第11章 光速調節

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聚焦型別比賽，勝利，門開啟了。

賀辛說：“太不容易了。聚焦型別比賽，第2次比分平局，才以3比2的微弱優勢獲勝。”

薌煜說：“幸虧這光速調節的還不是很快，要不然也打不過它們。”

瞬頻說：“光速如果調節得太快，我們反應不過來。”

“如果調節得太慢，同樣的條件下，機器人的識別和運算速度很快的。”

賀辛說：“動作上，人是沒有機器人快。主要是在複雜環境下，影象識別這方面，人還是略快於機器人。”

薌煜說：“還有在精細動作上，非重複性的動作，機器人慢於人。”

進入下一個大房間。一個大房間裡有幾個小房間。

第一個房間顏色明亮些，牆壁白色中透著藍色。阻隔牆壁彎彎曲曲，轉動鏡子，讓鐳射光源照在上面。根據反射角等於入射角，光發生反射，到另外一個方向。找到另外一個鏡子，接住這束光，再進行反射。一道光如果直接前進，到達牆上就阻斷了，只是在牆上有個光斑。經過鏡面的幾次反射，向中間方向傳導。最終引導光照在長方形盒子的光接收器上，讓出口門開啟，才能出去。

賀辛說：“能不能用我們的汞燈開啟開關？”

瞬頻說：“不行吧。這裡原來用的鐳射器。”他試了試，汞燈還是不行。

在光和原子體系的相互作用中，自發輻射、受激輻射和受激吸收同時存在。獲得越來越強的光，產生越來越多的光子，必須要使受激輻射產生的光子多於受激吸收所吸收的光子。在光子作用下，高能級原子產生受激輻射的機會和低能級的原子產生受激吸收的機會是相同的。是否能得到光的放大就取決於高、低能級的原子數量之比。

若位於高能態的原子遠遠多於位於低能態的原子，就得到被高度放大的光。但是，但在熱平衡條件下，原子數目按能級的分佈服從玻爾茲曼分佈規律。位於高能級的原子數總是少於低能級的原子數。原子幾乎都處於最低能級。為了得到光的放大，必須到非熱平衡的體系中去尋找。

只有當處在高能級的原子數目比處在低能級的還多時，受激輻射才能超過受激吸收，而佔優勢。由此可見，為使光源發射鐳射，而不是發出普通光的關鍵是發光原子處在高能級的數目比低能級上的多，這種情況，稱為粒子數反轉。

粒子數反轉需要利用啟用媒質。就是可以使某兩個能級間呈現粒子數反轉的物質。它可以是氣體，也可以是固體或液體。要獲得粒子數反轉，必須使用多能級系統。

鐳射器由以下3個部分組成：

鐳射工作介質：鐳射的產生必須選擇合適的工作介質，可以是氣體、液體、固體或半導體。關鍵是能在這種介質中實現粒子數反轉，以獲得產生鐳射的必要條件。顯然，亞穩態能級的存在，對實現粒子數反轉是非常有利的。

激勵源：為了使工作介質中出現粒子數反轉，必須用一定的方法去激勵原子體系，使處於上能級的粒子數增加。有電激勵；光激勵；熱激勵、化學激勵等。各種激勵方式被形象化地稱為泵浦。為了不斷得到鐳射輸出，必須不斷地抽運以維持處於上能級的粒子數比下能級多。

有了合適的工作物質和激勵源後，可實現粒子數反轉，但這樣產生的受激輻射強度很弱。還需要將輻射的光進行放大。

諧振腔：在鐳射器兩端，平行裝上兩塊反射率很高的鏡片，一塊為全反射鏡片，一塊為部分反射、少量透射鏡片。全反射鏡片的作用是將入射的光全部按原路徑反射回去，部分反射鏡片的作用是將能量未達到一定限度的部分光子按原路徑反射回去，而達到一定能量限度的光子則透射而出。透射而出的這部分光子就成為經過放大了的鐳射；而被反射回工作介質