主题：激光知识问答，请大家点菜，呵呵 -- 吾富有钱时

1、液相的染料激光器，可以改变输出激光的波长。

这是怎么回事？是说通过染料本身的不同颜色，可以生成不同颜色的激光么？这个染料在其中，是不是只起了个“染”的作用？或者，同一配方成分染料制作的激光器，仍然可以输出不同波长/颜色的激光？

这里说的染料，不是单指染衣服的染料色素，而是指发光的荧光染料。当然他们最初的来源是一个——植物色素。比如现在还在广泛使用的香豆素系列，来源就是青草。在割草的时候我们能闻到一股特有的草味，那就是香豆素的味道。有机化学发展到今日，已经制造出了无数的发光染料。它们可以吸收光，然后在它特有的发射谱段发光。这样，把染料池放到谐振腔中，利用激光激发染料溶液，就可以产生染料的激光。每种染料都可以发射较宽范围的激光波长，通过腔内的光栅进行选择振荡，就可以出不同波长的激光。超过了一种染料的有效范围，还可以换其它的染料。我现在就在用一台染料激光器。紫外和近紫外可以使用PBBO和exalite系列,蓝光和绿光可以使用各种香豆素，红光可以使用各种罗丹明，DCM，现在我用的是近红外（800 nm），染料是LDS821，有效输出范围是790～940（大概齐的）。

2、气体激光器中的准分子激光，没有基态，只有激发态。

为什么呢？如果不受激也能辐射出激光，是不是说明这个介质的状态非常不稳定？记得物理上说，某些处于跃迁态的粒子，似乎就很有往基态“堕落”的动力。。那这个介质，能够稳定存在么？粒子数反转布居状态，又是什么？

粒子数反转是形成激光的必要条件，因为只有反转了，辐射才能大于吸收，增益大于损耗才有可能实现。所说的反转就是指激发态的粒子数大于基态的粒子数。一般的体系，基态是稳态，激发态是不稳态，那么，只有受激发的很短一瞬间才能形成粒子数反转。准分子激光器很特殊，一氟化氪激光器为例，说氟化氪，并不是说工作物质是氟化氪，因为氟化氪分子并不存在。这个分子在基态没有分子轨道，也就是布居数是零。但是它的激发态却是存在的。那么当氟原子和氪原子（或是其中之一）被电给打晕了，达到激发态（上停了）之后，就有形成激发态分子的趋势。形成的激发态分子就有辐射发光回到基态的趋势。这时就形成了自然的粒子数反转，因为一旦激发态分子辐射能量回到基态，那么立即就会分解掉而不以氟化氪分子的形式存在。在这个体系中，只有激发态的分子，而没有基态的分子，所以叫准分子激光。

3、红宝石激光器和蓝宝石激光器，其工作介质并不是宝石而是其中掺杂的金属离子。

那么，是不是说宝石只是介质分布的平台？如果是这样的话，如果在人工合成的宝石中按比例掺入特定成分的离子，是不是就能制造出不同的激光？如果是，那么在同一宝石中掺入不同的几种成分，会出现啥激光呢？

这么理解基本是对的。没人会掺几种不同的离子，如果掺了，我想是其中寿命最长，能量最低的那个态得到发光机会。不过要是那个大陷阱得到了能量却不能发光，那这就是个死体系了。

4、气体激光器电极容易变质。

这个电极变质，是不是类似于电工上的触点氧化现象，或类似于日光灯管两头发黑的现象？具体又是怎么形成的？变质想必是不好的，但又是如何影响激光器发光效率的？

具体怎么形成的我不十分清楚，肯定不是工作气体和电极反应得到的。但是你可以这样想，玻璃是什么？氧化物，石英也是氧化物。有氧就会有氧气出来，再少也会出来一点。这可能就是氧化的原因吧。

5、激光诱导沉积是制备纳米材料的一个方法。

这个……具体是怎么回事呢？

这个方向我知道两个不同的东西。一种是用激光打原材料，使原材料中的原子气化飞出来，然后到基板上沉积。和普通的热沉积相比，可以通过激光的波长选择性的蒸发原材料中的某种成分，得到的沉积物纯度等级要高。另一个是再溶液中，用激光打片基，片基表面会带电荷，这个电荷就会吸引溶液中悬浮的颗粒沉积到它的表面。这两个方式风马牛不相及，应该是各有各的名字，但是我现在弄混了，分不清了。前一种方法应用广泛，后一种是奇技淫巧，小打小闹而已。

6、第二方面是分析和探测。一个很大的应用方面是近场光学显微镜和共聚焦显微镜。

这两种显微镜的原理有什么不同么？换句话说就是。。这俩显微镜都是靠什么原理工作的啊？

这可不是一句两句能说完的。两个显微镜和普通光学显微镜的不同点都是扫描工作。其中近场利用倏逝波原理，光场转化成电场，突破了光学显微镜的分辨率极限。共聚焦显微镜的优势在于三维扫描，特别是双光子吸收技术的使用之后。这些基本原理你可以google点材料来看，这里说起来太长了，不好意思，呵呵。

7、利用激光的短脉冲特性，高能量密度特性，单色性（有时需要，但不是必须），可以分析化学物质的吸收，荧光，磷光，拉曼，光电子能谱等等不同的谱学性质，以得到详细的结构信息。

在这方面，如果用普通短脉冲可见光会有什么不同？如果是用X线呢？所得到结果的差异，是类似于光学望远镜和红外望远镜、射电望远镜之间的差异，还是仅仅“纯化”了使用可见光进行试验的结果？

可见光无法压缩成短脉冲，注意是压缩，不是剪切。如果是一般的可见光，剪切成超短脉冲就啥能量也没有了。X射线的短脉冲超短脉冲正在研制之中，如果实现了单色或近单色的X射线激光脉冲，那至少会催生2到3个诺贝尔奖。可见光和激光实验之间差别满大的，不是简单的单色这么简单。而且实际上激光也不是单色的。向我用的纳秒激光，一直到皮秒激光，单色性还很好，可是飞秒激光就不是了。120飞秒的激光，光谱半峰宽就有2，30个纳米了。我隔壁哥们用的激光，25个飞秒，几乎就是白光了。这是测不准关系决定的，正因为它颜色范围很宽，才能压缩成这么短的脉冲，前面说过一次了。