激光具有與普通光源非常不同的特性，通常將其稱為激光的四個特性：良好的單色性，良好的方向性，良好的相干性和能量集中性。 激光的這些特性不是彼此獨立的，而是彼此相關的。 實際上，正是由于激光的受激發射特性，它才是一個相干光源，所以它的單色性和方向性都很好，并且能量集中了。  

 

 1.單色性

 

普通光源的線寬很寬。 即使是具有最佳單色性的氟燈，其線寬也為10Hz?10Hz。 激光的線寬很窄。 從理論上可以證明，單個縱向模式激光的線寬存在理論上的限制。 例如，氨激光的線寬極限可以達到約10Hz。 顯然，溫度，激光振動，氣體激光器中激光工作材料的氣流以及外部泵浦的這種變化會導致諧振頻率變得不穩定。  

 

 2.方向性

 

普通光源發出的光以大的發散角在所有方向上傳播。 激光的發散角很小，幾乎是平行光束。 如果在幾公里外發射激光束，則光束傳播的直徑小于10厘米。 帶有拋物面反射鏡的探照燈的使用必須擴展到幾十米。 根據光衍射理論，任何穿過出射孔的光都必須被衍射。 衍射角的大小與光的波長成正比，與孔的直徑成反比。 激光的方向性與振蕩模式，腔長，工作材料等有關。基本橫向模式的發散角最小，橫向模式的階數越高，發散角越大。 因此，通過采用適當的水平模式選擇技術使激光器在基本水平模式下工作，有利于提高激光器的方向性。 諧振腔越長，激光方向性越好。 在所有類型的激光器中，氣體激光器的方向性最好，其次是固態激光器，而半導體激光器的方向性最差。 
 

3.相干性

 

激光的相干性能比普通光源強得多。 一般來說，激光被稱為相干光，普通光被稱為非相干光。 相干性可以分為時間相干性和空間相干性。 讓我們分別討論激光的這兩個相干性。  

 

時間相干性

 

光源的時間相干性與單色有關。 光源的光譜線寬度Δv越窄，相干時間t越長。 激光的線寬非常窄，因此其時間相干性要比普通光源好得多。  

 

空間相干性

 

這里提到的空間相干性主要是指水平空間相干性，與光源的方向性有關。 對于普通光源，其發出的光屬于多種模式，并且僅在一定空間范圍內的光子是相干的。 因此，在81中定義的相干區域可以用來描述光的空間相干性。 對于激光，僅屬于相同橫向模式的光子在空間上是相干的，而不屬于同一橫向模式的光子在空間上是不相干的。 因此，激光的空間相干性由激光的橫向模式結構決定。 如果激光是單橫模； 它在空間上是完全連貫的。 如果激光是多橫向模式，則其空間相干性能會下降。 另外，在上述的激光方向性中，提到了單個基本橫向模式的方向性最佳，并且橫向模式階數越高，方向性越差。 這表明激光的方向性越好，其空間相干度越高。  

 

4.能量集中性

 

測量發光空間的能量集中，并且可以由亮度定義。 普通光源發出的光是連續的，并以非常分散的能量向各個方向輻射。 即使將透鏡用于聚焦，也難以將所有能量會聚在很小的范圍內，因此亮度不高。 激光發出的激光具有良好的方向性，并且能量高度集中在空間中。 使用脈沖技術，激光能量也可以在時間上高度集中。 因此，激光的亮度遠高于普通光源。