在所有實(shí)際情況下，激光并不是真正的單色。真正的單色波需要無限持續(xù)時(shí)間的波列。由于它來自的移動(dòng)原子或分子的多普勒效應(yīng)，它起源的光譜發(fā)射線確實(shí)具有有限的寬度。與普通光源相比，激光的頻率范圍(線寬)非常小。這個(gè)范圍稱為線寬或帶寬。

為什么激光是單色的?

1、激光基本上由一個(gè)波長(zhǎng)組成，起源于一組原子能級(jí)的受激發(fā)射。這是可能的，因?yàn)榧す廛S遷原則上涉及明確定義的能級(jí)。

2、頻率為n = (E 2 - E 1 )的電磁波只能被放大，n有一定的范圍，稱為線寬。該線寬由各種展寬因素決定，例如運(yùn)動(dòng)原子和分子的多普勒效應(yīng)。

3、激光的產(chǎn)生使得激光腔形成諧振系統(tǒng)并且激光振蕩僅在腔的諧振頻率下持續(xù)。這導(dǎo)致激光線寬進(jìn)一步變窄。所以激光通常波長(zhǎng)很純，我們說它具有單色性。

通常，激光器在單一中心波長(zhǎng)周圍的非常窄的波段內(nèi)產(chǎn)生光。單色性的程度可以用波長(zhǎng)帶寬或頻率帶寬來定量描述。線寬越窄，激光的單色性程度越高。然而，這取決于激光的類型，可以使用特殊技術(shù)來改善單色性。通常，商用氦氖激光器的頻率帶寬約為 1500MHz(半峰全寬，F(xiàn)WHM)。就波長(zhǎng)而言，這意味著在 632.8nm 的波長(zhǎng)下，這意味著大約 0.01nm 的波長(zhǎng)帶寬。另一方面，與帶寬約為 30-60 nm 的 LED 相比，波長(zhǎng)為 900 nm 的典型二極管激光器的帶寬約為 1 nm。

單色輸出或高頻穩(wěn)定性對(duì)于干涉測(cè)量中使用的激光器非常重要，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)是長(zhǎng)度和距離的量度，必須以極高的精度知道，至少是百萬分之一，并且必須保持恒定隨著時(shí)間的推移。這同樣適用于化學(xué)和許多其他科學(xué)分析應(yīng)用中使用的激光器。這兩種技術(shù)在質(zhì)量控制和檢查中都很重要。