参考书：量子力学、几何光学、物理光学、激光原理（国防工业出版社）、量子电子学（科学出版社）

Bilibil推荐：激光物理（冯志超）激光原理与技术（夏珉）激光技术和应用（邱元武）

课程主要用到的理论是经典理论和速率方程。

1960年红宝石激光器；1960年中，四能级激光器；

激光原理：微观粒子都有它特有的一套能级。任何时刻，一个粒子只能处于与某一个能级相对应的状态。与光相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射一个光子。（可以设想，如果大量原子处于高能级上E2，当有一个频率=（E2-E1）/h的光子入射，从而激励E2上的原子产生受激辐射，得到两个特征完全相同的光子，这两个光子又激励E2能级上原子，又使其产生受激辐射，可得到四个特征相同的光子，这意味着原来的光信号被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光，就是激光。）

受激吸收、自发辐射、受激辐射（在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光）

产生激光的条件：如何从技术上实现粒子数反转是产生激光的必要条件。

产生高强度、方向性好的激光：

（1）增加增益物质的长度；

（2）选择特定方向的光来进行放大得到方向性很好的激光。

解决上述问题，，可利用不同结构的光学谐振腔来解决上述问题。

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激励源（泵）：电激励、光激励、热激励、化学激励。将低能级的原子抽运到高能级上去。

谐振腔：（作用：提供正反馈，控制激光模式）a.在工作物质两端放置两块平行的平面镜而构成的平行平面腔，通过让需要放大的光在两块平面镜之间反射，实现了近似于无限长的增益介质；

通过限制平面镜的尺度，使得自发辐射产生的微弱光在谐振腔内反射的过程中，只有靠近平面镜中心而且方向垂直于平面镜的那部分光才能在其中多次反射，得到足够多次的放大而形成激光，其它方向的光则迅速溢出谐振腔外，无法形成正反馈过程。通过这种方式实现了对激光方向性的选择。

b.在激光器两端，面对面地装上两块反射率很高的平面镜，一块平面镜对光几乎反射，另一块则让光大部分反射，少部分透射出去，以使激光可以透过着块镜子而射出。在反射镜上镀一层对一定波长光具有反射率的薄膜，使只有该波长的光才能在谐振腔内来回反射，而其他波长在经过一次反射镜时就溢出腔外。

激光器的分类：工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围。

应用：自然科学研究（非线性光学效应、用激光固定原子、）、

激光测距 激光雷达激光准直（因为光速c已知，只要测量从激光发射至接收到从物体反射回来的激光时间间隔即可。激光雷达对准的是运动目标或对应运动的目标）、

激光用在加工领域（以良好的单色性和相干性为基础。激光全息技术可用作无损探伤，还可利用激光高亮度、能量集中、可通过理论计算进行控制的特点对金属工件表面进行改性处理）

激光信息处理（显微镜下看长短不一、间距不等、走向不同的复杂干涉条纹，称为全息图。）

激光通信（激光器输出的光束经过光电调制器调制后送到发射天线（一只光学反射镜）发射出去，在用户接收端，接受天线也是反射镜）把传送过来的光信号汇集到光电接收器上转换成电信号，再经电放大和解调后就可以得到所传递的信息。实际中，避免光波在大气中传播的损失，光信号在光纤内传递的）

激光产生机理：光放大的基本原理：利用受激辐射（必要条件粒子数反转，G＞0）。

高能级原子数大于低能级原子数，使物质处于粒子数反转状态（或称为负绝对温度状态）

激光的特性：时间相干性与单色性，空间相干性与方向性，高强度；

光线稳定条件：

激光器的阈值条件：