主题：激光知识问答，请大家点菜，呵呵 -- 吾富有钱时
来晚了来晚了，看得很过瘾，解说得非常好！双挑大指：专业就是专业，不承认那是绝对不行地
不过，看了老兄的回答，新问题又成堆出现了。这弄的我很矛盾：我问问题简单，十个字五个字一问；老兄要回答起来，恐怕几十个字都未必能说清楚——明显对回答问题的老兄不公平啊。。
可还是忍不住……
这样吧，我问几个实在看不明白的，老兄愿意回答哪个都成，不知可以不？
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？
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？
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？
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？
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？
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？
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？
……够贪得无厌的，估计老兄脑袋又大了吧？
实在是好不容易抓住个懂行的，老兄千万别恼火啊……另外，老兄工作繁重，能回答多少就回答多少，回答不了，也没关系的：）
最后，对老兄的详细解答，和认真的精神，鲜花一朵，表示迟到的感谢！
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。
吾兄写的好，只是中间有个地方不明，想问一下。
中间谈到激光技术在化学上的应用时，谈到“一是材料的制备和加工；二是分析和探测......”
最后的一个分析，实际上还是漏了一个方面：微观反应。
所谓的微观反应，就是研究在个别分子在极短的时间内的行为。激光由于能在极短的时间内达到较高的能级，就用来这个方面的研究。
两年前上有机化学的时候一个大牛讲过，现在记不得了。
能讲讲么？
1）传统的激光理论是三能级激光，激光介质的能级是分立的，染料分子有很宽的连续能级，可以通过调节谐振腔长度在一定范围内选择波长。过去常用液体染料，稳定性不好，系统复杂。现在使用固体染料-所谓色心晶体了。
2）宝石和宝石可不同。最早的激光是红宝石激光，典型的三能级。现在，飞秒激光用的钛宝石其实是固体染料，能谱很宽的。
3）飞秒激光和传统激光原理不同。传统的激光是单色的，放大只是能量放大。即使是用钛宝石的固体染料激光，仍然是工作在一个单色的特定谱线上。而现在时髦的钛宝石飞秒激光则利用了它很宽的能级，飞秒脉冲先被展宽到纳秒降低强度，其光谱宽度有30多个纳米（绝对不是单色的），然后利用钛宝石的很宽的光谱范围内进行能量放大，放大后的激光脉冲要重新压缩回飞秒。
好像小时候看科幻小说,飞船飞出太阳系,就是用激光传送语音数据的.好像是太空是真空的,没有散射,另外相比电波,速度更快.
是无线的模式.你想啊,都到外太空了,要拉跟光纤是比较困难的,何况是星系与星系之间的呢.怎么收发呢?功率是不是要很大?干扰怎么办呢?
NASA就在做这种东西，准备给将来的行星探测器用。据说新的激光通信系统可以达到兆级的传输速率，以后大家在网上看火星着陆现场直播也不算什么了吧。
激光再好，也是又衍射限制的。最后回发散，有效距离有限
钛宝石激光器确实就是个固体染料激光器。我桌子底下就有一个小钛宝石，用YAG二倍频泵，出740～900。但是太粗糙，不稳定，没人爱用它。
不过我倒是不了解红宝石激光器什么具体原理，和蓝宝石有很大不同吗？不是Cr离子发光吗？
“飞秒激光和传统激光原理不同。传统的激光是单色的，放大只是能量放大。即使是用钛宝石的固体染料激光，仍然是工作在一个单色的特定谱线上。而现在时髦的钛宝石飞秒激光则利用了它很宽的能级，飞秒脉冲先被展宽到纳秒降低强度，其光谱宽度有30多个纳米（绝对不是单色的），然后利用钛宝石的很宽的光谱范围内进行能量放大，放大后的激光脉冲要重新压缩回飞秒。”
不过我要挑你毛病啦，你这段话说的逻辑有点乱。飞秒激光光谱宽是必然，非超短脉冲（连续到皮秒）工作在单波长（单模或近似单模）就不是必然了，只是可以做到，是一个优势。比如染料激光器，纳秒脉冲。为什么染料池要倾斜于光路放置呢？就是为了让染料池壁形成的自发激光偏离开主光路，好让选波长的光栅起作用。
纳秒的钛宝石也有类似的选波长的结构。
学微加工和精密机械加工的同志们哪，全国人民都在看着你们啊！！！
中国的激光技术正在稳步上升，真正的绊脚石还是微加工和精密机械加工。这两个方面是中国所有产业的绊脚石。这些问题解决了，小日本的死期就到了他们再也不能靠那些高附加值产业剥削其它国家养活国内的那些磨洋工的轻工业农业和服务业了。到时候他们不来主动贴乎我们，就是要撕破脸皮动手了，因为那时候他们的所有技术优势都敌不过我们的成本优势。现在的高效率到时候就会露馅，大家就会看到他们高效率掩盖下的致命的低效率。
在追求功率的场合会用宽频或多波长模式的，比如Coheret公司的INNOVA+CR-系列，前者是Ar激光作为泵浦激光，为了提高输出功率，可以工作在多波长模式，但后面染料激光的模式就不好了。后面的环型染料激光可以工作在宽频模式，加了稳频器之后才能锁定在10MHz的窄频模式。不过，现在许多染料激光器都改用钛宝石了。
红宝石（Al2O3掺Cr2O3）是典型的三能级系统，激光是Cr3+的能级间跃迁。
染料斜置一个目的是为了提高非选择谱线的损耗，另一个目的是偏振。
---另，俺那个山田不平太郎的马甲不用了，网上有爱国青年攻击汉奸~~~~~~~
你看见这个问题，不知道上面看见没有。
反正日本人大概看见了。日本的激光技术，尤其是激光材料--晶体上，是不如中国的，但中国的市场化不好，科研带不来经济效益，研究所的待遇，大家都知道。日本除了个别邀请中国的科研人员来做研究，日本一些大学、研究所，设个空壳子，然后，把中国某些优秀的研究小组，从导师到学生，整个挖来~~~~
作眼科手术的氟化氪激光器，发射在193nm，就是一种典型的准分子激光器。