激光也是光，与普通光没有本质上的区别，但是激光又是一种特殊的光，具有许多独特而优异的性能。普通光(太阳光或灯光等)是物质随机发出的光，通常包含多种波长，向四面八方辐射，从光源发出的不同波列之间不具有相干性。而激光是可控制的电磁波，具有普通光源望尘莫及的显著特性，可概括为：高方向性、单色性、相干性和高亮度。

　　1.2.1 高方向性

　　光束的方向性用平面发散角θ评价，平面发散角的含义如图1—3所示。θ角越小光束发散越小，方向性越好，若θ角趋于零，就可以近似地称为“平行光”。各种普通光源发出的光都是非定向的，向空间四面八方辐射，如图1-4所示的灯光，即发散角差不多达360。(或者说，分布在4π立体角内)，无所谓方向性，不能集中在确定的方向上发射到较远的地方。为了改善光束的方向性，需要借助于光学系统，如探照灯、汽车前灯等，采用定向聚光反射镜的探照灯，其光束的平面发散角约为10rad。

　　图1-3

　　图1-3

　　由于谐振腔对光振荡方向的限制，激光只有沿腔轴方向受激辐射才能振荡放大，所以，激光束具有很高的方向性。激光所能达到的最小光束发散角要受到衍射效应的限制，即它不能小于激光通过输出孔径时的衍射角，通常称为衍射极限θm。

　　θm≈1.22λ/D (1-1)

　　式中，λ为波长;D为光束直径。

　　激光的发散角一般在毫弧度数量级。不同类型的激光器方向性差别很大，通常，CO2激光打标机方向性最好，发散角较小，很接近衍射极限;固体激光介质的不均匀性比气体差，因此固体激光器的发射角比衍射极限θm大些;半导体激光器的方向性最差，发散角偏大。此外，光束发散角还随激光功率及模数的增加而增大。借助于光学系统，可使激光器的方向性进一步提高，接近于平行光束。常用激光束的发散角如表1 1所示。

　　表1-1 常用激光束的发散角

　　lrad=57.7°

　　lrad=57.7°，Imrad=0.057°

　　由于激光的高方向性，使其能有效地传输较长的距离。1969年的阿波罗计划，人们将激光束投射到距地球38.6万千米的月球上，光斑直径也只有约1000米，通过宇航员设置在月球上的反射镜，利用激光首次精确地测量了地球到月球之间的距离，精度约±15cm。

　　激光的高方向性还能够保证聚焦后得到极高的功率密度。可以证明，当一束发散角为臼的单色光被焦距为F的透镜聚焦时，焦面光斑直径为D=Fθ，在θ等于衍射极限θm。的情况下，则有Dm≈(F/2a)λ，这说明，在理想情况下可将激光的能量聚焦到直径为光波波长量级的光斑上，形成极高的能量密度。