將激光切割加工照射到要測定的物質(zhì)上，如果激光的譜線和物質(zhì)的原子或分子的吸收躍遷相符合，或者可調(diào)諧到與吸收譜線共振，則原子和分子就被激發(fā)到有一定數(shù)量量子的能態(tài)上。由于激光的高強度，在這些激發(fā)態(tài)上就能得到比基態(tài)大的粒子密度。
通過自發(fā)的熒光發(fā)射或碰撞產(chǎn)生的躍遷，這些激發(fā)能量會釋放出來。測定發(fā)射出來的熒光的波長和強度，就能得到關(guān)于分子組成成分，躍遷幾率和激發(fā)態(tài)的碰撞截面等方面的信息了。
激光切割加工的典型裝置所用激光激發(fā)螢光光譜的特點是，因為激光的強度高，可以對躍遷幾率比較小的分子振動能級實現(xiàn)激發(fā)，甚至一些高振動能級的激發(fā)，提高了測定分子常數(shù)的精度，以至能測量低壓下氣體分子的螢光，利用可調(diào)諸激光譜線很窄的特點，可以有選擇地激發(fā)分子的某些振動能級，甚至可激發(fā)單個的轉(zhuǎn)動能級。能研究一些速度很快的碰撞（非輻射躍遷）過程。
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