激光产生的机制是什么

激光产生的机制基于受激辐射原理。原子吸收能量后处于激发态，当特定频率光子通过时，会诱导激发态原子释放与入射光子完全相同的光子。这些光子继续激发更多原子，形成光放大。激光器需要三个基本部分：工作物质提供能级，谐振腔实现光反馈，外部能量泵浦维持粒子数反转。红宝石激光器中，铬离子吸收绿光后处于激发态，在氙灯闪光下产生红激光。光纤激光器则利用掺杂稀土离子的石英光纤，通过半导体二极管泵浦产生高效激光。

激光产生需要满足特定条件才能实现高效输出。工作物质的能级结构决定了激光波长，氦氖激光器中的氖原子能级产生632.8纳米红光。谐振腔的两个反射镜形成光学共振腔，只有沿轴线方向的光能被放大。二氧化碳激光器通过氮分子振动能级转移能量，产生10.6微米中红外激光。半导体激光器利用电子-空穴复合直接产生激光，广泛应用于光通信设备。激光的相干性、单色性和方向性源于其产生过程中的受激辐射特性。