激光技术的发展趋势探讨

【摘 要】激光的发明是上世纪中期科学技术的一项具有里程碑意义的成就，随着激光的出现，激光技术也发展起来了，并对社会生产和社会各项事业产生了相当深远的影响。在激光技术的发展过程中，社会各行各业也在不断进步，激光技术逐渐已经成为了各行各业的核心技术，也逐渐引导着社会各行各业的不断发展。

【关键词】激光 激光技术 发展趋势 应用发展

激光是一种新光源，现如今已经广泛应用到医学、军事、工业等各个领域当中去。激光技术的应用与激光技术的发展也是密不可分的。本文从激光的起源作为出发点，阐述了激光的结构和特性，并介绍了激光技术的发展趋势，展望了激光技术的应用发展前景。

一、激光的起源概述

关于激光的起源，最早还要追溯到科学家爱因斯坦，爱因斯坦在上世纪初就提出了受激辐射的理念。随后，上世纪中期，美国微波领域的著名科学家肖洛和汤斯发表了关于“红外与光学激射器”的论文，全文明确阐述了受激辐射发光的可能性，同时也阐述了受激辐射发光的条件――“粒子数反转”。1960年，美国科学家梅曼成功发明了一台世界上最早的红宝石激光器。至此，激光和激光技术开始了迅猛的发展。而我国的第一台激光器是在王志江院士的主持之下于1961年成功制造出来的。而关于我国的激光和激光技术起源，主要还是受到国外的影响。但是激光技术自从在我国起源就得到了良好的发展，无论是发展成果的质量还是数量都与世界水平差异不大。

二、激光器的结构和激光的特性

（一）激光器的主要组成结构

经过多年的发展和完善，激光器的主要结构已基本定型，主要由三个部分共同组成。首先是激光工作介质，激光工作介质是激光器最为基础也是最为重要的组成部分，激光器要产生激光必须要选择恰当的工作介质，例如固体、液体、气体或者是半导体。选择了恰当的工作介质，介质就可以受激辐射而产生出激光。其次，激励源也是激光器的主要组成结构，激励源是让工作介质实现粒子数反转的根本，一般激励源有光、电、热等多种化学激励方式。最后，激光的能量要产生并放大，主要依赖的就是谐振腔。

（二）激光的特性

激光的特性是激光技术得以广泛应用的基础，也是激光最为明显的现象。通常说来，激光有单色性纯、亮度高、相干性好、方向性强等方面的特性。

首先，就单色性纯来说，其实质就是激光的颜色相当纯。通常肉眼可见的激光谱线的宽度最小仅有万分之一埃。举个例子来说，普通白炽灯只需要1毫微米的干涉滤光片就可以透过波长600毫微米的光。而氦氖激光器发射出的激光波长一般都是633毫微米。而且，普通的光束中，光子简并度往往不会超过10-3，无法进行大量信息的传递。唯有通过简并度很高的激光才能实现正儿八经的光通讯。

其次，就激光亮度高这一特性来说，亮度高从几何光学的理论观点来看就是光子简并度很高。正常情况下，激光焦点位置的辐射亮度比普通白炽灯的光亮度高了上千倍。

最后，方向性是激光一个很重要的特点，现代卫星技术也凭借激光的方向性能够实现精确定位。激光高强的方向性也造成了其发散角很小。与普通探照灯相比，如果从地球到月球，激光光斑的直径一般不会超过2千米，而普通探照灯的光斑直径则会达到几千千米。

三、激光技术的发展趋势探索

（一）激光技术的发展趋势

激光技术从起源到发展经历了半个多世纪，根据笔者上文中关于激光起源的阐述来看，激光技术的发展从一开始就相当迅猛。但是具体到激光技术的发展趋势上还是分为不同发展阶段，而且发展的趋势也有一定的特点。

1.激光技术的发展阶段。就激光技术的发展阶段来看，首先是爱因斯坦关于受激辐射理论的提出和相关从而引发了激光的产生，并逐渐出现了激光技术。而激光技术的发展主要经历了以下五个阶段：探索阶段，在这一阶段中关于激光技术的探讨尚未成型，还是停留在实验室实验揭示激光的过程中；萌芽阶段，逐渐开始探讨激光的特性、效应等，开始进行激光技术的一些小型研究；基础阶段，这个时候大部分科学家都已经开始系统地进行激光的研究和应用估价，为激光技术的应用和发展奠定了坚实的基础；应用阶段，激光技术得到了良好的发展，逐渐投入到各行各业的实际应用当中去了；成熟和进步阶段，随着科学技术的日新月异，激光技术在应用过程中也紧跟时代的步伐在不断推陈出新。

2.激光技术的发展趋势特点。经过五个阶段半个多世纪的发展，激光技术的发展已经取得了令人喜悦的成果，激光技术的发展也在朝着高速化发展，发展趋势也呈现出以下特点：（1）不断朝着实用化的方向发展，旨在研究出高实用化、小型化、低廉化和高效率的激光技术。（2）不断朝着波长的角度进行研究，例如当下非常流行的紫外激光、红外激光以及波长更短的X激光和Y激光。（3）不断朝着大功率的激光技术发展，现如今，大功率激光器不断出现，有的激光器的输出功率甚至已经超过了1千瓦。

（二）激光技术的应用前景展望

经过多年的发展，激光技术凭借着其良好的特性在各个行业应用广泛，而激光技术的发展也直接影响了其在各个行业中的应用前景。在工业上，激光技术已经突破以往的局限，不断用于干涉计量和长度计量中，激光测距的作用相当大。在通信上，激光技术将使得现如今的通信安全性更高、可靠性更强、信息传输量更大；在武器上，激光武器的杀伤力比常规武器更大、使用费用更低。

因此，激光技术的发展趋势势必改变当今世界各行各业的发展格局，提升各行各业的发展进程。激光技术在往后的发展中将会逐渐成为整个人类社会的技术支柱，成为人类社会水平提升的最佳途径。

四、结束语

激光技术的发展，将会使激光技术行业的规模不断提升，激光技术对于世界发展和人类社会的生产生活的重要价值将会不断提升。因此，激光技术的发展趋势能够影响人类社会生活和生产。但是，激光技术也有一定的危害。因此，在激光技术的发展过程中一定要积极规避激光技术带来的一些威胁，让激光技术造福于人类。

参考文献：

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