激光器的工作原理

正因为有了激光器的出现，光纤通信才造福了人类。极其简单的介绍激光器的工作原理。

激光器要产生激光，需要实现如下几个目标。

泵浦源

用于把激光工作物质的的粒子从基态抽取到高能级，以实现粒子数反转。

激光工作物质

1. 激光工作物质与泵浦源共同实现粒子数反转，这要求这种物质能够有较大程度的实现粒子数反转的能力，如此，泵浦源才能容易的进行低能级到高能级的抽取工作。
2. 激光工作物质，还承担实现受激辐射的工作。
3. 激光工作物质决定了激光器能够产生激光的波长。激光波长由物质中形成激光辐射的两个能级间的跃迁确定。

光学谐振腔

也就是图中的两个镜面。

1. 产生和维持激光振荡。通过在两个镜面间的不断反射，可以延长通过激光工作物质的长度，使得受激辐射超过自发辐射成为主导，并进一步扩大受激辐射使得产生的激光能量大于路途中的损耗。
2. 控制输出激光束的质量。谐振腔可以对腔内振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光的高单色性和高方向。通过调节光学谐振腔的几何参数，还可以直接控制光束的横向分布特征、光斑大小、振荡频率及光束发散角等。
3. 右侧半反射镜片还起着激光输出的作用。除此之外，可以在光学谐振腔中加入一些器件，来有效的控制输出激光的特性。