“激光”这个词在我们生活中随处可见
扫描二维码用的激光扫描器
激光笔、激光手术
激光美容……
不同使用场景下的激光
都有什么区别？
首先，让我们了解一下
激光究竟是什么？
激光有三要素：泵浦源、增益介质、谐振腔。激光的诞生就像制作一份美味的蛋糕。泵浦源就像烤箱，给面团加热，让面团里的粒子活跃起来。增益介质就像面团本身，吸收热量后，粒子变得兴奋，准备发光。谐振腔就像蛋糕模具，让粒子在其中反射、增强，最终形成一束理想的激光光束。
激光的独特之处在于它的四个主要特性：
1、单色性：激光具有极窄的光谱线宽，这意味着它的颜色非常纯净。
2、方向性：激光光束非常集中，可以精确地指向目标。
3、高亮度：激光能在极小的面积上集中极大的能量。
4、强相干性：激光光波的相位在整个光束中保持一致，这是它与其他光源的根本区别。
不同的激光都有属于自己的波长，这决定了它们独特的“颜色”。例如，绿色激光笔的激光波长约为532纳米，而常见的红色激光笔的波长则在650纳米左右。当然，波长是一个比颜色更普适的属性，因为更多种类的激光波长是在可见光波段（即380纳米到750纳米）之外的，它们就没有颜色。
电磁波谱。其中可见光的部分，不同的波长就对应着不同的颜色。图源：维基百科
一束激光“力道”的大小，就是激光的功率。功率衡量一束激光每秒钟传输的能量多少，单位用瓦特（W）或者毫瓦（mW）来表示。功率不同，激光的用途也大有不同，比如，高功率激光可以用于切割和焊接，而低功率激光则可以用于信息读取或瞄准。
激光还有两种不同的工作模式——连续模式和脉冲模式。顾名思义，连续模式的激光是持续不断地输出的，而脉冲模式的激光则是以一个个光脉冲的形式分立输出。连续模式的激光适合需要稳定热源的应用，比如焊接。而超短脉冲激光可以将巨大能量在极短时间内作用于材料，产生“冷加工”效果，避免热损伤，适合精细微加工和眼科手术。
医用激光的追求，是在不损伤周围健康组织的前提下，对病灶进行极其精细和安全的操作。使用场景：近视手术、肿瘤治疗、碎石术、美容等。
医用激光对波长的选择极为苛刻，需要根据用途设定合适的波长。尽管激光的功率大小跨度很大，但必须精确可控。
在工作模式方面，皮秒、飞秒级的“超短脉冲”是医用激光的明星技术。你是不是曾听说过“飞秒激光”手术这样的词？这里的“飞秒”指的就是一个激光脉冲持续的时间，到达了一秒的1000万亿分之一！
在通信领域中，激光的使命是在光纤中长距离、低损耗、超高速地传输信息。使用场景：光纤传输。
为了最大可能地降低能耗，激光的波长必须选在石英光纤损耗最小的范围内，目前最常用的有850纳米、1310纳米和1550纳米。激光的功率也很低，通常在毫瓦级别。功率过高不仅浪费，还有可能干扰信号。这就像是一个优秀信使的职责：不需要“力气大”，但必须“跑得快、说得清”。
我们日常生活中常见激光的设计目标则是在保证绝对安全的前提下，以低廉的成本实现特定的功能。使用场景：条码扫描仪、激光笔等。
对于波长的选择，通常选择低成本且符合安全规范的波段。比如激光笔常用的600多纳米红色激光，不仅是人眼可见的颜色，而且这种颜色的半导体激光器成本更低。红色激光的功率也非常小，通常在毫瓦以下，为的是严格保证它的安全性，避免对人眼造成伤害。
这些激光的工作模式通常是普通的连续模式，就像我们看到的那样，稳稳地输出一个彩色的光斑。
来源：蝌蚪五线谱、科学+等
（福建科普）
