激光技术发展前景

激光技术发展前景的综述

摘要：激光技术是现代科学技术发展的结果，激光是20世纪与原子能、计算机、半导体齐名的四项重大发明之一。在装各制造业，汽车工业，医学，航天等行业中，激光技术应用越来越广泛。本文简述了激光技术的基本要素发展历程与未来发展方向，以及中国激光技术发展现状。

关键词：激光技术、现状、发展趋势。

前言：激光一问世，就获得了飞快发展，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，获得空前的效益和成果，收到人们高度关注，从而促进了生产力的提高。因此，激光技术是当今机械工业发展的一个重要发张趋势。

一、激光的概述

激光是基于受激发射放大原理而产生的一种相干辐射。能够发射出激光的实际装置，称之为激光器．普通光由原子群中的原子无秩序地、个体自发发光产生，而激光的产生，则是控制了原子群，使之集体化地，有组织有纪律地发光．就是说，激光是由原子群的集体化受激发光产生的。

二、激光技术的发展历程

激光的原理早在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现，但直到 1960 年激光才被首次成功制造。

1958年，美国科学家肖洛（Schawlow）和汤斯（Townes）发现了一种神奇的现象：当他们将氖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。根据这一现象，他们提出了"激光原理"，即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时，都会产生这种不发散的强光--激光。他们为此发表了重要论文，并获得1964年的诺贝尔物理学奖。

1960年5月15日，美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光，这是人类有史以来获得的第一束激光，梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。

1960年7月7日，梅曼宣布世界上第一台激光器诞生，梅曼的方案是，利用一个高强闪光灯管，来激发红宝石。由于红宝石其实在物理上只是一种掺有铬原子的刚玉，所以当红宝石受到刺激时，就会发出一种红光。在一块表面镀上反光镜的红宝石的表面钻一个孔，使红光可以从这个孔溢出，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，可使其达到比太阳表面还高的温度。前苏联科学家尼古拉·巴索夫于1960年发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由p层、n层和形成双异质结的有源层构成。其特点是：尺寸小、p合效率高、响应速度快、波长和尺寸与光纤尺寸适配、可直接调制、相干性好。

三、激光的特征

1．单色性纯：光的颜色很纯。可见光的激光谱线宽度可以小到千万分之一埃。白炽灯通过1毫微米的干涉滤光片。透过光的波长为600毫微米，谱线宽度为106兆赫。而He—Ne激光器发射激光的波长为633毫微米。普通光束的光子简并度不大于10—3，相当于“噪音束”，不可能传递大容量信息，只有高简并度的激光才具有可能实现真正光通讯的单色性。

2．亮度高：从几何光学观点看，高光子简并度就是高亮度。激光焦点处的辐射亮度能比普通光高108—1010倍。2毫瓦He—Ne激光器发射光束直径能过2毫