激光的强大功能

最亮的光源

激光由于光腔的限模作用和光子在腔内的反复放大，故而单色亮度特高。拿一台普通输出功率仅几毫瓦的氦氖激光器来说，它的单色亮度却可达到106，远远超过了任何其他光源，对于输出单模功率更大的激光器，这一数值将会更高。由此可见，激光是世界上现存的单色亮度最高的光源。

最强的电场

电磁波是电磁场存在的一种形式，高功率激光也就是一种高强度电磁场。世界上能够造出输出脉冲功率高达1014至1015瓦的超高功率激光器，如果用透镜将这种激光聚焦成直径为100微米的光斑，它的功率密度将达1023瓦／平方米，相应于此的电场强度将高达1012瓦／平方米。

这一场数值不仅远远超过了一般在实验室用其他方法所产生的场强，而且也达到了氢原子的库仑场强。这意味着任何原子在碰到如此强的场强时，它周围的电子都将被该场拉开而剥离，最后形成裸核，至少在一个瞬间是如此。

最大的压强

在激光聚变研究中，为了减轻对高能激光驱动器的功率要求，科学家们提出了一种向心聚爆压缩实现热核点火的方案。方案实质是利用许多束脉冲激光，从四面八方同时均匀地照射一个热核材料靶丸，该靶丸的外表面首先被蒸发而形成一层等离子体，束能在临界密度，就是该处等离子体的频率等于入射的激光频率附近形成一层内稠外疏的等离子体冕区。

沉积在冕区的热能通过电子向内传导，达到未加热的靶面，并引起靶面物质迅速消融并产生极大热压强，外层热粒子将以极大的速度向外喷射逃逸。在这一过程中，核蕊受到的压强约为1012标准大气压，这是迄今为止人类所获得的最大压强。

最短光脉冲

到了20世纪80年代，激光技术的发展有了新的飞跃之后，一般利用腔内对碰锁模技术和腔外脉冲压缩技术，都能获得超短激光脉冲。利用后者，科学家已获得了6飞秒，就是10至15秒的光脉冲，创造了超短脉冲激光的新记录，这一成果对于开展瞬态过程的研究，提供了极其有用的工具。

最高光谱分辨率

激光出现以后，科学家们利用激光与物质相互作用的非线性效应，比如饱和吸收、双光子过程，以及瞬态光学效应等，不仅可以突破原子多普勒加宽给高分辨光谱带来的限制，甚至还可以突破自然线宽的限制，实现亚自然线宽的超高光谱分辨率。

最高的灵敏度

最高的灵敏度利用单模激光良好的单色性和方向性，可以高选择性地激发处于空间某一点的单个原子，比如稀疏原子束中的某个原子，或者使它发光，或者进一步激发而使它电离，通过光子计数或电离脉冲计数，人们便可检测出单个原子的存在和它的其他行为。

最大信息传输力孤立波

随着光纤光学和光纤通信的迅速发展，激光脉冲在光纤内传输时，波群内不同速度的光波，一方面受到介质线性色散的调制，使光脉冲的宽度沿光纤轴线方向展宽；另一方面，强光脉冲在光纤内引起的非线性折射率效应又将展宽了的脉冲宽度拉回来使它保持原样，使两种正负效应相抵消。

这样，就可以保持这种波的传输波型和传输速度不变，具有这样特点的波就叫孤立波。由此可见，如果没有散射以及其他损耗，孤立波在光纤中的传输距离是非常之大的。

最冷的原子

一束原子束，如果用一束激光朝着它的运动方向照射它，原子在吸收了光子之后，将因自发辐射而辐射出光子。由于吸收只在一个方向，而发射却可在4π立体角中，按动量守恒原理，原子的束向动量将因为这一过程而遭到损失，多次重复这一过程，原子运动就能够逐步停止下来。

当然，在这一过程中，为了匹配原子因每次减速而引起的多普勒频移，照射用的激光是需要扫频的。这项工作已取得很大成就，原子已可冷到量子极限以下。

拓展阅读

激光器输出的光，波长分布范围非常窄，因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例，其光的波长分布范围可以窄到微米级别，是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见，激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。