撰文/刘晨（合肥工业大学仪器科学与光电工程学院副教授、全国光电技术学科首席科学传播专家）

编辑/吉菁菁 新媒体编辑/陈炫之

六十年前的1960年5月16日，美国年轻的物理学家梅曼成功研制了人类历史上第一台激光器——红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光。它是20世纪能够与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一，对人类社会的发展产生了深远的影响。

为了纪念这一重大的历史事件，2018年联合国教科文组织宣布：将激光的诞生日，即每年的5月16日定为“国际光日”。

▲国际光日（图片来自网络）

激光是什么？它为何具有如此重要的地位？

激光是利用某些物质原子中的粒子受激发而发出的光，它与普通的光有所不同，其辐射出的光波具有相同的位相、频率和振动方向。激光的英文名称叫“Laser”，是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 每个单词首个字母的缩写，如用中文加以解释，就是“受激辐射的光放大”, 这实际上也反映了激光器的工作原理。

激光有别于普通光源，主要体现在三个方面：首先，激光方向性好，能量高度集中。普通光源发出的光是发散的，面向四面八方，而激光的发散角极小。据称，人类曾在20世纪60年代使用过激光来照射月球（月球上的反光镜是美国登月时留下的）并返回地球，结果在月球表面上显示的光斑方圆不到2千米。另外，正因为激光发出的光子能集中在一个极小的空间内，所以能量密度极大，故强激光甚至可以产生上亿摄氏度的高温。

其次，激光单色性好。普通光源发出的光波长范围很宽，它不是真正意义上的单色光。而激光则不同，因为它是受激辐射的光放大，因此它所发出的所有光子与外界激发它的光子是一模一样的，故激光的波长范围很窄。

▲激光的颜色纯（图片来自网络）

最后，激光的相干性好。普通光源发光机理是自发辐射，不同原子产生的自发辐射光在频率、偏振方向及传播方向等方面都不相同，且杂乱无章；而激光则不同，它的工作机理是受激辐射，因此所有光子与外界激发它的光子无论在频率，还是偏振方向和传播方向上都是相同的。

▲激光的相干性好（图片来自网络）

所以，激光的相干性很好，当用于光的干涉实验时，则很容易观测到干涉条纹，例如2016年探测到引力波的试验装置使用了迈克尔逊干涉仪，它所采用的光源就是激光。