激光的四大特点：高亮度、单色性、方向性好、高相干性

激光自发明以来，凭借着自身优良的特性，在工业加工、医疗美容、科学研究等领域获得了极为广泛的应用。激光主要有四大特性，分别为高亮度、方向性好、单色性好、高相干性。这些特性彼此关联，使得激光能够适用于不同的场景。

 

高亮度

一般规律认为，光源在单位面积上向某一方向的单位立体角内发射的功率，就称为光源在该方向上的亮度。激光在亮度上的提高主要是靠光线在发射方向上的高度集中。激光的发射角极小（一般用毫弧度表示），它几乎是高度平等准直的光束，能实现定向集中发射。因此，激光有高亮度性。固体激光器的亮度更可高达 1011W/cn2Sr 。不仅如此，一束激光经过聚焦后，由于其高亮度性的特点，能产生强烈的热效应，其焦点范围内的温度可达数千度或数万度，能熔化甚至于气化对激光有吸收能力的生物组织或非生物材料。如工业上精密器件的焊接、灯孔、切割；医学上切割组织（光刀）、气化表浅肿瘤以及显微光谱分析等这些新技术都是利用激光的高亮度性所产生的高温效应。 激光功率密度的单位为mw/cm2或W/cm2，能量密度为焦尔/厘米2。

高度的能量集中是激光非常重要的特性，正是因为这方面的优势，使得其能够广泛应用在工业加工和医疗等领域。

 

单色性

光的颜色是由光的波长（或频率）决定的，而光都会有一定的波长范围。其波长范围越窄，表现出来的单色性就会越好。对于普通的光源，由于谱线宽度比较大，频率范围过宽，表现出来的颜色就会比较杂。

虽然，相较于普通光源而言，激光的谱线宽度要窄许多。但是，激光的线宽受到诸多因素的制约，几乎不可能达到理论值水平。比如，温度的变化，激光器的些许震动、其体积光器中气流，以及外界泵浦等因素都会导致谐振频率的不稳定，都会造成性能的降低。

 

方向性好

普通光源发出的光是沿着各个方向进行传播的，发散角很大。相较而言，激光的发散角却很小，几乎是沿着平行方向发射的。激光器发射的光是一种偏振光，方向固定。一个简单的案例可以直观表述这一点：激光照水不会发生折射。

在各种激光器中，气体激光器在方向性上表现最为突出，其次则是固体激光器，半导体激光器在这方面的表现则稍逊一些。

 

高相干性

相干性是一切波动现象的属性。光具有波粒二象性，也就是说微观来看，由光子组成，具有粒子性；但是宏观来看又表现出波动性。光有波动性，因此也有相干性。1865年，麦克斯韦在《电磁场的力学理论》中指出：光和电磁波是同一实体的属性的表现，光是一种按照电磁定律在场内传播的电磁扰动。自此，麦克斯韦在科学史上第一次揭示了光的本质，即光也是电磁波，是一种波长更短的电磁波!从激光器中发射出来的光量子由于共振原理，在波长、频率、偏振方向上都是一致的，这就使得其具有非常强的干涉力。我们一般也将激光称作相干光。正是因为与普通光源相比，激光的相干性要强得多。

使用激光作为全息照相的光源，也正是利用激光高相干性的特点。