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激光器的原理基于受激辐射，这是一种特殊的辐射过程，其中一个粒子（如电子、原子或分子）吸收能量后，从低能级跃迁到高能级，并随后发射出一个与吸收的能量相匹配的光子。当一个粒子处于高能级时，它可以通过发射光子回到低能级，这个发射过程称为受激辐射。激光器的工作原理可以概括为以下几点：
粒子数反转：激光器中的工作介质（如气体、液体、固体或半导体）必须实现粒子数反转，即处于高能级的粒子数量多于处于低能级的粒子。这通常通过外部激励源（如电激励、光激励、化学激励或核能激励）来实现。
增益大于损耗：为了维持粒子数反转，工作介质中的增益必须大于损耗。增益可以通过吸收外部能量（如电子激发、光子激发）使粒子跃迁到高能级来实现。
光学反馈：激光器中通常包含一个谐振腔，它的作用是使腔内的光子在来回反射过程中不断与增益介质相互作用，从而放大激光信号。谐振腔确保了激光具有良好的方向性和相干性。
激光器的种类繁多，包括固体激光器、气体激光器、半导体激光器和染料激光器等，它们的工作介质和激励方式各有不同。例如，固体激光器使用掺杂了金属离子的晶体或玻璃作为工作介质，气体激光器则使用气体作为工作介质，半导体激光器则以半导体材料作为工作介质。
激光器的工作过程可以简化为以下步骤：
激励源：提供能量给工作介质，使粒子从基态跃迁到高能级。
粒子数反转：通过激励，使高能级粒子数量超过低能级粒子。
受激辐射：处于高能级的粒子通过发射光子回到低能级，产生激光。
光学反馈：激光在谐振腔内反射，不断放大，最终输出激光。
激光器广泛应用于各种领域，如武器瞄准、测量距离、定位、激光加工、激光医学和激光通讯等。
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