1. 何謂雷射

所謂的雷射(Laser),是取Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(受激輻射式光波放大)的首字母組成,指的是用共振器將光(電磁波)增幅後獲得的人工光線。雷射光擁有良好的指向性、集中性,以及能維持固定波長等物理特性,這些特性被活用於高附加價值的尖端加工用途上。
愛因斯坦在1917年發表的「受激輻射理論」中指出雷射的可能性。之後,1960年美國的梅曼運用紅寶石結晶,成為世界上首位成功震盪出雷射的人。後來隨著全世界研究者們的努力,發現了各式各樣的雷射震盪現象。如1961年發現了He-Ne雷射、玻璃雷射,1962年半導體雷射,1963年Ar雷射,1964年CO2雷射,1966年染料雷射、皮秒雷射,1970年準分子雷射,以及1981年發現了飛秒雷射等。

接著,雷射的原理又是如何呢?
通常原子和分子帶有特定的能量進行運動。如果從外部獲取了能量,這些原子和分子就會帶著更多的能量來進行運動。這稱為激發狀態。一段時間後,原子及分子會釋放出多餘的能量,回到原本的能量狀態。此時,釋放出來的多餘能量就會變成光向外釋放。這稱為「自發輻射」。當這種光撞擊其他帶有高能量的原子和分子時,又會再次釋放出同樣性質的光。這稱為「受激輻射」。通常這種帶有高能量的原子和分子數量很少,所以釋放出來的光非常微弱,但若以某些方法來增加帶有高能量的原子和分子數量,就能引起雪崩般的受激輻射現象,釋放出強烈的光。這就是光的增幅。再來,在某些條件下,以面對面地放置的鏡片(稱為共振器)來不斷反射釋放出來的光,就能讓光線朝特定方向增幅,變成更加強烈的光。這就是雷射的原理。

雷射光的特性
雷射的特性可以大略區分為①單色性佳 ②指向性佳 ③相干性佳 ④高強度這4點,這些特性被應用於光纖通訊和雷射加工等各種領域。特別是雷射加工,發揮了④的高強度特性,被活用在許多領域中。以下說明利用準分子雷射的加工。