十 振荡——振荡

首先，让我们来做一个有趣的实验吧。在一张条桌两端分别放置一块档板，两块档板之间的桌面上摆一些弹子球。当一枚弹子球从档板上反弹回来时，便可能碰撞别的弹子球朝向同一方向滚动。假设每一枚从档板反弹回来的弹了球都刚好与桌面上的一枚弹子球正面相撞，并有足够的力量使它们一起滚向另一端的档板。在这种情况下，我们开始做这个实验。我们先让一枚弹子球向左端的档板滚动，反弹回来后就会成为有 2 枚弹子球滚向右端的档

板，再一次反弹后则又会成为 4 枚弹子球滚向左端的档板，不断这样滚动， 每一次反弹都会使滚动的弹子球数目翻一番。来回振荡的次数越多，滚动的弹子球也就越来越多，积聚的能量也越来越大。这时，我们突然拿走一端的档板后——比如拿走右端的那一面，这样大量的弹子球就会象出膛的子弹一样从条桌的右端射将出去。这种现象中，两端放置档板的条桌即可称为共振腔。这个共振腔除两端的档板和桌面外，其他方向均开放。如有的弹子球朝向那些开放的方向滚动，便会脱离这个共振腔，这个可能影响其他弹子球偏离在两块档板之间振荡的路线，这就使弹子球只能在垂直于两块档板的轴线方向上越滚越多。

让我们将这两块档板换成两面反射镜（其中一面是全反射镜，另一面是部分反射镜），在它们之间放置的是红宝石棒或充氦——氖混和体的放电管； 这时“弹子球”是红宝石棒中的铬离子或放电管中的氦——氖原子所发射的光子，这我们不必担心它们受重力作用而坠落，因此“旧顶”这个方向也可以开放了。这就是我们造成的激光器的共振腔。

用脉冲氙灯照射红宝石棒，或接通氦——氖放电管的电源，相当于启动把铬离子或氦、氖原子抽到激发态的泵浦。激发态的粒子自发辐射光子—— “弹子球”开始滚动。其中有些光子偏离了轴向，从开放着的方向飞出共振腔，只有沿轴向“滚动”的光子，才会从反射镜这面“档板”上反弹回来， 成为诱发激发态粒子作受激辐射的因素，引起轴向的受激辐射，并产生雪崩式的光子放大。大量轴向“滚动”光子，在“碰”上那面部分反射镜时，一部分反弹回来继续在共振腔内振荡，另一部分则透射出去，这就是激光。

现在，我们终于明白了激光器是由三个主要部分构成的——即激光工作物质、激励能源装置和光学谐振腔。

同时，我们也由此进一步知道了激光的特点：1.方向性好。就是平行度高，发散角小，激光束的发散角已达到二、三分，所以人们常常称激光为“平行光”。2.能量高度集中、亮度极高。3.单色性好。4.相干性好。受激辐射后的光子具有相同特征，它们如从同一个辐射发出，其频率、共振方向都相同，所以相干性特别好。