激光是啥时候发明的，都有什么作用？

激光的理论基础其实1917年就被爱因斯坦提出来了，但激光真正被发明出来，却是30多年后的事情了。

激光大名叫“受激辐射”。很早人们就发现高能级的电子会自发向低能级跃迁，然后释放出光子。只是在通常情况下，这种自发跃迁释放出来的光子大小不一，能量有高有低（偏振方向、相位、传播方面都不一样），总之跑出来的光子十分具有个性化，被称为“自发辐射”，和常见的自然光一样。

然而1917年爱因斯坦发表了一篇《关于辐射的量子理论》论文，文中首次提出了“受激辐射”。10年后，保罗·狄拉克首次实验验证了“受激辐射”的存在。

“受激辐射”是指，在原子中高低能级电子状态反转的情况下，也就是高能电子多于低能电子时（通常稳定原子是低能电子成倍于高能电子），把一个光子打入原子，可以诱导原子中的高能电子跑到低能轨道上，同时发射一个和诱导光子能量完全相同的新光子（如下图）。

如果打个比喻，“受激辐射”就像雪崩一样。当一座堆满了雪的大山，受到外部某种诱因（比如大吼一嗓子）使得山顶上的一小片雪滑了下来，引起下一层雪的共鸣，跟着滑了下来，一层叠一层，雪越滚越多，就会形成颇为壮观的雪崩。

运用受激辐射原理，就可以使得一个光子打入原子，然后跑出两个一模一样的光子，这两个光子再打入另外两个新原子，循环往复就能产生大量的光子，而且这些光子都像克隆的一样拥有同样的能量，这就是激光。

听起来好像很简单，而真正把具有实用性的激光发明出来，却等了30多年。

直到1954年，一位叫查尔斯·哈德·汤斯的眼睛男，才在实验室发明了微波放大器，同时苏联科学家普罗克霍洛夫和巴索也发现了微波放大的原则。

1958年，世界上第一台微波激射器被汤斯与阿瑟·伦纳德·肖洛制造了出来。

而世界上第一束真正具有实用性的激光来自于西奥多·梅曼的红宝石激光器，诞生于1960年。

激光LASER的全称：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation实际上就是：光放大（Light Amplification）+受激辐射（Stimulated Emission of Radiation）。

据说，这位汤斯本来是研究理论的，结果却因为视力不好，看数学公式都吃力。一次看医生的时候，医生告诉他，你连公式都看不清，干脆别搞理论了，真喜欢物理就去做实验吧。于是这位医生直接将他的人生导向了诺贝尔奖。（所以大家都要听医生的话）

激光是20世纪最伟大的发明之一，在各个领域都得到了广泛的应用。激光具有有4个特点：

1). 高单色性： 大家知道光都有波长，而且波长决定了光的颜色。高单色性，指的就是光的波长范围窄，所以我们看到激光的颜色是极纯的。

2). 高同向性：集体朝一个方向前进，发散度极小，这能保证聚焦，从而得到极高的功率密度。

3). 高相干性：由于在波长、频率、偏振方向上都保持一致，激光的相干性极强，也就是说激光能根据自己的特定波长、频率、偏振方向，实施“目标精准打击”。

4).高亮度：这个大家都懂，同时也是其能量高度集中的体现。

这四个特点，也是激光与自然光的最大区别。如果把自然光比作散漫不服从调配的散兵，那激光则是接受过严格训练的正规军，统一行动，进退有序，战斗力强，杀伤力大，所以在各个领域都能十分出色地完成任务。

1.医学/美容领域：激光脱毛、激光祛斑、激光手术……

医疗用的多的是气体激光器，二氧化碳激光器是世界上最早的气体激光器，现在也还在运用。

通过激光释放的能量对特定组织产生光热作用，可以以一定温度简单有效地把不想要的黑色素或组织烧掉，而不伤害到周围其他细胞。既打击了敌人，又不伤害群众。

好比用激光射击一个里面套着黑气球的白气球，激光可以穿透白气球把里面的黑气球打破，而对外面的白气球毫发无损。

2.信息技术领域：光纤、激光二极管……

光在光纤里的传导损耗比电在电线传导的损耗小得多。有了光纤，才有了我们日常高效的远距离信息传导啊，不然现在没有网的日子可怎么活啊？

激光二极管更不用说，最重要的电子元件，还有什么激光打印机、OCT光学相干断层扫描仪、激光数据存储器、全息摄影……我们身边的一切信息技术几乎都离不开激光。

另外，自1970年世界上第一场舞台激光表演在慕尼黑的歌剧节上演后，激光秀更成为一种独立的艺术形式。

总结一下激光早已经改变了我们的生活，这是爱因斯坦自己也没有想到的，所以任何看似无用的理论，谁也不知道未来会给世界带来多大的影响。