4、C/C复合材料加热器的“Laser”效应
　　以聚丙烯腈（PAN）炭纤维作为增强相的C/C复合材料，用于制造加热器有显著的节能效果。这可以从C/C复合材料的原子结构和增强纤维的分子构造进行解释。
　　基态是粒子能量最平衡最稳定的状态，从高能级回到低能级去的过程称为跃迁。原子内部运动规律所导致的跃迁称为自发跃迁。这种跃迁释放能量的形式：一种是变为热运动释放能量，叫做无辐射跃迁；另一种是以光的形式将能量辐射出来，叫做自发辐射跃迁。一般的光源通过自发跃迁辐射产生光，这种光是非相干光。
　　微观粒子在共振电磁场的作用下，处在高能级的粒子以一定的几率跃迁到低能级, 同时发射一个能量为hv的光子，这叫受激发射。由受激发射所产生的电磁波与入射电磁波同频率、同方向、同相位、同偏振，因此它是相干电磁波。入射电磁波可以通过受激发射得到相干放大。由于入射光子的感应或激励，导致激发原子从高能级跃迁到低能级去，这个过程称为受激跃迁或感应跃迁。这种跃迁辐射叫做“受激辐射”。受激辐射出来的光子与入射光子有着同样的特征，同样的频率、相位、振辐以及传播方向。这种相同性就决定了受激辐射光的相干性。入射一个光子引起一个激发原子受激跃迁，在跃迁过程中，辐射出两个同样的光子，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　这两个同样的光子又去激励其它激发原子发生受激跃迁，因而又获得4个同样的光子。如此反应下去，在很短的时间内，辐射出来大量同性能的光子，这个过程称为“雪崩”。雪崩就是受激辐射光的放大过程。受激辐射光是相干光，相干光有叠加效应，因此合成光的振幅加大，表现为光的高亮度性。物质种类的不同激发寿命与跃迁机率不同。PAN纤维具有强极性的基团氰基，在同一大分子链上，由于氰基的极性相同，彼此排斥；斥力使氰基沿炭化学键连接的主链偏转一定角度，形成螺旋排列。PAN的一级单元就是这种对称管棒状的分子链。直径约0.6nm，长度10～100nm。在PAN分子链上有不对称的碳原子，是螺旋有左旋和右旋之分（图1）。大分子链在分子吸引力的作用下，数个或数十个分子链平行紧密排列，形成有序的晶区；大分子无序堆积，形成非晶区（图2）。原子跃迁放出的光子，在这个管棒状的分子链中产生自激震荡。达到一种光能放大的作用。另外，根据检测，炭－炭复合材料含有约10%的亚稳态原子C14，因亚稳态原子能为粒子数反转提供了条件。亚稳态原子是产生激光的工作物质。总之，PAN炭－炭复合材料在通电发热的时候，光子在大分子链中产生自激震荡；由于材料中富含亚稳态的C14，使该材料具有LASER（ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.）效应。
　此外，C/C复合材料加热器与C/C复合材料工件之间，光量子将产生自激辐射。原子总是趋向于回到能量最低的状态，所以基态的原子是最稳定的状态。处于激发态的体系具有较大的能量，但也是很不稳定的，可以自动地从高能级跃回低能级，并辐射出频率为的光波，这一过程就称为自发辐射。在大量粒子组成的体系中，各粒子的自发辐射是相互独立的，因而整个体系的自发辐射的波长和相位都是无规则分布的。热辐射就是这样产生。通常，体系高能级上的粒子总是跃迁回低能级，并放出热辐射（光量子）。但是，如果外界不断激励与体系相匹配的能量，可使大量的粒子处于激发态——体系的受激吸收。加热器与工件产生能级相同的辐射，因此可能产生受激吸收。C/C复合材料加热器与碳纤维的预制体结构间能级的耦合程度要远大于石墨加热器，故放出的热辐射可促使预制体中的碳纤维长期处于受激辐射的状态，即长期处于高内能的激发态状态。由此，可大幅度提高炉子的加热效率。