激光原理及其应用
四川师范大学本科毕业论文激光原理及其应用
学生姓名张明
院系名称物理与电子工程学院
专业名称物理学
班级2008 级 2 班
学号2008072068
指导教师冯一兵（教授）
完成时间2012年 5月 10 日
激光原理及其应用
学生姓名：张明指导教师：冯一冰（教授）
内容摘要：
激光技术是六十年代初发展起来的一门以原子理论、量子理论、光学技术和电子技术为基础的高新技术，激光是靠受激辐射产生，激光还分为不同种类并且它有自己独特的性质，这些性质也决定了它广泛的用途。目前激光技术已经被推广应用于农业、工业、医疗、科学研究、军用武器及航天技术等多个领域，带来了巨大的效益。超大型二极管泵浦固体激光器时代正在来临，更加突出了激光的用途。本文将对激光发展、原理、性质、种类及其应用进行一个简单的讨论。关键字：激光原理激光应用受激辐射
Laser Light Principle and Its Application
Abstract：
Laser technology is a high and new technology which based on atomic theory, quantum theory, optical technology and electronic technology, it was developed in the early 1960s. Laser produce by stimulated radiation. Laser is divided into different sorts and it has itself’s unique properties. These properties also decided to its wide range of purposes. Currently laser technology has been applied in agriculture, industrial, medical, scientific research, and military weapons and space technology etc, which has brought great benefit. An era which super large diode pumped solid state lasers is coming, the purposes of laser was highlighted significantly. In this paper, the principle, We will do a simple discuss on development, properties, types and application of laser.
Keyword：laser principle Laser application Stimulated radiation
目录
1.激光的发展历史 (3)
1.1激光发展史 (3)
1.2从微波振荡器到光波振荡器 (3)
2.激光产生原理及其特性 (4)
2.1什么是激光 (4)
2.2激光产生原理 (4)
2.3激光特性 (4)
3.激光的分类 (6)
3.1激光的种类 (6)
3.2几种常见的激光器 (6)
4.激光技术的应用 (7)
4.1激光技术在工业上的应用 (7)
4.2 激光技术在医学上的应用 (8)
4.3 激光技术在军事上的应用 (8)
4.4最新应用：超大型二极管泵浦固体激光器时代正在来临 (9)
4.4.1新型掺镱激光材料 (9)
4.4.2用于泵浦的高功率半导体激光器巴条 (10)
4.4.3泵浦引擎 (11)
5.激光技术的应用前景 (11)
结论 (12)
致谢 (12)
参考文献 (13)
激光原理及其应用
1.激光的发展历史
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。从历史上看，任何科学发明或科学发现，都不外是两条道路：一是自然界业已存在，当人们自觉或不自觉地发现以后再产生理论，并加以证明和利用，如万有引力、氧气、电磁等，这种情况称为“科学发现”；二是自然界（至少地球上的自然界）并不存在的事物，但人们先从理论上推导、预测，然后再通过努力加以证明和实现，如相对论、核衰变、核聚变等，这种情况称为“科学发明”。而后者则更有科学理论性和挑战性，激光的诞生过程就是属于后着。
1.1激光发展史
激光发明的理论基础可以追溯到1917年，著名的物理学家爱因斯坦再研究光辐射与原子相互作用的时候发现，除了受激辐射和自发辐射跃迁过程外，还存在受激辐射跃迁过程。
20世纪50年代初，电子学和微波技术的应用提出了将无线电技术从微波推向光波的要求。
1952年，美国马里兰大学的韦伯开始应用以上理论去放大电磁波。
1.2从微波振荡器到光波振荡器
微波振荡器的实现原理：一个尺度和波长可比拟的封闭的谐振腔；利用自由电子与电磁场的相互作用实现电磁波的放大和振荡。
1954年，美国的汤斯（Charles H.Towns）、苏联的巴索夫（Nikolai G.Basov）和普洛霍洛夫（Aleksander M.Prokhorov）第一次实现了氨分子微波量子振荡器（Maser），抛弃了利用自由电子与电磁场的相互作用实现电磁波的发达和振荡，利用原子或分子中的束缚电子与电磁场的相互作用来放大电磁波。
1958年，汤姆和肖洛（Arthur L.Schawlow）抛弃了一个尺度和波长可比拟的封闭的谐振腔，提出了利用尺度远大于波长的开放式光谐振腔，实现了激光器的新思想。不拢伯根（Nicolaas Bloembergen）提出了利用光（石水）浦三能级原子系统实现原子数反转分布的新构想。
汤斯和肖洛在Physis Revies 上发表论文，指出了实现受激辐射为主的可能性，并给出了实现这个愿望需要满足的条件。
汤斯1954年在量子电子学研究中实现了氨分子的粒子数反转，研制了微波激射器和激光器；普罗霍罗夫和巴索夫1958年几乎同时在量子电子学的基础研究中，根据微波激射器和激光器原理研制了振荡器和放大器。以上工作导致了激光器的发明。
1960年7月，世界第一台红宝石固态激光器问世，标志了激光技术的诞生。
至此，一门新的科学技术——量子电子学中的激光技术以科学史上罕见的高
速度向前发展！
2.激光产生原理及其特性
2.1什么是激光
激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER 的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐射的光放大”。
2.2激光产生原理
受激辐射产生激光：1917年爱因斯坦从理论上指出：除自发辐射外，处于高能级2E 上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为
=υ()h E E 12-的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级2E 跃迁到能级1E ，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相
同的光子，这个过程称为受激辐射。
可以设想，如果大量原子处在高能级2E 上，当有一个频率=υ()h E E 12-的
光子入射，从而激励2E 上的原子产生受激辐射，得到两个特征完全相同的光子，
这两个光子再激励2E 能级上原子，又使其产生受激辐射，可得到四个特征相同
的光子，这意味着原来的光信号被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。。
2.3激光特性
（一）定向发光 普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。
（二）亮度极高 在激光发明前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在
月球上产生的照度约为0.02勒克斯（光照度的单位），颜色鲜红，激光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高。
（三）颜色极纯 光的颜色由光的波长（或频率）决定。一定的波长对应一定的颜色。太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间，对应的颜色从红色到紫色共7种颜色，所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光的光源称为单色光源，它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源，只发射某一种颜色的光。单色光源的光波波长虽然单一，但仍有一定的分布范围。如氖灯只发射红光，单色性很好，被誉为单色性之冠，波长分布的范围仍有0.00001纳米，因此氖灯发出的红光，若仔细辨认仍包含有几十种红色。由此可见，光辐射的波长分布区间越窄，单色性越好。激光器输出的光，波长分布范围非常窄，因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例，其光的波长分布范围可以窄到9102-?纳米，是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见，激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。
（四）能量密度极大 光子的能量是用υh E =来计算的，其中h 为普朗克常量，υ为频率。由此可知，频率越高，能量越高。激光频率范围1410846.3?Hz 到141089510.7?Hz 。电磁波谱可大致分为：（1）无线电波——波长从几千米到0.3米左右，一般的电视和无线电广播的波段就是用这种波；（2）微波——波长从0.3米到310-米，这些波多用在雷达或其它通讯系统；（3）红外线——波长从310-米到7108.7-?米；（4）可见光——这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。波长从780—380nm 。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分；（5）紫外线——波长从7103-?米到10106-?米。这些波产生的原因和光波类似，常常在放电时发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当，因此紫外光的化学效应最强；（6）伦琴射线—— 这部分电磁波谱，波长从9102-?米到12106-?米。伦琴射线（X 射线）是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的；（7）γ射线——是波长从1010-～1410-米的电磁波。这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的，放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。γ射线的穿透力很强，对生物的破坏力很大。由此看来，激光能量并不算很大，但是它的能量密度很大（因为它的作用范围很小，一般只有一个点），短时间里聚集起大量的能量，用做武器也就可以理解了。
3.激光的分类
3.1激光的种类
激光器的种类很多，可分为固体、气体、液体、半导体和染料等五种类型。
（1）固体激光器：一般小而坚固，脉冲辐射功率较高，应用范围较广泛。
（2）半导体激光器：体积小、体重轻、寿命长、结构简单，特别适于在飞机、军舰、车辆和宇宙飞船上使用。半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等改变激光的波长，能将电能直接转换为激光能，所以发展迅速。
（3）气体激光器：以气体为工作物质，单色性和相干性较好，激光波长可达数千种，应用广泛。气体激光器结构简单、造价低廉、操作方便。在工农业、医学、紧密测量、全息技术等方面应用广泛。气体激光器有电能、热能、化学能、光能、核能等多种激励方式。
（4）液体激光器：以液体燃料为工作物质的染料激光器于1966年问世，广泛应用于各种科学研究领域。现在已发现的能产生激光的染料，大约在500种左右。这些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。他们还可以包含在有机塑料中以固态出现，或升华为蒸汽，以气态形式出现。所以染料激光器也称为“液体激光器”。染料激光器的突出特点是波长连续可调。染料激光器种类繁多，价格低廉，效率高，输出功率可与气体和固体激光器相媲美，应用于分光光谱、光化学、医疗和农业。
（5）红外激光器：已有多种类型，应用范围广泛，它是一种新型的红外辐射源，特别是辐射强度高、单色性好、相干性好、方向性强。
（6）X射线激光器：再科研和军事上有重要价值，应用于激光反导弹武器中具有优势；生物学家用X射线激光能够研究活组织中的分子结构或详细了解细胞机能；用X射线激光拍摄分子结构的照片，所得到的生物分子像的对比度很高。
（7）化学激光器：有些化学反应产生足够多的高能原子，就可以释放出大能量，可用来产生激光作用。
（8）自由电子激光器：这类激光器比其他类型更适于产生很大功率的辐射。它的工作机制与众不同，它从加速器中获得几千万伏高能调整电子束，经周期磁场，形成不同态的能级，产生受激辐射。
3.2几种常见的激光器
（1）氦氖激光器
工作原理：电子经电场加速后，与He碰撞。处于激发态的He与Ne碰撞，把能量传递给Ne，使它在亚稳态（3s、2s）和激发态（3p、2p）之间形成反转分布。
（2）红宝石激光器
工作原理：脉冲氙灯发出的光照射红宝石，使得3
Cr在亚稳态和基态之间形成反转分布。
（3）光纤激光器
工作原理：当激光在光线中传输时，光纤中的铒粒子受微型激光器发出的激光激发，经过能级跃迁，不断把能量传递给光子，使得激光在传输中所损耗的能量不断地得到补充，经过数百千米甚至千千米的行程后，被减弱的光信号又恢复了活力。
（4）二极管激光器（半导体激光器）
原理：砷化镓等半导体材料只允许电流沿着一个方向流动。当穿过介质的光遇到一个被激发的原子时，它将使这个原子以相同的波长和频率释放能量，光在来回传播的过程中，不断地被加强，直到从反射镜面上逃逸出去，形成激光。
（5）X射线激光器
工作原理：X射线是原子内部壳层的电子跃迁产生的光子，其光子能量非常高。
4.激光技术的应用
激光技术目前在很多领域上多有应用，如工业、医学、军事等，此外激光技术还被广泛应用于农业，通信，计算机，空间技术等领域。
4.1激光技术在工业上的应用
激光因具有单色性、相干性和平行性三大特点，特别适用于材料加工。激光加工是激光应用最有发展前途的领域，现在已开发出20多种激光加工技术。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。目前已成熟的激光加工技术包括：激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术。
激光快速成形：
用激光制造模型时用的材料是液态光敏树脂，它在吸收了紫外波段的激光能量后便发生凝固，变化成固体材料。把要制造的模型编成程序，输入到计算机。激光器输出来的激光束由计算机控制光路系统，使它在模型材料上扫描刻划，在激光束所到之处，原先是液态的材料凝固起来。激光束在计算机的指挥下作完扫描刻划，将光敏聚合材料逐层固化，精确堆积成样件，造出模型。所以，用这个办法制造模型，速度快，造出来的模型又精致。该技术已在航空航天、电子、汽车等工业领域得到广泛应用。
激光焊接：
激光束照射在材料上，会把它加热至融熔，使对接在一起的组件接合在一起，即是焊接。激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。由于激光能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。因为用
激光焊接是不需要任何焊料的，所以排除了焊接组件受污染的可能；其次，激光束可被光学系统聚成直径很细的光束，换言之，激光可以作成非常精细的焊枪，做精密焊接工作;还有激光焊接与组件不会直接接触，亦即这是非接触式的焊接，因而材料质地脆弱也不打紧，还可以对远离我们身边的组件作焊接，也可以把放置在真空室内的组件焊接起来。因为激光焊接有这些特点，所以它在微电子工业中尤其受欢迎。
激光雕刻：
用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀更方便，更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上，比如在花冈岩、钢板上作雕刻，或者是在一些比较柔软的材料，比如皮革上作雕刻，就比较吃力，刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同，因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种雕刻方法。它根本就没有和材料接触，材料硬或者柔软，并不妨碍雕刻的速度。所以激光雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。用这种雕刻刀作雕刻不管在坚硬的材料，或者是在柔软的材料上雕刻，刻划的速度一样。倘若与计算机相配合，控制激光束移动，雕刻工作还可以自动化。把要雕刻的图案放在光电扫描仪上，扫描仪输出的讯号经过计算机处理后，用来控制激光束的动作，就可以自动地在木板上，玻璃上，皮革上按照我们的图样雕刻出来。同时，聚焦起来的激光束很细，相当于非常灵巧的雕刻刀，雕刻的线条细，图案上的细节也能够给雕刻出来。激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。激光雕刻是近年巳发展至可实现亚微米雕刻，已广泛用于微电子工业和生物工程。
其它应用这里就不作详细介绍了。读者有兴趣的可以查阅相关文献。
4.2 激光技术在医学上的应用
医学是应用激光技术最早、最广泛和最活跃的一门边缘学科。1960年世界上第一台红宝石激光器研制成功，次年红宝石激光视网膜凝固机在眼科获得首次应用。到目前为止，临床上使用的激光医疗设备已有几十个品种，包含了自紫外至可见光和红外的各种波长，包含了连续、脉冲、巨脉冲、超脉冲等各种输出方式。
从目前激光治疗设备在临床应用的角度可将其分为如下几大类：眼科激光治疗设备、外科激光手术设备、用于美容目的的皮肤病激光治疗设备、光动力疗法激光治疗设备、口腔激光设备和激光理疗仪器等等。
4.3 激光技术在军事上的应用
激光武器有它的独特性，令它被广泛应用于防空，反坦克，轰炸机自卫等军事用途.激光之所以能成为威力强大的武器，是因为它有三个层次的破坏能力。
烧蚀效应：跟激光热加工原理一样，当高能激光束射到目标时，激光的能量会被目标的材料吸收，转化为热能.这些热能足以令目标部分或完全穿孔，断裂，熔化，蒸发，甚至产生爆炸。
激波效应：如目标材料被气化，目标材料会在极短时间内产生反冲作用，形
成压缩波使材料表面层裂碎开，碎片向外飞时造成进一步破坏。
辐射效应：目标材料气化的同时会形成等离子体云，能产生辐射紫外线及X 光线，使目标内部的电子零件被破坏。
激光武器的优点有：无需进行弹道计算；无后坐力；操作简便，机动灵活，使用范围广；无放射性污染。
激光测距仪是激光在军事上应用的起点，将其应用到火炮系统，大大提高了火炮射击精度。激光雷达相比于无线电雷达，由于激光发散角小，方向性好，因此其测量精度大幅度提高。由于同样的原因，激光雷达不存在盲区，因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测量。此外还有精确的激光制导武器，激光致盲武器，它们在现代高技术战争中扮演着及其重要的角色。
4.4最新应用：超大型二极管泵浦固体激光器时代正在来临
目前高能量半导体泵浦固体激光器系统的概括，涉及它们的状态和设计参数（方括号内表示还未实现），包括用于惯性聚变能量（IFE）、直接啁啾脉冲放大器（CPA）和泵浦钛宝石激光器或光泵浦CPA（OPCPA）系统。
随着高功率半导体激光器技术的最新发展，人们已经能够在可接受的成本下获得新一代高能量半导体泵浦激光器。半导体封装、泵浦光传输、光束均匀化与驱动电路，都将在满足可靠性要求方面起到重要作用。
为了充分发挥大型二极管泵浦固体激光器（DPSS）的潜力，需要能够更好地将半导体泵浦系统经剪裁后的发射波长与掺杂离子的吸收波长匹配起来的新型
激光材料。此外，该激光材料必须同时具有长的荧光寿命、高的发射和吸收截面。高质量抛光及镀膜的大口径元件的制备将需要适当的生产设备。
4.4.1新型掺镱激光材料
到目前为止，Yb：YAG一直是最重要和开发得最好的材料。最近，掺镱碱土氟化物，如氟化钙（Yb3+：CaF2）、氟化锶（Yb3+：SrF2）、氟化钡（,Yb3+：BaF2）已经在半导体泵浦飞秒激光器和放大器方面引起了业界的极大兴趣。这些晶态材料已被证明在热导率方面可与氧化物晶体和玻璃相竞争。由于可以制备大的单晶和陶瓷材料，使得这些材料适用于高能量和高功率激光运行。另外，Yb3+：CaF2对 940nm和980nm两个波长泵浦都适用，而不需要泵浦二极管的先进波长稳定技术（见图1）。
图1：掺Yb3+的CaF
晶体在可见光区域高度透明[(a) 颜色由减反膜引起] 它在近红外区域2
的吸收带相对较宽，使半导体激光器泵浦源得以简化（b）掺Yb3+增益介质的光谱特性导致吸收和发射的高饱和通量。Yb3+的准三能级系统需要5kW/cm2左右的最小泵浦强度，以漂白室温下激光波长处的再吸收。这推动了对高亮度激光二极管和兼具低的泵浦亮度损耗、合理的成本和高可靠性的先进光束组合系统的需求。
4.4.2用于泵浦的高功率半导体激光器巴条
随着半导体激光器安装技术的最新发展，以及前端面镀膜技术的改进，高功率半导体激光器巴巴条可以获得更高的峰值光功率和更长的寿命。通过使芯片和热沉的热膨胀系数相匹配，夹层式硬焊料半导体激光器巴巴条装配方式已成为可能，再加上通过陶瓷-铜基片的背面传导冷却，每个巴巴条的峰值功率可以达到300W，甚至更高（见图2）。单个巴巴条的峰值功率有望在不久的将来达到500W。
图2：准连续波半导体激光器模块的电光特性[（a）八个巴条组成的940nm激光器，脉宽1ms，重复频率10Hz] 类似的模块为法国大型LUCIA激光器提供了半导体激光器堆栈组件（b）设备的传导冷却优于使用直接水冷式热沉，因为水冷需要使用许多O型密封圈，这会存在潜在的漏水风险。此外在维护方面，传导冷却激光二极管模块更容易更换。
为了满足亮度要求，必须使用微光学透镜。预先校准过的快轴准直（FAC）
透镜阵列将进一步降低劳动力成本。政府资助和工业界的努力，正在促使单个巴巴条的峰值功率向更高的水平发展（潜在的峰值功率高达1kW），只是由于高驱动电流仍然限制了产品的实用化。芯片效率以及前端面耐久性的改善将有助于实现这些目标。
带有多个激活层的垂直堆叠（纳米栈）的二极管设计可以降低驱动电流，减少对电触点的限制。但受到热的限制，脉宽只能达到约200μs，这对理想的激光材料而言太短。准直的效果达不到单激活层设计的水平，这将降低半导体激光器的亮度，并限制作为激光器泵浦源的应用。
4.4.3泵浦引擎
高功率半导体激光器巴条可堆栈成模块（如八个巴条组成的堆栈），并且可以在一个平面几何区域内互相紧贴着放置。在亮度方面，考虑到FAC透镜的空间限制和热传导的需求，每两个巴条之间的最小间距需为1.5~2.0mm。驱动电流从背面提供，工作层同时起到电接触和机械接触的作用。目前已能够提供占空比为1%（脉冲宽度1ms，重复频率10Hz）、波长为940nm或980nm的2.4kW和3.2kW 的模块。为了集中多个堆栈组成的泵浦模块的发射激光（例如用于泵浦Yb3+激光器时，激光二极管堆栈在截面内的功率密度需达到2kW/cm2），需要聚焦光学系统和光束均匀化。通过光束合束可以提高半导体堆栈发射面的亮度。此外，还可采用空间和偏振复用技术将亮度提高至少2~4倍。此时需要在额外的成本和所带来的性能提升之间进行权衡。研究人员已经开发出了此类集成半导体激光器模块，占空比高达3%，峰值功率大于18kW，并且输出为二次超平顶、低波纹光束，适合作为激光器泵浦源。另外还可以满足更小的模块、定制的光束尺寸以及从微秒到毫秒范围的脉宽等需求。几个半导体模块和驱动电路、制冷、监控和互锁系统的组合，被称作泵浦引擎；这样的泵浦引擎易于集成到用户的装置内。在未来的大口径系统中，模块的尺寸应当进行优化，以达到紧凑又便于操作的目的。即将出现的大型半导体泵浦固体激光器两项具有挑战性的大型欧洲激光项目——高功率激光能源研究（HiPER）和超强激光基础设施（ELI）正处在筹备阶段。无论结构如何，重复频率范围为10Hz~1kHz的半导体泵浦千焦级激光器将用于以下几个方面：强激光的一次光源，直接激光驱动热密等离子体，或产生加速粒子。Yb3+：CaF2晶体已被确认为是能实现二极管有效泵浦的一种非常具有发展前景的激活激光材料。峰值功率超过300W的准连续半导体巴条可用作泵浦源。然而，要使这些激光二极管芯片真正成为可靠耐用的光泵浦源，必须对热沉和封装进行仔细设计，安全运行也必不可少。要达到所需的高亮度，还需要将半导体激光器、光束整形和合束器、驱动电路、互锁系统、监测系统和泵浦光均匀化系统紧密地封装在一起。
5.激光技术的应用前景
目前全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术，他必将成为21世纪的支柱产业。而在光电技术中，其基础技术之一就是激光技术。科学界预测，到2010年，以光电信息技术为主导的信息产业将形
成5万亿美元的产业规模，到2010年至2015年，光电产业可能会取代传统电子产业。光电技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。
激光在核能应用上也将大显身手。乐观的专家们估计，到2020年强大的激光会产生安全经济的热核聚变，这类似恒星内部的核反应过程。如果实现，热核聚变将带来巨大无比的社会和经济效益，能源危机亦将不复存在。到那时，一桶水中的氢聚变后所产生的电力足够一个城市使用。
激光技术是高科技的产物，其产生又推动了科学研究的深入发展，并开拓出许多新的学科领域，如非线性光学、激光光谱学、激光化学、激光生物学等。激光被用来研究与生命密切相关的光合作用、血红蛋白、DNA等的机制。激光还将成为时间和长度的新标准，以后任何高精度的钟表和米尺都可以用某一特定波长的激光束来标定。
激光技术与产业的发展将支撑并推进高速、宽带、海量的光通信以及网络通信，并将引发一场照明技术革命，小巧、可靠、寿命长、节能半导体(LED)将主导市场，此外将推出品种繁多的光电子消费类产品 (如VCD、D VD、数码相机、新型彩电、掌上电脑电子产品、智能手机、手持音响播放设备、摄影、投影和成像、办公自动化光电设备如激光打印、传真和复印等)以及新型的信息显示技术产品(如CRT、LCD及PDP、 FED、OEL平板显示器等 )并进入人们的日常生活中。激光产品已成为现代武器的眼睛和神经，光电子军事装备将改变21世纪战争的格局。
结论
激光技术作为一门具有多方面优点的新兴技术已经被应用于各种领域，但是并没有广泛应用，所以它的发展潜力有待我们继续挖掘，而已经应用的方面则需要我们将它完善的更成熟，相信激光技术引发的革命将会改变人们现有的生活。
致谢
感谢激光原理技术及应用的冯老师给我的指导，使我对激光原理及激光技术应用有了一个全面的了解，而论文也因此才得以顺利完成。同时，也要感谢日益发达的网络，给了我很多资料。
参考文献
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