“山重水複疑無路，柳暗花明又一村。”在科學技術發展的道路上，常常有這種情況。似乎已無計可施，突然，一種新技術或一種新材料出現了，打開了新的通道，甚至創造出驚人的奇跡來……
1960年，美國科學家T。H。梅曼采用一根紅寶石杆作為工作元件，演示了第一台激光器，從此人們掌握了製造和使用激光器的方法。
第一台激光器的誕生，標誌著人類對光的認識和利用進入了一個新階段，揭開了光學發展曆史的新的一頁。光學是物理學中最古老的一門基礎學科，特別是經過300來年的發展，似乎已經達到了頂峰，然而，激光的出現，使光學“柳暗花明又一村”，一度沉寂的光學煥發了青春活力，以空前的規模和速度向前發展，成為現代物理學和現代科學技術領域中的一塊最活躍的前沿陣地。
激光，時代的奇葩，年方25歲，風華正茂，是現代科學技術舞台上的一顆明星。它有力地推動著物理學、化學、生物學等基礎科學及一係列應用技術的突破性進展。激光技術被人們公認為是繼量子物理學、無線電技術、原子能技術、半導體技術、電子計算機技術之後的又一重大科學技術新成就。
激光的生命力如此強大，激光輻射與普通光輻射又有著根本的區別，因而具有巨大潛力和光明的前途。
在本書的開頭，我們講過：在日常生活、生產活動和科學實驗中都離不開光，少不了光源。光源分為天然光源和人造光源兩類。太陽，是我們的天然光源，白熾燈、日光燈和霓虹燈等是常見的人造光源。然而，這些天然光源和人造光源所發出的光輻射有一些共同的缺點：一是亮度較低，隻能用於一定範圍內的照明；二是定向性差，普通光源發出的光是向四麵八方發射的，即使采取聚光技術也不能集中於一特定方向，因而不能發射到很遠的地方去；三是單色性差，也就是說顏色不純。普通光源發出的光都是由好幾種顏色的光混合在一起的，例如太陽光就是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色光混合組成的，而且即使是其中分離出來的“單色光”紅光或綠光，也並不單純，也就是說，紅光並非單純為某一種紅光，綠光也非單純為某一種綠光。因此，普通光輻射的應用受到了很大限製。
激光跟普通光完全不同。它的特點是四好：方向性好，單色性好，相幹性好，亮度好。
激光的第一個特點——方向性好。就是說它具有很高的定向性。太陽、電燈等一般的光源，它們發出的光均勻地射向四方，即使采用光學技術如凹麵反射鏡或聚光鏡之類的光學器件，將光束加以會聚集中，也仍具有一定的散開角度，平行度很不高，例如定向性比較好的探照燈，它的照射距離隻有幾公裏遠，1米直徑的光束照射到幾公裏遠處，其直徑竟擴大到幾十米，因而光大大減弱，被照麵上的光斑大而暗淡。但激光卻不是這樣，激光束從激光器裏一出來，就向一個確定的方向發射過去，光束發散角很小，隻有幾分，甚至可以小到1秒，比目前掌握的各種各樣電磁波的發散角度都小，一句話，激光束幾乎是一束平行光束。因此，激光器發射的激光束的定向性，要比探照燈的定向性高幾千倍。例如，一台氦氖激光器發出的激光平行光束，照射到20公裏遠處，光束的直徑隻擴大10厘米。如果探照燈的平行光束能夠照射到38萬公裏之外的月球上去，它的光束直徑就要擴大到幾千公裏的範圍。而激光束發射到月球上去，光束在月球表麵上投下的光斑直徑還不到2公裏。
激光之所以有這麼好的方向性，是因為它有一個特殊的激光形成和發射結構，就象子彈自槍簡裏發射出來那樣，激光束也有它的“光發射槍”，名叫諧振腔，隻有那些傳播方向嚴格地與諧振腔軸線平行的光子，才能在諧振腔內來回反射中形成雪崩式的受激放大，而方向稍有偏離的光子都要被淘汰掉，因而輸出的激光束是與激光器諧振腔軸線平行的光束。
激光的高定向性在激光測距、激光通訊等許多領域裏都有大用場。例如，在通訊方麵，激光發散角小，到接收端的光斑直徑就小，在此光斑之外則收不到信號，有利於保密，而且能量集中，傳送距離可以很遠，適合於作長距離通訊。
激光的第二個特點——單色性好。就是說，激光的顏色很純。從光的色散知道，太陽光和燈光等複色光能夠分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光。可是，我們所獲得的任何一種單色光，其實都不是嚴格的隻含有一種頻率的光子，換句話說，不是單一波長，而是具有一個波長範圍，因此，在光譜中並非僅含有一條譜線，它遠未純到這種程度。凡是發射單色光的光源，稱為單色光源。既然複色光能夠分解成單色光，那麼具有一定波長範圍的單色光還能不能繼續分解呢？也能分解。不過，單色光分解後，不是一段連續的色帶，而是一條條分立的亮線（前麵講過，稱之為譜線）。單色光的波長範圍就叫做單色光的譜線寬度。波長範圍越小，即譜線寬度越窄，說明單色性越好。因此，譜線寬度是衡量光源單色性好壞的標誌。通常，我們說的單色光，是指譜線寬度很窄的一段光波。表示波長，表示譜線寬度，一種單色光的譜線寬度越窄，越小，其單色性越好。例如，普通光源中的（K86）燈，是單色光源中較好的，但是，光色最單純的要數激光了。例如，氦一氖激光器發出的單色光（紅光），譜線寬度。由此可見，氦一氖激光器發射的光的單色性比一般單色光源的單色性高1萬倍！因此說，激光是目前最好的單色光源。