖通信用的半導(dǎo)體激光器的體積很小。和普通的晶體三極管差不多。它發(fā)出的光功率一般都不太大，通常只有幾毫瓦。如果把它的能量高度集中，就很容易耦合進(jìn)光纖。這對(duì)增加光纖通信的中繼距離，提高通信質(zhì)量是很有意義的。
（3）方向性強(qiáng)
激光的方向性比現(xiàn)在所有的其他光源都好得多，它幾乎是一束平行線。如果把激光發(fā)射到月球上去，歷經(jīng)38.4萬(wàn)公里的路程后，也只有一個(gè)直徑為2km左右的光斑。如果用的是探照燈，則絕大部分光早就在中途“開(kāi)小差”了。
普通光源總是向四面八方發(fā)散的，這作為照明來(lái)說(shuō)是必要的。但要把這種光集中到一點(diǎn)，則絕大多數(shù)能量都會(huì)被浪費(fèi)掉，效率很低。半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光絕大部分都很集中，很容易射入光纖端面。
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