4、C/C復合材料加熱器的“Laser”效應
　　以聚丙烯腈（PAN）炭纖維作為增強相的C/C復合材料，用于制造加熱器有顯著的節能效果。這可以從C/C復合材料的原子結構和增強纖維的分子構造進行解釋。
　　基態是粒子能量最平衡最穩定的狀態，從高能級回到低能級去的過程稱為躍遷。原子內部運動規律所導致的躍遷稱為自發躍遷。這種躍遷釋放能量的形式：一種是變為熱運動釋放能量，叫做無輻射躍遷；另一種是以光的形式將能量輻射出來，叫做自發輻射躍遷。一般的光源通過自發躍遷輻射產生光，這種光是非相干光。
　　微觀粒子在共振電磁場的作用下，處在高能級的粒子以一定的幾率躍遷到低能級, 同時發射一個能量為hv的光子，這叫受激發射。由受激發射所產生的電磁波與入射電磁波同頻率、同方向、同相位、同偏振，因此它是相干電磁波。入射電磁波可以通過受激發射得到相干放大。由于入射光子的感應或激勵，導致激發原子從高能級躍遷到低能級去，這個過程稱為受激躍遷或感應躍遷。這種躍遷輻射叫做“受激輻射”。受激輻射出來的光子與入射光子有著同樣的特征，同樣的頻率、相位、振輻以及傳播方向。這種相同性就決定了受激輻射光的相干性。入射一個光子引起一個激發原子受激躍遷，在躍遷過程中，輻射出兩個同樣的光子，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　這兩個同樣的光子又去激勵其它激發原子發生受激躍遷，因而又獲得4個同樣的光子。如此反應下去，在很短的時間內，輻射出來大量同性能的光子，這個過程稱為“雪崩”。雪崩就是受激輻射光的放大過程。受激輻射光是相干光，相干光有疊加效應，因此合成光的振幅加大，表現為光的高亮度性。物質種類的不同激發壽命與躍遷機率不同。PAN纖維具有強極性的基團氰基，在同一大分子鏈上，由于氰基的極性相同，彼此排斥；斥力使氰基沿炭化學鍵連接的主鏈偏轉一定角度，形成螺旋排列。PAN的一級單元就是這種對稱管棒狀的分子鏈。直徑約0.6nm，長度10～100nm。在PAN分子鏈上有不對稱的碳原子，是螺旋有左旋和右旋之分（圖1）。大分子鏈在分子吸引力的作用下，數個或數十個分子鏈平行緊密排列，形成有序的晶區；大分子無序堆積，形成非晶區（圖2）。原子躍遷放出的光子，在這個管棒狀的分子鏈中產生自激震蕩。達到一種光能放大的作用。另外，根據檢測，炭－炭復合材料含有約10%的亞穩態原子C14，因亞穩態原子能為粒子數反轉提供了條件。亞穩態原子是產生激光的工作物質�？傊�，PAN炭－炭復合材料在通電發熱的時候，光子在大分子鏈中產生自激震蕩；由于材料中富含亞穩態的C14，使該材料具有LASER（ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.）效應。
　此外，C/C復合材料加熱器與C/C復合材料工件之間，光量子將產生自激輻射。原子總是趨向于回到能量最低的狀態，所以基態的原子是最穩定的狀態。處于激發態的體系具有較大的能量，但也是很不穩定的，可以自動地從高能級躍回低能級，并輻射出頻率為的光波，這一過程就稱為自發輻射。在大量粒子組成的體系中，各粒子的自發輻射是相互獨立的，因而整個體系的自發輻射的波長和相位都是無規則分布的。熱輻射就是這樣產生。通常，體系高能級上的粒子總是躍遷回低能級，并放出熱輻射（光量子）。但是，如果外界不斷激勵與體系相匹配的能量，可使大量的粒子處于激發態——體系的受激吸收。加熱器與工件產生能級相同的輻射，因此可能產生受激吸收。C/C復合材料加熱器與碳纖維的預制體結構間能級的耦合程度要遠大于石墨加熱器，故放出的熱輻射可促使預制體中的碳纖維長期處于受激輻射的狀態，即長期處于高內能的激發態狀態。由此，可大幅度提高爐子的加熱效率。