美麗的心

(一)定向發光

　　普通光源是向四面八方發光。要讓發射的光朝一個方向傳播，需要給光源裝上一定的聚光裝置，如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡，使輻射光彙集起來向一個方向射出。激光器發射的激光，天生就是朝一個方向射出，光束的發散度極小，大約只有0.001弧度，接近平行。1962年，人類第一次使用激光照射月球，地球離月球的距離約38萬公里，但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照燈光柱射向月球，按照其光斑直徑將覆蓋整個月球。

　　(二)亮度極高

　　在激光發明前，人工光源中高壓脈衝氙燈的亮度最高，與太陽的亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過氙燈的幾百億倍。因為激光的亮度極高，所以能夠照亮遠距離的物體。紅寶石激光器發射的光束在月球上產生的照度約為0.02勒克斯(光照度的單位)，顏色鮮紅，激光光斑明顯可見。若用功率最強的探照燈照射月球，產生的照度只有約一萬億分之一勒克斯，人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原因是定向發光。大量光子集中在一個極小的空間範圍內射出，能量密度自然極高。

　　(三)顏色極純

　 光的顏色由光的波長(或頻率)決定。一定的波長對應一定的顏色。太陽光的波長分佈範圍約在0.76微米至0.4微米之間，對應的顏色從紅色到紫色共7種顏色，所以太陽光談不上單色性。發射單種顏色光的光源稱為單色光源，它發射的光波波長單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源，只發射某一種顏色的光。單色光源的光波波長雖然單一，但仍有一定的分佈範圍。如氪燈只發射紅光，單色性很好，被譽為單色性之冠，波長分佈的範圍仍有0.00001納米，因此氪燈發出的紅光，若仔細辨認仍包含有幾十種紅色。由此可見，光輻射的波長分佈區間越窄，單色性越好。

　　激光器輸出的光，波長分佈範圍非常窄，因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長分佈範圍可以窄到2×10-9納米，是氪燈發射的紅光波長分佈範圍的萬分之二。由此可見，激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。

　　此外，激光還有其它特點：相干性好。激光的頻率、振動方向、相位高度一致，使激光光波在空間重疊時，重疊區的光強分佈會出現穩定的強弱相間現象。這種現象叫做光的干涉，所以激光是相干光。而普通光源發出的光，其頻率、振動方向、相位不一致，稱為非相干光。

　　閃光時間可以極短。由於技術上的原因，普通光源的閃光時間不可能很短，照相用的閃光燈，閃光時間是千分之一秒左右。脈衝激光的閃光時間很短，可達到6飛秒(1飛秒=10-15秒)。閃光時間極短的光源在生產、科研和軍事方面都有重要的用途。