浅谈激光的基本原理与应用
激光技术的原理和应用
激光技术的原理和应用1. 激光技术的原理•激光的定义激光全称为Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，即通过受激辐射放大的光。
激光是一种特殊的光，具有相干性、单色性、定向性和高亮度等特点。
•激光的工作原理激光的产生是基于一种叫做光放大的现象。
通过将能量输入到具有放大特性的介质中，激发和放大粒子的运动，产生放大的光。
激光设备通常由激光源、增益介质和光学谐振腔组成。
1.激光源：激光源是产生激光的根源，常见的激光源包括固态激光器、半导体激光器和气体激光器等。
2.增益介质：增益介质是激光光子受激辐射释放的地方，它能够将受激辐射的力量放大。
增益介质常用的有固态晶体、半导体材料和气体等。
3.光学谐振腔：光学谐振腔是将光反射和放大的地方。
谐振腔通常由两个反射镜构成，一个是半透镜，用于输入激发的光，另一个是全反射镜，用于阻止光的逃逸。
•激光的特性激光具有以下几个特性：1.相干性：激光的光波相位高度一致，能够产生干涉现象。
2.单色性：激光光线非常单一，只包含一个波长的光。
3.定向性：激光光束非常集中，具有非常高的方向性。
4.高亮度：激光光束具有很高的光强。
2. 激光技术的应用激光技术在众多领域中得到了广泛的应用，以下列举了一些主要应用领域：•医疗领域–激光手术：激光可用于眼科手术、皮肤美容手术等精细操作，具有创伤小、出血少、愈合快等优点。
–激光治疗：激光可用于物理治疗、癌症治疗等，通过选择性破坏物质分子使疾病得到治疗。
•制造业–激光切割：激光切割技术可以用于加工金属、塑料、纸张等材料，广泛应用于汽车行业、电子行业等领域。
–激光焊接：激光焊接技术用于高精度焊接，在电子设备制造、航空航天等行业得到广泛应用。
–激光打标：激光打标技术可以用于在物体表面进行标记、刻字、图案等，广泛应用于商品包装、饰品制造等。
•通信领域–光纤通信：激光作为光纤通信的信号传输媒介，具有高传输速率、大容量、低损耗等优点，是现代通信领域的重要技术。
激光器的工作原理及应用
激光器的工作原理及应用引言概述：激光器是一种利用激光原理产生并放大一束高度聚焦的光束的装置。
它的工作原理基于电子的激发和辐射过程。
激光器在众多领域中有着广泛的应用，包括医疗、通信、制造等。
本文将详细介绍激光器的工作原理及其在不同领域的应用。
一、激光器的工作原理1.1 激光的产生激光的产生是通过受激辐射的过程实现的。
当外界能量作用于激活物质（如激光介质）时，激活物质中的电子被激发到高能级，形成一个激发态。
当这些激发态的电子回到基态时，会释放出能量，产生光子。
这些光子经过放大和反射，最终形成一束高度聚焦的激光。
1.2 激光的放大激光的放大是通过激光介质中的光子与受激辐射的过程实现的。
在激光介质中，光子与激发态的电子发生相互作用，导致更多的电子从低能级跃迁到高能级。
这样，激发态的电子数量增加，从而产生更多的光子。
这个过程通过在激光介质中反复反射光子来实现，从而放大激光的强度。
1.3 激光的聚焦激光的聚焦是通过激光器中的光学元件实现的。
光学元件，如凸透镜或反射镜，可以改变激光光束的传播方向和聚焦程度。
通过调整这些光学元件的位置和形状，可以将激光束聚焦到非常小的尺寸，从而实现高度聚焦的激光束。
二、激光器在医疗领域的应用2.1 激光手术激光器在医疗领域中被广泛应用于各种手术操作，如激光眼科手术、激光皮肤修复等。
激光手术具有创伤小、恢复快的优势，可以精确地切割组织或疾病部位，减少手术风险。
2.2 激光治疗激光器还可以用于治疗一些疾病，如激光治疗癌症、激光治疗静脉曲张等。
激光的高能量可以破坏癌细胞或静脉曲张血管，从而达到治疗的效果。
2.3 激光诊断激光器还可以用于医学诊断，如激光扫描显微镜、激光断层扫描等。
激光的高分辨率和高灵敏度可以帮助医生观察和诊断微小的组织结构或病变。
三、激光器在通信领域的应用3.1 光纤通信激光器在光纤通信中扮演着重要的角色。
激光器产生的高度聚焦的激光束可以通过光纤传输信息，实现高速、远距离的通信。
激光原理与应用
激光原理与应用激光（Laser），全称为"Light Amplification by Stimulated Emissionof Radiation"，即通过受激辐射放大的光，是一种具有高功率、高一致性和高直径干涉性的光束。
自从激光技术的发现以来，它在科学研究、医疗、工业、通信等众多领域内得到了广泛应用。
本文将探讨激光的原理以及其在不同领域的应用。
一、激光的原理激光的产生是基于一种与常规光产生机制截然不同的过程，即受激辐射。
激光器由放大介质、抽运源和光腔三部分组成。
放大介质可以是晶体、气体、液体等，当受到抽运源的电能或光能激发时，放大介质中的原子或分子被激发到高能级，随后通过受激辐射过程，被激发的原子返回低能级时放出辐射光子。
这些光子经过光腔的多次反射和增益介质的增益作用，最终形成一束高度聚焦的激光光束。
二、激光的应用2.1 科学研究激光在科学研究中起到了举足轻重的作用。
激光具有窄波长、高能量和高空间一致性的特点，可以用于原子与分子的光谱学研究、动力学研究以及表面等离子体等的生成与控制。
此外，激光在高能物理、量子光学等领域的应用研究也有重要意义。
2.2 医疗领域激光在医疗领域中有着广泛的应用。
例如，激光可以用于激光手术，包括近视矫正手术、白内障手术等常见眼科手术。
激光还可以用于皮肤病治疗，如激光美容、纹身去除等。
此外，激光在牙科治疗、癌症治疗等方面也得到了广泛应用。
2.3 工业制造激光在工业制造过程中有着重要的应用。
利用激光的高能量、高方向性和高一致性特点，可以进行材料切割、刻蚀和焊接等工艺。
比如在汽车制造中，激光焊接可以提高焊接质量和生产效率。
在电子产业中，激光刻蚀可以实现高精度的电路板制造。
2.4 通信领域激光在光纤通信中扮演着重要的角色。
激光器通过光纤传输信息信号，可以实现光纤传输信号的高速、大容量和低损耗。
长距离光纤通信网络和高速光纤宽带的实现离不开激光器的应用。
2.5 其他领域除了以上几个领域，激光在测距、光学雷达、光存储、激光打印等领域都有广泛应用。
激光技术和应用
激光技术和应用激光技术是一种基于量子物理原理的研究和应用，它是一种专门用来发射激光的技术手段。
激光技术在各个领域中都有广泛应用，例如激光切割、激光成像、激光照明、激光测量、激光医疗等等。
本文主要通过对激光技术的介绍和分析，探讨激光技术应用的前景和发展趋势。
一、激光技术的基本原理激光技术的核心就是激光器，激光器能够将能量转化成光的形式，使得电子在受激发后能够获得足够高的能量，发射出光子。
激光器的组成主要包括一个光源、一个泵浦器和一个反射板。
泵浦器为激光器提供能量，这种能量可以是电流、光线或热力学能量等等。
激光器发射出的光子都是同一种波长的光子，这种单色性就是激光技术的基础。
二、激光技术的应用1、激光切割激光切割是激光技术在制造业中的一项重要应用。
激光切割可以将材料切割成任意形状，在工业生产中起到了重要的作用。
激光切割广泛应用于金属切割、木材切割、纸张切割等等。
2、激光成像激光成像是激光技术在图像处理中的应用。
激光成像可以通过激光光源将光反射到摄像头上，从而制作出高分辨率、高质量的图像。
激光成像广泛应用于测绘、卫星影像、地质勘探等领域。
3、激光医疗激光技术在医疗行业中的应用越来越广泛。
激光治疗可以用来治疗各种皮肤病、手术术中切割、角膜切削等等。
激光疗法不仅精确，而且无损伤、无痛苦，备受广大医院和患者的欢迎。
4、激光测量激光测量是激光技术在测量领域中的应用。
例如，激光雷达可以测量物体的距离、速度、角度等；激光显微镜可以测量物体细小尺度的变化。
激光测量的应用范围广泛，包括工业制造、科学研究、地质勘探等等。
三、激光技术的未来发展趋势未来，激光技术的应用前景仍然非常广阔。
随着科学技术的发展，激光技术不仅可以应用于材料加工和成像领域，而且可以被用来探索新领域。
例如，激光可以被用于双光子显微镜、量子通信、量子计算等等领域。
未来，随着激光技术的不断创新和发展，我们可以期待着更多音响的领域中激光技术的应用。
激光原理及应用范文
激光原理及应用范文激光是一种特殊的光源，具有高亮度、高单色性、高直接性和高相干性等特点，广泛应用于科学研究、医疗、通讯、导航、材料加工等众多领域。
本文将从激光原理和主要应用领域两个方面进行探讨。
一、激光原理激光是由受激辐射产生的电磁波，其产生的原理基于光的量子理论和光的谐振腔效应。
1.受激辐射与激射能级：激光的产生是建立在受激辐射过程上的。
当处于激发态的原子或分子吸收能量后，会转移到更高的能级上。
然而，当这部分原子(或分子)受到外界刺激时，即使它们处于高能级上，它们也会快速地退到低能级上并发射出与吸收的光子一样频率的能量。
这就是受激发射。
在不断的撞击和受激发射的过程中，光子数目不断增加，形成了激光。
2.谐振腔效应：激光通过谐振腔效应实现光的反射和放大。
谐振腔中包含一个光学反射镜和一个半透射镜。
当光通过反射镜反射回来时，一部分光被半透射镜透过，形成输出光束，而另一部分光被反射镜重新反射回来，参与光的放大过程。
这样反复反射放大，光束得以聚集成非常亮且高相干的激光。
二、激光应用激光由于独特的性质和特点，已经在许多领域取得了巨大的应用成就。
1.科学研究：激光用于精密测量、高分辨光谱学、原子分子碰撞动力学研究、量子光学等方面。
例如，激光干涉仪可以用来测量微小的长度差，激光光谱仪可以解析出物质的光谱信息，激光束可以制备单个原子的光陷阱等。
2.医疗：激光在医学领域有着广泛的应用。
例如，激光手术可以实现无创治疗，基于激光的皮肤去除、治疗近视、癌症、心血管疾病等手术日益广泛。
激光在眼科领域的应用，如角膜屈光矫正激光手术(LASIK)和白内障手术中的激光破碎术等都取得了显著的效果。
3.通讯：激光器作为光通讯系统的核心，用于光纤通讯和光导通讯。
激光二极管是一种具有高亮度的光源，广泛应用于光纤通信中的数据传输和信号传播。
4.导航：激光传感器广泛应用于自动驾驶系统和无人机导航系统中。
激光雷达通过反射和接收激光信号来测量距离和构建环境模型，实现车辆和无人机的自主导航。
激光的产生与应用
激光的产生与应用激光（laser）是一种高度聚光的光束，具有高强度、高单色性、高相干性的特点。
激光的产生和应用广泛涉及到物理、光学、医学、通信等众多领域。
本文将介绍激光的产生原理，并探讨其在科学研究、工业制造、医学治疗等方面的应用。
一、激光的产生原理激光的产生基于受激辐射（stimulated emission）的原理，即通过能量输入，使被激发的原子或分子释放出与入射光子频率、相位和方向完全相同的光子。
这样产生的光子与入射光子具有相同的相干性，能够形成高度聚焦的光束。
常见的激光器由激光介质、激发源和光腔组成。
激光介质可以是固体、液体或气体，其中固体激光介质如Nd:YAG晶体、液体激光介质如染料等常见于科学研究领域，气体激光介质如二氧化碳常见于工业制造和医学治疗领域。
激发源则根据激光介质的不同而不同，可以是化学反应、电子束、电流等。
而光腔则用于形成光的反馈，使得激光得以增强。
二、激光的应用1. 科学研究领域激光在科学研究领域具有重要的应用价值。
首先，激光通过高度聚焦的特性，可以进行精确测量和精细加工。
例如，在光学实验中，激光被用来测量物体的形状、距离，以及其他精度要求较高的实验。
其次，激光还可以作为光学探测器，用于探测光的发射和吸收等特性。
2. 工业制造领域激光在工业制造领域发挥着重要的作用。
激光切割、激光焊接、激光打标等技术被广泛应用于金属加工、电子制造和汽车制造等行业。
激光加工具有非接触性、高精度和高效率的特点，可以减少材料损耗、提高加工质量，从而大大提高生产效率。
3. 医学治疗领域激光在医学治疗领域也得到了广泛应用。
激光手术、激光疗法常被用于皮肤病、眼科疾病和癌症治疗等方面。
激光手术具有创伤小、恢复快的优势，可以在减少病人痛苦的同时提高手术效果。
激光疗法则通过激光的热效应、光化学效应或光生物效应来治疗疾病，对某些肿瘤具有很好的疗效。
4. 通信领域激光在通信领域发挥着重要作用。
激光通信利用激光的高单色性和高相干性，通过携带信息的光脉冲来传递信息。
激光技术与应用
激光技术与应用激光技术是一种高能、高效的技术，已经在许多领域得到广泛应用。
激光被用来切割、焊接、刻蚀、检测等各种操作，甚至在医学上也有应用。
这些应用不仅提高了生产效率、降低了成本，还大大提升了相关行业的技术含量和竞争力。
一、激光技术的基本原理激光的产生是基于一种叫做“光激光作用”的现象。
其基本原理大致是将粒子受到的光能激发到一个高能态上，这个高能态一般是由放电现象、闪光灯、抽运光外微波等方式得到。
这一个高能态上的粒子能够向低能态上的粒子释放出光子，同时这个光再次与其他高能态粒子碰撞，产生更多的激光光子，并放出更多的自发辐射。
这样的过程不断循环，最终就产生了激光。
二、激光技术的应用在工业生产中，激光技术的应用非常广泛。
首先是激光切割技术。
激光切割具有高速、精度高、无需接触的优点，所以广泛应用于金属制品、汽车产业、家电行业、数码产品等领域，能够提高生产效率，降低生产成本，提高工作质量。
其次是激光焊接技术。
激光焊接是利用激光束对物质进行加热和熔融的技术，适用于金属、塑料等材料的焊接，得到的焊接质量高，无需后续加工。
此外，激光检测技术在制造业中也有用武之地。
激光检测技术能够对光学元件、电子元件、机械元件等各种产品进行检测，具有精度高、速度快、可靠性强等优点。
三、激光技术在医学中的应用激光技术在医学领域的应用也颇为广泛。
其中最常见的激光本质上是用于根治眼病。
白内障激光手术是最常见的激光治疗方式之一。
医生可以用激光在瞳孔内制造一个小洞，通过这个小洞将水晶体碎片移出，并将新的成型晶体植入。
此外，激光在牙科领域中也得到了广泛应用。
目前市场上的激光牙齿美容技术得到了许多人的喜爱。
激光治疗可以促进口腔细胞再生，使牙龈回复健康，并具有缩小牙龈间隙、美白牙齿、降低龋齿产生等优点。
总之，激光技术在各个行业中的应用越来越广泛，大大提高了生产效率、降低了生产成本，同时也在生活和医疗中起到了可喜的作用。
未来，激光技术的应用也将越来越多地渗透到各个领域中，开创出新的治疗和技术研究方向。
激光技术与应用
激光技术与应用激光技术自从问世以来，就被广泛应用于各个领域中。
激光是一种特殊的光束，具有高度的单色性、高度的相干性以及高集中的能量。
这些特性使得激光在众多领域中发挥着不可替代的作用。
本文将介绍激光技术的原理和一些主要的应用领域。
激光的原理基于光的放大器原理和电磁波的相位关系。
激光产生的基本原理是通过将能量转化为光子激发发光介质中的原子或分子，使其处于激发态，当它们回到基态时，释放出一束具有高度相干性和单色性的激光。
激光器是产生和放大激光的关键设备，其中常见的有气体激光器、固体激光器和半导体激光器。
激光在医学领域有着广泛的应用。
激光手术已经取代了传统的刀割手术，成为许多治疗疾病的首选方法。
例如，激光近视手术、激光皮肤手术等已经成为常见的医疗技术。
激光还可以用于治疗癌症、疤痕以及其他皮肤病等。
由于激光具有高度的精确性和可控性，它可以精确地切割、焊接、照射或凝固组织，从而减少手术创伤并提高治疗效果。
激光在通信领域的应用也越来越广泛。
由于激光的高度相干性和高集中的能量，它可以在光纤中传输大量的数据。
激光通信已经成为现代通信系统中应用最广泛的技术之一。
激光通信不仅传输速度快，而且抗干扰能力强，是实现长距离、高速率数据传输的理想选择。
此外，激光还被用于激光雷达和激光测距仪等领域，提供高精度的测量和探测能力。
激光在工业生产中的应用也非常广泛。
激光切割机、激光焊接机、激光打标机等已经成为现代工业生产中不可或缺的设备。
激光加工技术可以实现对各种材料的高速、高精度加工，具有较低的能耗和环境污染。
激光加工技术在汽车制造、航空航天、电子制造等领域中发挥着重要作用，提高了生产效率并降低了生产成本。
除了上述领域，激光还在科学研究、军事国防、环境监测等方面有着重要应用。
在科学研究中，激光被广泛用于光谱分析、原子物理研究、等离子体物理学等领域。
在军事国防方面，激光武器技术已经成为现代战争中的重要武器之一，如激光导弹、激光制导武器等。
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1 浅谈激光的基本原理和应用 摘要：激光是20世纪最重要的发明之一，激光的出现为人类带来了地球上从未
见过的高质量光源，从而开拓了新的研究领域，开创了光应用的新途径，使许多过去不能实现的事情不断地成为现实。激光的基本原理，并简要介绍激光不同于普通光源的显著特性和激光在现代社会中的广泛应用。 关键词：激光 研究领域 应用
我们生活的这个世界充满了光，光是人类赖以生存的基本条件之一。人类最初懂得利用的光是自然界的太阳光。激光技术是一门既属于光学又属于电子学的光电子技术。激光技术最显著的特征是它对其他技术具有广泛的渗透性。激光技术的飞速发展必将在通信、信息处理、计量、工业加工、土木建筑、能源、生物、医疗等广阔领域带来革命性的变革。 1、激光的基本原理 物质是由一些同类微粒组成（即原子、分子、离子）。由于这些能级处于不同的能级上，而在这些能级中，用E1及E2分别表示两个能级量，E1所带的能量少，属低能级。E2所带的能量多。为高能级。由于粒子所含的能量不同，总的来说粒子在低能级的占多数，高能级的占少数。因此在低能级（E1）中的粒子数大于高能级中（E2）的粒子数。可用图1表示、低能级（E1E2）上粒子数的分布。
图1 粒子二能级分布图 1.1受激吸收 受激吸收低能级E1的粒子当吸收一定频率r21的外来光能时，粒子的能量就会增到E2＝E1＋hr21(h)表示普朗克常数），粒子就从低能级E1跃迁到高能级 E2上，这一过程叫做受激吸收，而外来光的能量被吸收，使光减弱。粒子进 2
行跃迁不是自发的，要靠外来光子刺激而进行。粒子是否能吸收发来的光子，还得取决于两个能级（E1和E2）性质和趋近于粒子的光子数的多少有关。而与其它方向、位相等方面就无任何限制。 1.2 自发辐射过程 自发辐射处于高能级的粒子很不稳定，不可能长时间的停留在高能级上。在高能级E2中的粒子会迅速跃迁到低能级E1上，同时以光子的形式放出能量hr21＝E2－E1 （hr21为辐射光子频率）。这一过程不受到外界的作用时完全是自发的。所产生的光没有一定规律，相位和方向都不一致。不是单色光。因此与受辐射发出的光，其相位和方向完全相反。这种以光的形式辐射出来的，叫做自发辐射跃迁。可是在跃迁的过程中有一些不产生光辐射的跃迁，而它们主要是以热的运动形式消耗能量，即为无辐射跃迁。自发辐射的特点，即每一个粒子的跃迁都是自发的，孤立地进行，也就是相互独立，彼此无联系。产生的光子杂乱无章，无规律性。
1.基能级上的粒子 2.粒子被激发到E2能级上 1.处于高能级E2上的粒子 2.粒子跃迁到低能级E1上，同时发射出一干光子 1.3 受激辐射的特点 受激辐射它是与受激发吸收的相反过程处于高能级的粒子，在某种频率r21光子诱发下，从原来所在的能级上 E2，放出与外来光子完全相同光子，此时既产生了一个光子（受激发前后共有2个光子），使原来的能量减少△E＝hr21。把高能级上的粒子跃迁到低能级 E1上的这一过程称做受激辐射。 3
受激辐射的特点本身不是自发跃迁，而是受外来光子的刺激产生。因而粒子释放出的光子与原来光子的频率、方向传播、相位及偏振等完全一样，无法区别出哪一个是原来的光子，哪一个是受激发后而产生的光子，受激辐射中由于光辐射的能量与光子数成正比例，因而在受激辐射以后，光辐射能量增大一倍。以波动观点看，设外来光子为一种波，受激辐射产生的光子为另一种波，由于两个波的相位、振动方向，传播的方向及频率相同。两个波合在一起能量就增大一倍，即通过受激辐射光波被放大。外来光子量越多，受激发的粒子数越多，产生的光子越大，能量越高。
1.处于高能级E2上的粒子。 2.粒子跃迁到低能级E1上，同时发射出一个光子。 受激辐射时光束放大 从上可知，受激辐射及吸收同时存在于光辐射与粒子体系，是在同一整体之中相互对立的两个方面，它们发生的可能性是同等的，这两个方面即受激辐射与吸收哪一个占主导地位，取决于粒子在两个能级上的分布激光器发出的激光就是利用受激辐射而实现的，也就是在基发态的粒子数尽可能多些,以实现受激辐射。 2、激光的产生和激光器 2.1产生激光的条件和过程 激光的产生，必须有激光器，而激光器必须具备三个主要的组成部分。 激活物质 即被激励后能发生粒子数反转的工作物质，也称做激光工作物质。诸如氖、氩、CO2、红宝石及钕玻璃等。必须具备有亚稳态能级性质的物质。 激励装置 能使激活介质发生粒子数反转分布的能源，既称为激励装置。如 4
各种激光器所具备的电源。 光学谐振腔能使光子在其中重复振荡并多次被放大的一种由硬质玻璃制成的谐振腔。产生激光的过程可归纳为：激励→激活介质（即工作物质）粒子数反转；被激励后的工作物质中偶然发出的自发辐射→其它粒子的受激辐射→光子放大→光子振荡及光子放大→激光产生。 基于以上所述，在激光产生的原则中缺一因素不可。从原理了解激光形成的过程，对具体使用好激光手术刀很重要。并可能在工作中能得心应手地掌握激光。能尽量大限度地维护激光器，及防止在使用时所产生的伤害。 2.2 激光器 激光器有很多种类型，但他的必要组成部分无外乎： 谐振腔、增益介质、泵浦源。形成激光的一个重要条件是，粒子数反转，就是导带的粒子数密度大于价带（半导体）或高能级的粒子数密度大于低能级（气体或固体），激光的现象就是在这样一种偏离了平衡态的稳态。 半导体激光器比起固体激光器和气体激光器，结构上还是有很大区别的。半导体激光器一般是三层或多层异质结结构，这样由于折射率的的内大外小自然构成了光约束，又由于异质结结构形成的量子井结构（最早的半导体激光器不是量子井结构的，随着MBE的半导体加工技术的应用，单井和多井结构得以实现），对载流子形成了约束，使受激发射大都发生在增益介质的带边，这样就大大提高了激光器的效率。 半导体激光器是电泵浦的，不同于气体激光器或固体激光器的光泵浦。 激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点，但也存在易受天气和环境影响等弱点。激光武器已有30多年的发展历史，其关键技术也已取得突破，美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。目前低能激光武器已经投入使用，主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器，以及攻击人眼和一些增强型观测设备；高能激光武器主要采用化学激光器，按照现有的水平， 5
今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用，用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。 3． 激光的应用 3.1激光的发展史 激光的发展史应当追溯到1917年，爱因斯坦提出光的受激辐射的概念，预见到受激辐射放大器的诞生，也就是激光产生的可能性。1940年前后就有人在研究气体放电实验中，观察到粒子反转现象。在研究激光器的过程中，应把引进谐振腔的功劳归于肖洛。肖洛长期从事光谱学研究。谐振腔的结构，就是从法——珀干涉仪那里得到启示的。正如肖洛自己所说：“我开始考虑光谐振器时，从两面彼此相向镜面的法——珀干涉仪结构着手研究，是很自然的。”实际上，干涉仪就是一种谐振器。肖洛在贝尔电话实验室的七年中，积累了大量数据，于1958年提出了有关激光的设想。几乎同时，许多实验室开始研究激光器的可能材料和方法，用固体作为工作物质的激光器的研究工作始于1958年。如肖洛所述：“我完全彻底地受到灌输，使我相信，可以在气体中做的任何事情，在固体中同样可以做，且在固体中做得更好些。因此，我开始探索、寻找固体激光器的材料…...”的确，不到一年，在1959年9月召开的第一次国际量子电子会议上，肖洛提出了用红宝石作为激光的工作物质。不久，肖洛又具体地描述了激光器的结构：“固体微波激射器的结构较为简单，实质上，它有一棒（红宝石），它的一端可作全反射，另一端几乎全反射，侧面作光抽运。”遗撼的是，肖洛没有得到足够的光能量使粒子数反转，因而没获成功。可喜的是，科学家迈曼（T.H.Maiman）巧妙地利用氙灯作光抽运，从而获得粒子数反转。于是，1960年6月，在Rochester大学，召开了一个有关光的相干性的会议，会议上，迈曼成功地操作了一台激光器。7月份，迈曼用红宝石制成的激光器被公布于众。至此，世纪界上第一台激光器宣告诞生。激光具有单色性，相干性等一系列极好的特性。从诞生那天开始，人们就预言了它的美好前景。 这么多年来，人们制造了输出各种不同波长的激光器，甚至是可调激光器。大功率激光器的研制成功，又开拓了新的领域。1977年出现的自由电子激光器，机制则完全不同，它的工作物质是具有极高能量的自由电子，人们可以期望通过这种激光器，实现连续的大功率输出，而且覆盖频率范围可向长短两个方向发展。 6
3.2 军事应用 为了满足军事应用的需要，主要发展了以下5项激光技术：①激光测距技术。它是在军事上最先得到实际应用的激光技术。20世纪60年代末，激光测距仪开始装备部队,现已研制生产出多种类型,大都采用钇铝石榴石激光器，测距精度为±5米左右。由于它能迅速准确地测出目标距离，广泛用于侦察测量和武器火控系统。②激光制导技术。激光制导武器精度高、结构比较简单、不易受电磁干扰，在精确制导武器中占有重要地位。70年代初，美国研制的激光制导航空炸弹在越南战场首次使用。80年代以来，激光制导导弹和激光制导炮弹的生产和装备数量也日渐增多。③激光通信技术。激光通信容量大、保密性好、抗电磁干扰能力强。光纤通信已成为通信系统的发展重点。机载、星载的激光通信系统和对潜艇的激光通信系统也在研究发展中。④强激光技术。用高功率激光器制成的战术激光武器，可使人眼致盲和使光电探测器失效。利用高能激光束可能摧毁飞机、导弹、卫星等军事目标。用于致盲、防空等的战术激光武器，已接近实用阶段。用于反卫星、反洲际弹道导弹的战略激光武器，尚处于探索阶段。⑤激光模拟训练技术。用激光模拟器材进行军事训练和作战演习，不消耗弹药，训练安全，效果逼真。现已研制生产了多种激光模拟训练系统，在各种武器的射击训练和作战演习中广泛应用。此外，激光核聚变研究取得了重要进展，激光分离同位素进入试生产阶段，激光引信、激光陀螺已得到实际应用。 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的亮度为太阳光的100亿倍。它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。 3.3 医学应用 自从第一台红宝石激光器问世以后，激光技术就很快渗透到医学领域。1963年，Goldman尝试了利用激光的生物学效应进行皮肤疾病的治疗。1983年，选择性光热效应理论的提出使激光在医学中的应用更加活跃起来，而脉冲染料激光器