我们知道，与一般的光相比，激光有着“单色性好”“准直性强”“亮度极高”等特点，从而备受工业生产和科学研究的青睐。然而激光为什么会拥有这些特点？想要了解这些，我们还是要从激光的发明过程入手。激光的英文名称，我们相对熟悉：“laser”，其实这是一个英文缩写，全称为“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”，即“受激辐射光放大”。这个英文名字已经展示了激光的生成原理：物质受到外界刺激，并形成光子对外辐射能量。

根据现代物理学的研究，能量并不是我们所设想的那样是连续的，而是有其最小的单位，也就是说如果把能量不停地进行细分，我们最终可以得到一个无法再细分的能量单位。这一理论在1900年由普朗克提出，虽然违反普通人的一般直觉，但在后来的实验中一再得到验证。

能量的最小单位被称为“量子”，由普朗克常数（）决定。这是一个非常小的单位，通常只有在微观世界才有实际意义，比如衡量原子等微观粒子的能量时。对原子而言，可以拥有“1单位”“2单位”等等若干单位能量。能量呈现阶梯型排布，可以用“能级”来表示，原子的能量变化呈现一阶一阶的模式，这个过程有点像是“上台阶”而不是“坐滑梯”，为了形象地描述这种能量变化过程，所以我们称之为“能级的跃迁”。

我们知道，物质不灭，能量守恒，能量不能凭空产生也不能凭空消失。一个小朋友从滑梯上滑下来，他原本具有的重力势能被转化为了动能，并随着滑下来的过程变成内能散发到大气中。而一个原子中含有磁场势能，在外界刺激下发生跃迁，从而丢失掉一部分磁场势能，这部分能量就被辐射出去的光子携带出去了。而吸收或者辐射的光子能量值，自然就是原子原本的能量值＝和后来的能量值之差（），而频率可以通过刚才提到的普朗克常数计算（）。

1917年，爱因斯坦提出具有划时代意义的“受激辐射”理论。他指出，当频率为一定值的光子入射时，会有一定的概率诱发处于高能级上的原子跃迁到较低能级，并辐射出两个光子（一个是原来就有的光子，另一个是能级跃迁辐射出来的光子）。这两个光子相位、偏振态、频率及传播方向都完全相同，这个过程被称作受激辐射。不难看出，我们通过让一个光子射入，得到了两个对外辐射的光子，只需要提供足量的处于高能级上的原子，经过这样的链式反应就可以一传二，二传四，得到大量性质一致的光子，

相当于原来的光得到了放大。而且，由于能量以阶梯形式存在，固定的能级跃迁带来的光子频率是固定的，也就是说经过放大的光，将拥有着自然界任何光都无可比拟的单色性、准直性和亮度。

理论引导实践，在接下来的四十余年中，无数科学家尝试从实践上验证爱因斯坦的理论，终于在1960年5月16日，美国科学家西奥多·梅曼用人造红宝石作为工作物质提供高能级原子，用一束普通的闪光灯作为工作光源提供原始光子，得到了一束红色的脉冲光。这就是人类有史以来制造出的第一束激光。

这是个注定会载入史册的日子：激光以每秒三十万千米的速度，影响人类世界的方方面面，成为了人类移山填海、无坚不摧的利剑。由此开始，激光衍生出众多应用领域，也深刻改变了传统制造业的面貌。

来源： 维科网激光