說起來，激光在我們生活中的應用已經非常廣泛了，超市的收銀員用它們掃描你商品上的條形碼，教授們用它們來吸引學生的注意力。而貓主人們則用“紅點”來作為自己寵物的玩具，可以說是目前最流行的激光筆的用途。
這些我們都很熟悉的“小紅點”，這讓鹿角網開始思考：難道它們都必須是紅色的嗎？明明當自然光穿過稜鏡時，它會分裂成七種組成顏色。那麼，為什麼大多數激光筆都只給我們提供七種顏色中的一種呢？
長話短說，主要是生產能夠發出紅光的激光筆比生產其他種類的激光筆更便宜。其他顏色的激光筆並不是沒有被髮明，只不過紅色激光筆仍然是最經濟的選擇。因此，它們是批量生產的首選產品，更是貨架上最受歡迎的產品。
那麼，為什麼生產紅色激光筆比生產其他顏色的激光筆更便宜呢？為了瞭解這一點，讓我們來看看這些激光筆到底是什麼以及它們是如何工作的。
激光本質上是一種具有放大亮度的高度聚焦光源。激光的英文單詞是“laser”，這個詞是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激輻射放大光）”的首字母縮寫詞。
當諸如玻璃、水晶、鑽石等一些材料的電子被電流吸收的能量激發時，就會產生激光。被激發的電子在原子內從較低的軌道躍遷到較高的軌道。當它們回到“正常”，即基態時，這些先前被激發的電子以光子的形式釋放能量。在這種相互作用過程中釋放出來的所有光子往往是一致的，因而每一束光波的波峰和波谷恰好吻合，所以它們都是同樣的顏色。
當更多的能量被供給到玻璃或者水晶時，一些電子被激發，這就是所謂的泵送。它們作為一個整體移動到一個更高的能態然後又回到基態。這種現象稱為種群反轉。人口反轉會導致更大的能量爆發，從而產生一種雪崩式的光，即所謂的受激發射。這個巨大的能量爆發，集中在一個點上，變成了激光。
1960年，物理學家西奧多·梅曼在馬里布的休斯研究實驗室工作時，發明了第一臺激光器。他的激光器使用了一根末端鍍銀的合成紅寶石棒，切割的方式是這樣的：光束會在棒內反彈，在從另一端出來之前獲得亮度。這個裝置發出一束窄而明亮的光波，波長為694納米。
人們可以利用不同的方法來製造不同顏色的激光。紅色激光一般使用簡單的半導體二極管來產生光，它由兩個半導體放在一起組成，一個在另一個的上面。在上面，我們通常會發現砷化鎵，這是一種短缺的電子的材料，被稱為P型半導體。底部是含硒的砷化鎵，這種材料有一個多餘的電子，叫做N型半導體。這兩個二極管堆疊在一起，形成了所謂的PN結。
當電流通過PN結時，來自半導體P的電子被激發並填補半導體N中的空白。PN結的頂部和底部塗有一層鍍銀的表面。被激發的電子釋放出困在這個PN結中的光子，並繼續從鍍銀的表面反彈。如前所述，PN結最終發生種群反轉，導致受激發射，從結點以激光的形式出現。
從商店裡買來的簡單半導體二極管發出的光，其波長範圍往往在700-800納米之間，因此顏色從橙色到紅色不等。
雖然研究表明，紅色並不是最吸引人的光源，綠色才是，因為人類的眼睛對這種特定的波長更敏感。而且它發出的光比紅色激光更亮，可以達到比紅色激光更遠的距離。
但是，為了產生綠色激光，出射光的波長必須小於600納米。產生低波長的聚焦光束是很複雜的。
首先，一個標準的半導體二極管發出大約800納米的激光。這種光聚焦在釹晶體上，釹晶體將其轉換成波長為1000納米的紅外光束。最後，合成的光束通過一個專門的倍頻晶體，然後以波長530-540納米的綠光出現。
很明顯，生產綠色激光需要一些更專業的組件，所以紅色激光作為最具成本效益的產品，現在仍然是市場上最受歡迎的激光品種。
閱讀更多 鹿角網 的文章
