与普通光源相比，激光有哪些优势与特点？
激光是一种新颖光源，与普通光源相比具有方向性强、亮度高、单色性和相干性好等特性。这些特性使激光可以用来测距、通信、准直、定向，可以进行难熔材料打孔、切割、焊接等加工，还可以用来精密检测、定位等，并有可能作为长度基准和光频标准。
1） 方向性强
一般普通光源是向整个空间发光的，如白炽灯。激光是激光器在光轴方向定向发射的光，因此方向性强。激光光束的发散角（即两光线之间的最大夹角）很小，一般约0.18°，在mrad范围内。其中气体激光器的发散角最小（为几分），固体的次之，半导体激光器的发散角最大，约几度到十几度。
2） 亮度高
光源的亮度是指光源在单位面积上向某一方向的单位立体角内发射的光功率，单位为W/（cm2·sr）。
激光光束方向性强，立体角极小，一般可小至10-6 rad，而普通光源发光的立体角要比激光大百万倍。因此，即使二者在单位面积上的功率相差不大，激光的亮度也比普通光的亮度髙百万倍。另外，有些激光器的发光时间极短，光输出功率很高，如巨脉冲红宝石激光器，其激光能量在空间和时间上高度集中，使亮度比太阳表面亮度高几百亿倍。功率1×10-2 W氮氖激光器的亮度约106W/（cm2·sr）。
3） 单色性好
不同颜色光的波长（或频率）是不同的，而且每一种颜色的光也不是单一的波长，而是有一个波长（或频率）范围，称为谱线宽度。例如红光的波长范围为650-760 nm，即谱线宽度?λ=110 nm。谱线宽度越窄，光的单色性就越好。普通光中单色性最好的是同位素86Kr 灯所发出的光，其波长为605.7 nm，低温时，?λ=0.0047 A。氨氖激光器发出的波长为632.8 nm的激光，其?λ可小至10﹣8nm，一般为10﹣5 nm，可见激光具有很好的单色性。
4） 相干性好
光的相干性是指两束光相遇时，在相遇区域内发岀的波的叠加，能形成比较清晰的干涉图样（即亮暗交替条纹）或能接收到稳定的拍频信号。不同时刻，由同一点出发的光波之间的相干性称为时间相干性。同一时间，由空间不同点发出的光波的相干性称空间相干性。
激光是受激辐射形成的，各个发光中心发出的光波在传播方向、振动方向、频率、相位等是完全一致的，因此激光的空间相干性和时间相干性好，谱线宽度窄。光的时间相干性与谱线宽度是密切相关的，谱线越窄时间相干性越好，能产生干涉图样的最大光程差（即相干长度）也就越长。设单色光的中心波长为λ，谱线宽度为?λ，则当光程差?L大到一定程度后，会岀现波长λ＋?λ/2的光为m次加强时，波长为λ－?λ/2的光恰为m＋1次加强，这时干涉图样就很模糊，亮暗难分了，因此相干长度
由此可知，当光波波长λ—定时，其谱线宽度?λ越窄，可相干的最大光程差?L也就越长。例如，86Kr辐射，理论上的可相干长度?L = 77 cm。氦氖激光理论上的?L可达40 km，在实际中可在几十米范围内有清晰的干涉条纹。光通过相干长度所需的时间称相干时间?tc，即?tc= ?L/c，其中c为光速。因此光的相干长度越长，即光谱线宽度越窄，则光的时间相干性越好,所以激光的时间相干性好。
气体激光器的单色性和相干性比其他激光器好，且能长时间较稳定地工作。其中研究最成熟、应用最广泛的是氦氖激光器，氮氖比例为5 ∶1~10∶1，外形同普通放电管。它常用直流电源（电压几 kV，电流几至几十 mA）放电方式进行气体放电激励，能获得数十种谱线的连续振荡。目前，应用最多的是6328 A红光，此外还有11523 A和33913 A的红外光。它的单色性好，谱线宽度很窄，相干长度可达几km，方向性强，发散角约1 mrad。它能获得极高的频率稳定度，一般是多波长（多模）振荡，波长稳定度约10-6。在要求较高的场合，如精密测长，需用单波长（单模）振荡，并采用稳频技术。它的使用寿命已达几万 h。它的缺点是功率较小，一般只有几毫瓦至100 mW,能量转换效率约1/1000弱。因此广泛用于精密计量、准直、测距等方面。
