為什麼鐳射是一種特殊的光？

不管多么強的陽光及燈光，不經過透鏡聚集，是很難射穿薄薄的木板的。但是，鐳射卻可以射穿鋼板，還有的像金剛石那樣堅硬的物質，在它的照射下，也可以化為一縷青煙。這是為什麼呢?

要說明這個道理，必須把鐳射和普通光來作個比較。

鐳射與普通光就本質來說，都屬於電磁波，它們的傳播速度一樣是每秒30萬公里。但由於鐳射的產生及它的行為和普通光有所不同。

眾所周知，組成物質的原子大多是由原子核及外層運動著的電子組成。而當外界給予原子相當的能量時，就可以把電子送到外層的軌道上去(越外層的電子運動越快)，這時原子也就會相應地從低能態升到高能態，而處在高能態上的原子沒有在低能態上穩定，它還有返回低能態的趨勢，而當原子自發地從高能態躍降到低能態時就可以發光，這就是因為自發輻射。此外，假如將處在高能態上的原子，用一個外來光誘發它遷到低能態，並且這個外來光的頻率，與激發態原子的固有頻率相同，原子就會引起受激輻射。一般來說，普通光是由物質自發輻射產生的，鐳射是因為物質受激輻射產生的。

普通光在自發輻射的情況下，許多原子的發光動作是各自獨立進行的，它們各自在不同時刻發出的顏色不同，相位也不同，方向也不同的光。這彷彿電影散場後，大家陸續地向著四周以不同步伐走出去。但鐳射卻不同，它主要是許多原子由受激輻射所聯起來的集體化的發光行為。這樣在一定時間內發出顏色幾乎相同，相位及方向相當一致的光，就彷彿電影散場後，大家排著隊朝著一個方向，並邁著大小相同的步子，而且吹著哨子，以一、二、一整齊步伐向前進。因此鐳射有它自己獨自的特性：

1.顏色單純。一束光的顏色單純和不單純，事實上是它的波長一致或者不一致。由此可見光的波長是4000～7600埃。一般某種顏色的光，都蘊含了一定範圍內不同波長的光，如，紅光就包含了6000～7000埃的光。但鐳射的波長基本一致，它一束光中的波長的差別大約只有千萬分之一埃，或者更小，是一種單色性相當好的光。

2.方向性好。方向性好壞，實際就是指光的集中程度。你不要看探照燈及手電筒打出的一束光，方向都是相當筆直的，彷彿也很集中，其實，這種光射到一定距離後，就可以散得相當開了。但鐳射則是方向最一致，也最集中的光。相當能量的鐳射到月亮上(離地球38萬公里)還相當集中，但是普通相當強的光射出不到幾百公里，就已經分散得十分弱了。

3.亮度十分高。鐳射能得到相當高的發光強度。當前已能在一萬億分之幾秒作用時間裡，得到幾十萬億瓦的功率或者更大的功率。它的壓力，每平方厘米能夠達到幾十億百帕的壓力，溫度可以達幾百萬攝氏度乃至幾千萬攝氏度。

4.相干性好。所謂光的相干性，就是指光的波長一致性以及相位的一致性和方向一致性。如果我們把一束光比喻成一支正在行走的隊伍，這支隊伍裡的每個人員的步伐大小、起步的時間以及行進方向都不一致，簡直不能成為隊伍，人員之間也互不相干，普通光就是這樣。但是鐳射彷彿一支相當整齊而且步伐一致的隊伍，相干性十分好。

鐳射有如此大的威力，是由於它可以在極短的時間裡，把能量集中地射在相當小的面積上，而決不是鐳射器可以憑空創造出如此巨大的能量。鐳射的這些特性也是相互聯絡的。簡而言之，能概括為一句話“單色高亮度”。

組成鐳射器的工作物質相當多。一般的鐳射物質，固體有紅寶石，以及含釹玻璃等。氣體有氖、氬以及二氧化碳等。半導體材料中則有砷化鎵等，另外有一些有機染料也是常用的鐳射工作物質。