激光技术的发展史和应用前景
激光技术的发展史和应用前景激光技术是一种应用广泛的高科技技术，它采用能量高、波长短、光束单色性好的激光器作为光源，利用一系列先进的技术和
设备进行调制和控制，实现对光束的加工、控制与运用。
自20世
纪60年代普及以来，激光技术在医疗、通讯、测量等领域得到了
广泛的应用，并且随着技术的不断创新和发展，激光技术的应用
前景越来越广阔。
一、激光技术的发展史
1960年，美国贝尔实验室霍维茨（T. H. Maiman）首次发明实
现激光辐射的反馈放大器，开创了激光技术的先河。
此后，激光
技术得到了迅速的发展。
20世纪60年代末，瓦特（G. N. Harding）研制出了首台稳定、高功率的气体激光器，开创了激光技术的大
功率时代。
随着50年代长寿命的半导体材料的开发，半导体激光
器也应运而生。
70年代，激光技术开始进入实际应用阶段，激光
剥离外科手术器已经问世，切割、打孔、打标、焊接等工艺也逐
渐成熟。
随着电子技术的飞速发展，激光技术也得到了不断的改进和发展。
今天，激光器已经广泛应用于通讯、测量、加工、医学等广
泛领域。
激光脱发技术、激光治疗技术、激光治疗青春痘技术等
光学应用广泛，许多光学材料的应用，如金属玻璃、非晶态材料、光纤等也在发展中。
二、激光技术的应用前景
1. 医学领域
激光技术在医学领域的应用主要涉及到光谱学、照射、成像等
技术。
近年来，激光手术设备的技术水平已经非常高，可以实现
对癌细胞、良性瘤、血管疾病等的高精度治疗。
此外，激光脱发
技术、激光治疗技术、激光治疗青春痘技术等也在日常生活中得
到了广泛的应用，因此这一领域的研究前景十分广阔。
2. 通讯领域
激光通讯技术是一种利用激光在空气中传播的通讯方式，它具
有传输范围广、传输距离远、传输容量大等优点。
随着无线技术
的不断发展，激光通讯技术也成为了一种重要的通讯方式。
据统
计，激光通讯已经开始进入实用化应用阶段，在国防、商业、科
学研究等领域都得到了广泛应用。
3. 加工领域
激光加工是一种利用激光切割、打孔、打标和焊接等工艺加工
材料的一种方法。
由于激光加工具有高能量、高精度、高稳定性、高效率等特点，因此在金属材料、非金属材料、制药、食品等行
业都得到了广泛应用。
4. 测量领域
激光技术是一种非常高精度、高可靠性的测量方式，其测量精
度可以达到微米级甚至更高级别。
激光测量技术被广泛应用于工
业检测、矿山勘测等领域，不仅精度高、速度快、操作简单，还
可以自动化处理现场测量数据，大大提高了工作效率。
总之，激光技术的应用前景十分广泛，加工、医学、通讯、测
量等都离不开激光技术的应用。
在未来的发展中，激光技术将不
断创新，为人类社会的发展做出更加重要的贡献。
激光加工技术的应用及未来发展趋势
激光加工技术的应用及未来发展趋势激光加工技术是目前应用最广泛的高精度、高效率加工技术之一，在诸多领域发挥着重要的作用。
本文将从激光加工技术的应用、现状及未来发展趋势等方面展开分析讨论。
一、激光加工技术的应用激光加工技术的应用范围非常广泛，主要涵盖以下几个方面：1. 材料切割。
激光切割技术被广泛应用于金属、非金属材料的加工中，如通过对金属板材进行激光切割，可以高效地完成各种金属零件的制作。
2. 焊接。
激光焊接技术被广泛应用于汽车、机械、电子、航空等诸多领域，可以完成各种材料的高精度焊接，提高了产品的质量和生产效率。
3. 雕刻。
激光雕刻技术是目前应用最广泛的激光加工技术之一，被广泛应用于玉石、皮革、木材、彩金等材料的加工。
4. 理疗医疗。
激光技术在医疗领域应用的最为广泛的领域是激光治疗、激光手术、激光检测等。
二、激光加工技术的现状当前，激光加工技术已经成为了高精度、高效率的加工方法之一。
随着工业加工需求的不断增长，激光加工技术的应用范围也在不断扩大，其应用领域和发展方向也更加多样化。
目前，激光加工技术在中国的应用也非常广泛，尤其在汽车、航空、机械、电子、建筑等领域，激光加工技术的应用已经成为一种趋势。
虽然激光加工技术已经有了广泛的应用，但目前激光加工技术面临的问题也不容忽视。
例如，激光加工过程中的废气处理和粉尘处理问题、激光加工机器的成本昂贵等问题。
三、激光加工技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，激光加工技术的应用前景也越来越广阔。
未来，激光加工技术的应用领域还将不断拓展，同时优化激光加工设备也将成为厂家竞争的重点。
未来激光加工技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 优化设备、成本更低。
未来的激光加工机将更加高效、便捷，操作起来更加人性化。
同时，通过技术革新和成本的降低，未来激光加工设备的成本会不断被压缩，这对于提高激光加工技术的普及和应用来说非常重要。
2. 更加精细化和智能化。
未来激光加工技术将更加智能化，加工精度将得到更大的提高。
激光的发明与应用
激光的发明与应用激光是在1960年正式问世的。
但是，激光的历史却已有100多年。
确切地说，远在1893年，波尔多中学物理教师布卢什就已经指出，两面靠近和平行镜子之间反射的黄钠光线随着两面镜子之间距离的变化而变化。
他虽然不能解释这一点，但为未来发明激光发现了一个极为重要的现象。
1917年爱因斯坦提出“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。
1958年美国科学家肖洛和汤斯发现了一种奇怪的现象：当他们将闪光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光：由此他们提出了“激光原理”，受激辐射可以得到一种单色性、亮度又很高的新型光源。
1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文，奠定了激光发展的基础。
1960年，美国人梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器。
梅曼利用红宝石晶体做发光材料，用发光度很高的脉冲氙灯做激发光源，获得了人类有史以来的第一束激光。
1965年，第一台可产生大功率激光的器件——二氧化碳激光器诞生。
1967年，第一台X射线激光器研制成功。
1997年，美国麻省理工学院的研究人员研制出第一台原子激光器。
激光的出现带动了多学科的发展，如量子光学、量子电子学、激光光谱学、非线性光学、集成光学、海洋光学等等。
这里我们只列举一些与日常生活相关的激光应用科学的发展。
激光光盘制作技术1877年世界上第一台留声机在爱迪生的手上诞生了!它是声像技术发展的开端。
而1972年荷兰菲利浦公司研制出用激光器录音的彩色电视录像盘。
这就是现代激光光盘的诞生!激光光盘的诞生，激光在音响设备上的应用，是音响上的一次革命。
人们利用激光，以“光针”代替钢针、宝石针，制成激光唱片。
激光唱片不仅能够录音，而且能够录像。
激光唱片用来记录、存储声音和图像，可以说，这是声像技术上的一次革命，一个伟大的创举。
1983年，美国和日本分别研制成崭新的数字录音唱片。
这种唱片完全摆脱了传统唱片的制作和重播方式，为唱片开辟了一个全新的境界。
激光熔覆技术发展现状
激光熔覆技术发展现状激光熔覆技术是指利用激光束的高能量浓度，使熔化的金属或非金属粉末在基底上形成一层涂层的技术。
它具有高效、高质、高精度等优点，在航空、航天、汽车、电子、医疗等行业中得到广泛应用。
本文将从技术发展历程、应用领域等方面，对激光熔覆技术的现状进行分析。
一、技术发展历程激光熔覆技术起源于20世纪60年代，最初主要应用于航空航天领域，如修复飞机发动机叶片磨损等。
随着科技的不断进步和工业制造的需求，激光熔覆技术也得到了不断的发展。
目前，激光熔覆技术已经成为一种重要的先进制造技术，广泛应用于航空、航天、汽车、电子、医疗等领域。
二、应用领域1.航空航天领域：激光熔覆技术可以用于修复飞机发动机叶片的磨损、改进航空发动机的设计，提高发动机的工作效率和寿命。
2.汽车制造领域：激光熔覆技术可以用于汽车发动机的制造、制动系统、转向系统和传动系统等零部件的加工，使汽车更加耐用、安全、高效。
3.电子领域：激光熔覆技术可以用于电子元器件的制造，如微电子元件、光电子器件和信息存储器件等。
4.医疗领域：激光熔覆技术可以用于医疗器械的制造，如人工关节、牙齿种植体和假肢等。
三、技术优势1.高效：激光熔覆技术是一种高效的制造技术，可以在短时间内完成复杂的加工任务。
2.高质：激光熔覆技术可以制造出具有高质量表面和内部结构的零部件和工件。
3.高精度：激光熔覆技术具有高精度的特点，可以制造出细小的零部件和工件。
4.节能环保：激光熔覆技术采用粉末材料加工，与传统的加工方式相比，不仅能够节约材料，还能减少能源消耗和废料产生。
四、技术瓶颈激光熔覆技术虽然具有很多优势，但仍然存在着一些技术瓶颈，主要包括：1.成本高：激光熔覆设备的价格相对较高，需要大量的投资。
2.材料选择有限：激光熔覆技术目前只能用于一些高温合金等特殊材料的加工，还不能广泛应用于其他材料的制造。
3.工艺复杂：激光熔覆技术的工艺较为复杂，需要高技能的操作人员和专业的设备维护人员。
激光在不同领域的应用及发展前景综述
08机二陈放080110220激光在不同领域的应用及发展前景综述摘要：激光应用于军事，天文，水文，地理，生物医药，光学仪器制造，精细雕刻，测量等等。
无处不在。
激光器是应用激光的感应辐射概念研发出来的。
从科技发展来看，激光有它的革命意义。
在应用方面，激光涉及到物理学最根本的一个问题就是量测的基准。
因此，激光对推进认识世界所起的作用非常重要。
正文：世界上激光器问世是在1960年6月，中国第一台激光器出来是在1961年9月，相差十五六个月。
实际上激光器的出现经过很长的酝酿时期。
今天追溯起来，激光的起源在理论上归功于1916年爱因斯坦提出的感应辐射概念。
、从科技发展来看，激光有它的革命意义。
自从激光出来以后，我们认识到所有无线电里面出现的现象在光学里面都能出现。
在这个基础上就形成了所谓的非线性光学。
过去我们搞光学，由于光源不够强，在光与物质的相互作用上只见到它的线性效应。
自从激光出来以后，它与物质相互作用远超过线性范围，这对了解物质的性质前进了一大步，更能够了解到物质结构中场同电磁辐射作用的关系。
因此，激光的长足发展也形成了一些在物理上看起来是新的学科，有些学科是跟光学密切结合起来的。
比如全息术、激光光谱学。
因为激光的特性，对物质研究的细致程度、深入与以前大大不同了。
激光是一种光，用于研究光谱学的问题当然有很大的发展。
特别是非线性材料，从激光应用方面提出了各种不同的要求，向材料科学提出了许多新的问题，更重要的是探索许多新的非线性材料。
我国这方面在世界上有很高的地位。
在应用方面，激光涉及到物理学最根本的一个问题就是量测的基准。
自从激光出来以后，能得到非常窄的光谱线。
现在的长度基准是以在某种条件下出来的单纯的激光谱线作为工作基准。
长度单位1米的定义是光在真空中1秒所走的距离的299792458分之一。
这是个绝对的定义。
这个绝对定义所以能形成，它本身也是从激光的研究认清楚了这是自然界的一个常数。
自从用激光测距以后，整个测量技术发生了改变。
激光技术在医疗器械中的应用前景
激光技术在医疗器械中的应用前景随着科技的飞速发展，激光技术在各个领域都展现出了巨大的潜力，医疗器械领域也不例外。
激光凭借其独特的性质，如高能量、高方向性、高单色性等，为医疗诊断和治疗带来了前所未有的机遇。
激光在医疗器械中的应用范围十分广泛。
在眼科领域，激光手术已经成为治疗近视、远视和散光等常见视力问题的重要手段。
通过精确地重塑角膜的形状，激光能够显著改善患者的视力。
例如，准分子激光角膜屈光手术（LASIK）利用紫外激光对角膜进行切削，以达到矫正屈光不正的目的。
这种手术具有创伤小、恢复快、效果稳定等优点，已经帮助无数患者摆脱了眼镜的束缚。
在皮肤科，激光技术同样大放异彩。
激光可以用于去除纹身、治疗色斑、血管瘤、痤疮疤痕等多种皮肤问题。
不同类型的激光具有不同的波长和能量，能够针对性地作用于皮肤的特定层次和病变组织。
例如，调 Q 激光能够在极短的时间内释放出高能量的脉冲，瞬间击碎黑色素颗粒，从而达到祛斑的效果；而脉冲染料激光则对血管性病变有很好的治疗效果，如鲜红斑痣等。
激光在口腔科也有着重要的应用。
激光可以用于龋齿的治疗、牙髓病的处理以及口腔软组织的手术。
相较于传统的牙科器械，激光能够更精确地去除龋坏组织，减少对健康牙齿结构的损伤。
同时，在口腔软组织手术中，激光具有止血效果好、术后疼痛轻、恢复快等优势。
此外，激光还在心血管疾病的治疗中发挥着作用。
激光血管成形术是一种新兴的治疗方法，通过激光消融血管内的斑块和血栓，恢复血管的通畅性。
这种微创手术为冠心病等心血管疾病患者提供了新的治疗选择。
在肿瘤治疗方面，激光也展现出了一定的潜力。
激光可以用于肿瘤的热疗，通过局部高温杀死肿瘤细胞，同时减少对周围正常组织的损伤。
此外，激光还可以辅助肿瘤的诊断，如利用荧光光谱技术检测肿瘤组织的特征光谱。
展望未来，激光技术在医疗器械领域的应用前景十分广阔。
随着技术的不断进步，激光设备将变得更加小型化、智能化和便携化。
这将使得激光治疗能够更加便捷地应用于基层医疗机构和移动医疗场景，提高医疗服务的可及性。
《激光发展史》课件
激光发展史是一段令人惊叹的科技之旅，本课程将带你了解激光的起源、发 展和未来应用，并探讨其对社会的影响和发展机遇。
一、激光的发明和定义
激光的发明者
了解激光的发明者以及他们对科学界做出的巨大贡献。
激光的定义和特点
探索激光的定义，以及其独特的特性和优势。
二、激光技术的起步和发展
四、激光科技的未来展望
激光技术的研究趋势
展望激光技术的未来发展方向，如量子激光、激光通信和激光成像等。
激光技术的未来应用
探索激光技术在医学、工业、航天等领域的未来应用前景。
五、激光技术的影与发展机遇
1
激光技术对社会的影响
探讨激光技术对科学、工业和日常生活
激光技术的发展机遇
2
的积极影响。
了解激光技术发展带来的商业机会和创 新可能性。
1
激光技术的发展史
追溯激光技术的起步和历史发展，突出里程碑事件和关键发现。
2
激光技术的应用领域
探索激光技术在医疗、通信、材料加工等领域的广泛应用。
三、激光技术的发展变革
激光技术的革命性进展
介绍激光技术在纳米科技、量子计算和光子学领域 的突破性进展。
激光技术的发展挑战
探讨激光技术在能源效率、成本和环境影响方面面 临的挑战。
六、结语
反思激光技术的发展历程
回顾激光技术的发展历程，思考其对人类进步 的意义和启示。
展望激光技术的未来与发展方向
展望激光技术未来的发展方向，以及我们个人 和社会应如何应对。
激光技术在科研领域中的应用与进展
激光技术在科研领域中的应用与进展激光技术是一种以测量和探究物质性质为基础，以强、短、单色、方向性明确的光束为工具的现代科技。
近年来，激光技术在科研领域中得到了广泛的应用和发展，涉及了各种领域，如纳米技术、超强场物理、材料科学等等。
首先，激光在材料科学方面的应用非常广泛。
激光加工技术因为具有高精度、高效率、高质量、高自动化等特点，已经成为制造业的主要加工技术之一。
例如，激光切割与激光焊接技术被广泛应用于汽车、航空、电子工业等领域，发挥着重要的作用。
此外，激光还可用于改善物质表面，如激光表面处理、激光熔覆与激光合金化等，这些技术有助于改善材料的表面性质、增加材料的抗腐蚀能力及使用寿命。
其次，激光在生物医学领域的应用越来越广泛。
著名的“光动力疗法”就是利用激光来治疗肿瘤、皮肤病、白内障等疾病的有效方法之一。
激光技术还可以用于治疗眼疾，如近视、远视、散光等，也可以用于皮肤治疗和美容。
此外，激光三维成像技术和光学成像技术，包括光学激发荧光成像技术（OFI）和双光子显微镜（TPM）等，为医学研究提供了强有力的工具。
再次，激光在纳米科学和超强场物理领域的应用也非常重要。
激光通过其单色性、强度和方向性的优势，已经成为最好的驱动器，实现了世界上最短、最强的电磁脉冲。
超强场激光通过将分子分离成原子，能够用于实现原子、分子的实时观察和控制，提供了研究原子、分子和化学反应乃至生命科学的新工具。
同时，激光还可以通过光学镊子和原子光阱，进行精确的控制和操作，从事纳米粒子的选择性分离、单个分子探测和纳米加工等前沿研究。
最后，激光技术在能源、环保等领域的应用也越来越重要。
例如，利用短脉冲激光器对核刻度线的监测和调整，可以有效地监控环保和核能行业的核材料。
此外，激光可用于增强太阳能电池的效率，其微观属性的强大渗透性可以用于检测地下水质量等。
总之，激光技术在科研领域的应用和发展已经显现出相当重要的地位。
越来越多的学科和领域将会用到激光技术。
激光器及其应用介绍
原子温度降低到了与绝对
零度只相差百万分之一度 的程度。
的方法，使冷却温度进一
步降低。因此获得1997年 诺贝尔物理奖。
13
1961年8月，中国第一台红宝石激光器问世。中 国科学院长春光学精密机械研究所研制成功。
1987年6月，1012W的大功率脉冲激光系统——神 光装臵，在中国科学院上海光学精密机械研究所 研制成功。
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。
美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅
曼演示的。 波长为694.3nm的激光
2014-10-16
7至此，一门新的科学技来自术——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！
2014-10-16
8
1961年
⑴ 2月（A.Javan）研制成了
He—Ne混合气体激光器。
⑵ 有人提出了Q调制技术，
并制成第一台调Q激光器。
⑶ 制成了钕玻璃脉冲激光器。
为什么要调Q？
1962年，美国三个研究小组几乎同时分别发布砷化镓 （GaAs）半导体激光器运转的报道。
仅1961—1962年间世界各国发表 的激光方面的论文达200篇以上。
从历史来看，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者。
2024年激光技术被广泛应用于各领域
激光光谱学的定义和原理 激光光谱学在科研领域的应用 激光光谱学在材料科学中的应用
激光光谱学在生物医学中的应用 激光光谱学在环境科学中的应用 激光光谱学在物理学中的应用
激光冷却技术： 利用激光使原子 冷却到接近绝对 零度的技术
陷俘原子技术： 利用激光将原子 捕获在特定位置 的技术
应用领域：量子 计算、精密测量、 原子钟等
和病变
激光美容的优 势：无创、无 痛、恢复快、
效果显著
激光美容的应 用：去除皱纹、 色斑、疤痕、
纹身等
激光美容的注 意事项：选择 正规医疗机构， 避免不良反应
和并发症
激光诊断的原理：利用激光的 波长、强度、相位等特性进行 诊断
激光诊断的优势：非侵入性、 无痛、快速、准确
激光诊断的应用：包括眼科、 皮肤科、耳鼻喉科等
激光雷达的优势：精度高、 速度快、抗干扰能力强
激光雷达的发展趋势：小型 化、智能化、多功能化
应用：导弹制导、炸弹制导、 无人机制导等
原理：利用激光束照射目标， 通过反射回来的激光信号进 行定位和跟踪
优点：精度高、抗干扰能力 强、反应速度快
发展趋势：智能化、小型化、 多功能化
原理：利用激光束传输信息 优点：速度快、容量大、抗干扰能力强 应用：军事通信、卫星通信、海底通信等 发展趋势：提高传输速率、增强安全性、降低成本
发展前景：有望 在量子通信、量 子计算等领域取 得突破性进展
激光操控化学反 应的原理
激光操控化学反 应的应用实例
激光操控化学反 应的优点
激光操控化学反 应的未来发展趋 势
原理：利用激光 干涉现象进行精 确测量
应用领域：光学、 机械、电子、航 空航天等
优点：精度高、 速度快、非接触 式测量
激光发展及其应用
物理学系 赵燕 2011 1114 1036 激光发展及应用简述 前言： 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。激光具有单色性、相干性、高亮度和方向性等一系列极好的特性，从诞生那天开始，人们就预言了关于激光的美好前景，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的原理早在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现，但直到 1960 年，美国物理学家西奥多•梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里，勉强赢得了这场世界范围内的激光研制竞赛。他用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子，从而产生一条相当集中的纤细红色光柱，当它射向某一点时，可使这一点达到比太阳还高的温度。 激光是在有充分理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，发明者从事艰难曲折的探索，很少有人了解其中的艰辛。激光一问世，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。现今，激光在光学、医学、原子能、天文、地理、海洋乃至军事上都发挥着重大作用。 关键词：激光发展史 激光原理 激光特点 激光应用 一、激光发展史 从历史来看，任何科学发明或科学发现，都不外是两条道路：一是自然界早已存在，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”。相较之下，后者更有科学理论性和挑战性，而激光的诞生过程就是属于后者。 19世纪的科学家们进行了关于电磁波的卓越的研究，对激光的研究，只是到了20世纪50年代末才出现一个崭新阶段。1900年普朗克引入的能量量子的概念，1905年爱因斯坦提出了光量子和光电效应的概念，揭示了辐射的波粒二象性，而后1916年爱因斯坦又提出受激辐射的概念，可以说，光物理的基础研究孕育了激光器的诞生。 20世纪30年代，科学家们把无线电波波长缩短到十米以内，使得世界性的通讯成为可能；后来，随着速调管和空穴磁控管的发明，科学家便对厘米波的性质进行研究。二次世界大战中，由于射频和光谱学的发展，辐射波和原子之间的联系又重新被强调。大战期间，科学家们发明并研制了雷达。从技术本身来说，雷达是电磁波向超短波、微波发展的产物。大战以后，科学家又开创了微波波谱学，目的是探索光谱的微波范围并把其推广到更短的波长。当时，哥仑比亚大学有一个由汤斯领导的辐射实验小组，他们一直从事电磁方面以及毫米辐射波的研究。其实，在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。按当时的实验技术基础，就具备建立某种类型的激光器的条件。但由于没有人把受激辐射，粒子数反转，谐振腔联系在一起加以考虑，所以使得激光器的发明推迟了若干年。1951年，汤斯提出了微波激射器（Maser全称Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的概念。经过几年的努力，1954年汤斯和他的助手高顿（J. Cordon）、蔡格(H. Zeiger)发明了氨分子束微波激射器并使其正常物理学系 赵燕 2011 1114 1036 运行。这为以后激光器的诞生奠定了基础。当时，汤斯希望微波激射器能产生波长为半毫米的微波，遗撼的是，激射器却输出波长为1.25cm的微波。微波激射器问世以后，科学家就希望能制造输出更短波长的激射器。汤斯认为可将微波推到红外区附近，甚至到可见光波段。1958年，肖洛（A.L.Schawlow）与汤斯合作，率先发表了在可见光频段工作的激射器的设计方案和理论计算。这又将激光研究推上了一个新阶段。 在研究激光器的过程中，肖洛引进了谐振腔，为激光的发明做出了重大贡献。肖洛长期从事光谱学研究，谐振腔的结构，就是从法布里—珀罗干涉仪那里得到的启示。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。”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，世界上第一台激光器宣告诞生。 我国第一台激光器于1961年在长春光机所创制成功。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，意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年，按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。中科院上海光机所范滇元院士曾在《中国激光技术的发展现状以及展望 》中说：“在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。”下面是我国激光发展历程简介： He—Ne激光器——1963面7月；掺钕玻璃激光器——1963年6月；GaAs同质结半导体激光器——1963年12月；脉冲Ar+激光器——1964年10月；CO2分子激光器——1965年9月；CH3I化学激光器——1966年3月；YAG激光器——1966年7月„„为那些对我国科技发展作出重大贡献的老科学家致敬！ 二、激光产生原理简述 受激辐射的概念是爱因斯坦于1917年在推导普朗克的黑体辐射公式时，第一个提出来的。他从理论上预言了原子发生受激辐射的可能性，这是激光的基础。 受激辐射的过程大致如下：原子开始处于高能级E2，当一个外来光子所带的能量hv正好为某一对能级之差E2-E1,则这原子可以在此外来光子的诱发下从高能级E2向低能级E1跃迁。这种受激辐射的光子有显著的特点，就是原子可发出与诱发光子全同的光子，不仅频率（能量）相同，而且发射方向、偏振方向以及光波的相位都完全一样。于是，入射一个光子，就会出射两个完全相同的光子。这意味着原来光信号被放大这种在受激过程中产生并被放大的光，就是激光。 物理学系 赵燕 2011 1114 1036 一个诱发光子不仅能引起受激辐射，而且它也能引起受激吸收，所以只有当处在高能级地原子数目比处在低能级的还多时，受激辐射跃迁才能超过受激吸收，而占优势。由此可见，为使光源发射激光，而不是发出普通光的关键是发光原子处在高能级的数目比低能级上的多，这种情况，称为粒子数反转。但在热平衡条件下，原子几乎都处于最低能级（基态）。因此，如何从技术上实现粒子数反转则是产生激光的必要条件。 激光器一般包括三个部分： 1、激光工作介质 激光的产生必须选择合适的工作介质，可以是气体、液体、固体或半导体。在这种介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件。显然亚稳态能级的存在，对实现粒子数反转世非常有利的。现有工作介质近千种，可产生的激光波长包括从真空紫外道远红外，非常广泛。 2、激励源 为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处于上能级的粒子数增加。一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激励、化学激励等。各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。为了不断得到激光输出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。 3、谐振腔 有了合适的工作物质和激励源后，可实现粒子数反转，但这样产生的受激辐射强度很弱，无法实际应用。于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。所谓光学谐振腔，实际是在激光器两端，面对面装上两块反射率很高的镜。一块几乎全反射，一块光大部分反射、少量透射出去，以使激光可透过这块镜子而射出。被反射回到工作介质的光，继续诱发新的受激辐射，光被放大。因此，光在谐振腔中来回振荡，造成连锁反应，雪崩似的获得放大，产生强烈的激光，从部分反射镜子一端输出。 三、激光的特点 激光具有四个基本特点：方向性好，单色性好，相干性好，高亮度、高能量。 （1） 方向性：定向发光 普通光源是向四面八方发光的，如我们用来照明的手电筒，手电筒的光射到远处，扩展成很大的光斑，生活中我们所需的大部分光源都是这样的。但是，要让发射的光朝一个方向传播，就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，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2km；而若以聚光效果很好，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。利用激光准直仪可使长为2.5km的隧道掘进偏差不超过16nm。利用此特性，激光可用于准直、导向和测距等用途。 （2） 单色性：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