第一講-激光簡(jiǎn)介

1、第一講第一講激光簡(jiǎn)介激光簡(jiǎn)介1. 1. 激光發(fā)展史概述激光發(fā)展史概述2. 2. 激光的基本特點(diǎn)激光的基本特點(diǎn)3. 3. 激光基本原理簡(jiǎn)介激光基本原理簡(jiǎn)介4. 4. 激光的應(yīng)用激光的應(yīng)用本講主要內(nèi)容本講主要內(nèi)容 激激 光光 Light Amplication by stimulated Emission of Radiation- Laser “ “光的受激輻射放大光的受激輻射放大”“激光激光”錢學(xué)森在錢學(xué)森在19641964年提出年提出 “萊塞”、“光激射器” 、“光受激輻射放大器”; ”鐳射鐳射”激光的發(fā)明簡(jiǎn)述 從歷史來看，任何科學(xué)發(fā)明或科學(xué)發(fā)現(xiàn)，都不外是兩條道路：一是自然界業(yè)已存在，當(dāng)人們

2、自覺或不自覺地發(fā)現(xiàn)以后再產(chǎn)生理論，并加 以證明和利用，如萬有引力、氧氣、電磁等，這種情況稱為“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”；二是自然界（至少地球上的自然界）并不存在的事物，但人們先從理論上推導(dǎo)、預(yù)測(cè)，然后再通過努力加以證明和實(shí)現(xiàn)，如相對(duì)論、核衰變、核聚變等，這種情況稱為“科學(xué)發(fā)明”。而后者則更 有科學(xué)理論性和挑戰(zhàn)性，激光的誕生過程就是屬于后者。 光物理的基礎(chǔ)研究孕育了激光器的誕生光物理的基礎(chǔ)研究孕育了激光器的誕生19世紀(jì)的科學(xué)家們進(jìn)行了關(guān)于電磁波的卓越的研究世紀(jì)的科學(xué)家們進(jìn)行了關(guān)于電磁波的卓越的研究1905年愛因斯坦提出了光量子和光電效應(yīng)的概念，年愛因斯坦提出了光量子和光電效應(yīng)的概念，揭示了輻射的波粒二象性揭示

3、了輻射的波粒二象性 1916年愛因斯坦提出了受激輻射的概念年愛因斯坦提出了受激輻射的概念1900年普朗克引入的能量量子的概念年普朗克引入的能量量子的概念 基礎(chǔ)性、探基礎(chǔ)性、探索性研究索性研究激光器發(fā)明簡(jiǎn)述激光器發(fā)明簡(jiǎn)述光物理的基礎(chǔ)研究孕育了激光器的誕生光物理的基礎(chǔ)研究孕育了激光器的誕生1954年研制成第一臺(tái)微波激射器年研制成第一臺(tái)微波激射器(Maser) 1958年美國(guó)的湯斯、肖洛等提出了激光的概念和理論設(shè)計(jì)年美國(guó)的湯斯、肖洛等提出了激光的概念和理論設(shè)計(jì) 1960年美國(guó)的梅曼研制成功第一臺(tái)紅寶石激光器；賈萬年美國(guó)的梅曼研制成功第一臺(tái)紅寶石激光器；賈萬等人研制成氦氖激光器。等人研制成氦氖激光器。

4、我國(guó)的第一臺(tái)激光器于我國(guó)的第一臺(tái)激光器于1961年在長(zhǎng)春光機(jī)所創(chuàng)制成功年在長(zhǎng)春光機(jī)所創(chuàng)制成功 1960年年7月，世界第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激月，世界第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激光器問世，標(biāo)志了激光技術(shù)的誕生。光器問世，標(biāo)志了激光技術(shù)的誕生。美國(guó)休斯公司實(shí)驗(yàn)室美國(guó)休斯公司實(shí)驗(yàn)室梅曼梅曼演示的。演示的。波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為694.3nm的激光的激光 至此，一門新的科學(xué)至此，一門新的科學(xué)技術(shù)技術(shù)量子電子學(xué)中的激量子電子學(xué)中的激光技術(shù)以科學(xué)史上罕見的高光技術(shù)以科學(xué)史上罕見的高速度向前發(fā)展！速度向前發(fā)展！ 激光是激光是20世紀(jì)以來，繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)世紀(jì)以來，繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明。體之后，人類的

5、又一重大發(fā)明。u 四十多年來，激光器的品種迅速增加。四十多年來，激光器的品種迅速增加。固體激光器、氣體激光器、液體激光器、半導(dǎo)體激光器、化學(xué)激光器、固體激光器、氣體激光器、液體激光器、半導(dǎo)體激光器、化學(xué)激光器、自由電子激光器等等。自由電子激光器等等。u 中、小功率器件中、小功率器件高功率、高能量激光器；高功率、高能量激光器；u 工作模式多種多樣。工作模式多種多樣。超短脈沖、短脈沖、準(zhǔn)連續(xù)、連續(xù)等。超短脈沖、短脈沖、準(zhǔn)連續(xù)、連續(xù)等。激光器的發(fā)展激光器的發(fā)展應(yīng)用越來越廣泛！應(yīng)用越來越廣泛！ 波長(zhǎng)：波長(zhǎng)：極紫外極紫外可見光可見光亞毫米亞毫米 (100 n m ） （1.222 m m ）1961年年

6、 2月（月（A.Javan）研制成了）研制成了 HeNe混合氣體激光器?；旌蠚怏w激光器。 有人提出了有人提出了Q調(diào)制技術(shù)，調(diào)制技術(shù)， 并制成第一臺(tái)調(diào)并制成第一臺(tái)調(diào)Q激光器。激光器。 為什么要調(diào)Q？ 制成了釹玻璃脈沖激光器。制成了釹玻璃脈沖激光器。 1962年美國(guó)三個(gè)研究小組幾乎同時(shí)分別發(fā)布砷化年美國(guó)三個(gè)研究小組幾乎同時(shí)分別發(fā)布砷化鎵（鎵（GaAs）半導(dǎo)體激光器運(yùn)轉(zhuǎn)的報(bào)道。）半導(dǎo)體激光器運(yùn)轉(zhuǎn)的報(bào)道。 僅19611962年間世界各國(guó)發(fā)表的激光方面的論文達(dá)200篇以上。1963年建立了激光的半經(jīng)典理論。年建立了激光的半經(jīng)典理論。 對(duì)激光的頻率特性和功率特性進(jìn)行了比較完對(duì)激光的頻率特性和功率特性進(jìn)行了

7、比較完 善的探討。善的探討。 1964年研制成了年研制成了 氬離子（氬離子（Ar+）離子氣體激光器）離子氣體激光器 二氧化碳?xì)怏w激光器二氧化碳?xì)怏w激光器 化學(xué)激光器（化學(xué)激光器（HF氟化氫）氟化氫） 摻釹的釔鋁石榴石固體激光器摻釹的釔鋁石榴石固體激光器 1965年實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰光學(xué)參量振蕩器，借助年實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰光學(xué)參量振蕩器，借助 半經(jīng)典理論預(yù)言了半經(jīng)典理論預(yù)言了鎖模鎖模效應(yīng)的存在。效應(yīng)的存在。 1966年研制成了固體鎖模激年研制成了固體鎖模激 光器獲得了超短脈沖。光器獲得了超短脈沖。為什么要鎖模？為什么要鎖模？1970年研制成了準(zhǔn)分子激光器。年研制成了準(zhǔn)分子激光器。1977年研制成了紅外波段的

8、自由電子激光器年研制成了紅外波段的自由電子激光器 （FEL）1984年研制出光孤子激光器（年研制出光孤子激光器（SL）因?qū)す饧捌鋺?yīng)用的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)而先后獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)因?qū)す饧捌鋺?yīng)用的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)而先后獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家共有的科學(xué)家共有1010位位. .我國(guó)激光器的發(fā)展“在起步階段我國(guó)的激光技術(shù)發(fā)展迅速，無論是數(shù)量還是質(zhì)量，都和當(dāng)時(shí)國(guó)際水平接近，一項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù)能夠如此迅速趕上世界先進(jìn)行列，在我國(guó)近代科技發(fā)展史上并不多見。 ”摘自中科院上海光機(jī)所范滇元院士中國(guó)激光技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及展望 ( built in 1986 2beam /f f200mm, 1.6KJ/1w/w/1ns ) )美

9、國(guó)電話電報(bào)公司貝美國(guó)電話電報(bào)公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員于爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員于1992年研制出當(dāng)時(shí)世界上年研制出當(dāng)時(shí)世界上最小的固體激光器它在掃最小的固體激光器它在掃描電子顯微鏡下看起來就描電子顯微鏡下看起來就像一個(gè)個(gè)微型圖釘，其直像一個(gè)個(gè)微型圖釘，其直徑只有徑只有2至至10微米。在一微米。在一個(gè)大頭針的針頭上，可以個(gè)大頭針的針頭上，可以裝下裝下1萬個(gè)這樣的新型半萬個(gè)這樣的新型半導(dǎo)體激光器。導(dǎo)體激光器。1990年美國(guó)年美國(guó)研制成功畸變量子阱激光研制成功畸變量子阱激光器，開關(guān)速度達(dá)器，開關(guān)速度達(dá)280億次億次/秒，這是激光器有史以來秒，這是激光器有史以來達(dá)到的最高速度。達(dá)到的最高速度。方向性好單色性

10、好相干性好高亮度激光的四個(gè)基本特點(diǎn)激光激光特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1 方向性好方向性好 （發(fā)散角（發(fā)散角10 -4弧度）弧度）一束激光射到一束激光射到38萬萬km的月的月球上，光斑的直徑只有球上，光斑的直徑只有2km手電筒的光射到手電筒的光射到m處，處，擴(kuò)展成很大的光斑。擴(kuò)展成很大的光斑。 利用激光準(zhǔn)直儀可使利用激光準(zhǔn)直儀可使長(zhǎng)為長(zhǎng)為2.5km的隧道掘進(jìn)偏的隧道掘進(jìn)偏差不超過差不超過16nm.激光準(zhǔn)直、導(dǎo)向和測(cè)距 2 2 單色性好單色性好單色性最好的氪燈單色性最好的氪燈Kr86 =4.710-3 nm 穩(wěn)頻穩(wěn)頻HeNe激光器激光器 910 nm激光的激光的 單色性比普通光高單色性比普通光高 倍倍. .

11、1010精密度儀器測(cè)量 激勵(lì)某些化學(xué)反應(yīng) 3 3 能量集中能量集中 脈沖瞬時(shí)功率大脈沖瞬時(shí)功率大（可達(dá)（可達(dá)10 14瓦）瓦）亮度極高亮度極高激光的顏色非常單純，而且只向著一個(gè)方向發(fā)光，亮度極高激光的顏色非常單純，而且只向著一個(gè)方向發(fā)光，亮度極高激光在屏上形成的小光斑，有極大的照度激光在屏上形成的小光斑，有極大的照度太陽表面的亮度比白熾燈大幾百太陽表面的亮度比白熾燈大幾百倍。普通的激光器的輸出亮度，比太陽倍。普通的激光器的輸出亮度，比太陽表面的亮度大表面的亮度大10億倍。激光是當(dāng)今世界億倍。激光是當(dāng)今世界上高亮度的光源。上高亮度的光源。激光打孔、切割、焊接和激光外科手術(shù) 激光的能量在空間上、在

12、時(shí)間上高度集中激光的能量在空間上、在時(shí)間上高度集中光能量不僅在空間上高度光能量不僅在空間上高度集中，同時(shí)在時(shí)間上也可集中，同時(shí)在時(shí)間上也可高度集中，因而可以在一高度集中，因而可以在一瞬間產(chǎn)生出巨大的光熱。瞬間產(chǎn)生出巨大的光熱。在工業(yè)上，在工業(yè)上，激光打孔、切割和焊接。醫(yī)激光打孔、切割和焊接。醫(yī)學(xué)上視網(wǎng)膜凝結(jié)和進(jìn)行外科手術(shù)。在測(cè)學(xué)上視網(wǎng)膜凝結(jié)和進(jìn)行外科手術(shù)。在測(cè)繪方面，可以進(jìn)行地球到月球之間距離繪方面，可以進(jìn)行地球到月球之間距離的測(cè)量和衛(wèi)星大地測(cè)量。在軍事領(lǐng)域，的測(cè)量和衛(wèi)星大地測(cè)量。在軍事領(lǐng)域，可以制成摧毀敵機(jī)和導(dǎo)彈的激光武器可以制成摧毀敵機(jī)和導(dǎo)彈的激光武器4 4 相干性好相干性好l空間相干性好

13、，有的激光波面上各個(gè)點(diǎn)幾乎都是相干光源?？臻g相干性好，有的激光波面上各個(gè)點(diǎn)幾乎都是相干光源。l時(shí)間相干性好（時(shí)間相干性好（ 10 - 8埃），相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。埃），相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。全息照相 信息技術(shù)激光的基本原理 一粒子的能級(jí)與輻射躍遷 1粒子的能級(jí) 組成物質(zhì)的原子、分子等粒子總是處于一定的能態(tài)或能級(jí)，能量最低的能態(tài)稱為基態(tài)，其它能量較高的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。基態(tài)是最穩(wěn)定的狀態(tài)，通常多數(shù)粒子處在基態(tài)上，當(dāng)一粒子獲得一定的能量躍遷到某一激發(fā)態(tài)時(shí)，它在激發(fā)態(tài)上停留的時(shí)間一般很短，其平均壽命大約在10-910-7秒。有些粒子的某些激發(fā)態(tài)壽命較長(zhǎng)，平均壽命大約可達(dá)10-310-2秒，這樣的激發(fā)

14、態(tài)稱為亞穩(wěn)態(tài)。 2 2輻射躍遷的三種基本過程光與物質(zhì)的相互作用有三種基本過程，這就是光的吸收、自發(fā)輻射和受激輻射。 1)吸收：假設(shè)E1、E2為某個(gè)粒子的兩個(gè)能級(jí)，如圖所示。一個(gè)處在較低能級(jí)E1上的粒子，吸收一個(gè)能量hn E2-E1的光子，躍遷到較高的能級(jí)E2上，這一過程稱為光的吸收。 2)自發(fā)輻射：處在高能級(jí)上的粒子可以自發(fā)地輻射光子而躍遷到較低的能級(jí)，這種過程稱為自發(fā)輻射。如圖所示，自發(fā)輻射光子的能量hn E2-E1。 自發(fā)輻射發(fā)出的光子的傳播方向、振動(dòng)方向、初相位彼此無關(guān)。特點(diǎn) 3)受激輻射：處在高能級(jí)E2上的粒子，在一個(gè)外來的能量為hn E2-E1的光子的誘發(fā)下，躍遷到能量較低的能級(jí)E1

15、，同時(shí)釋放出一個(gè)與誘發(fā)光子完全相同的光子的過程稱為受激輻射。 受激輻射發(fā)出的光子的頻率、傳播方向、振動(dòng)方向、初相位與誘發(fā)光子相同。 特點(diǎn)激光受激輻射放大普通光源自發(fā)輻射因此，激光的單色性好、相干性好、方向性單色性好、相干性好、方向性好、亮度高好、亮度高！三、激光的應(yīng)用三、激光的應(yīng)用各種科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用激光形成了一系列新各種科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用激光形成了一系列新的交叉學(xué)科和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域：的交叉學(xué)科和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域：信息光電子技術(shù)、激光醫(yī)療與光子生物學(xué)、激光加工、信息光電子技術(shù)、激光醫(yī)療與光子生物學(xué)、激光加工、激光檢測(cè)與計(jì)量、激光全息技術(shù)、激光光譜分析技術(shù)、激光檢測(cè)與計(jì)量、激光全息技術(shù)、激光光譜分析

16、技術(shù)、非線性光學(xué)、超快光子學(xué)、激光化學(xué)、量子光學(xué)、激非線性光學(xué)、超快光子學(xué)、激光化學(xué)、量子光學(xué)、激光雷達(dá)、激光制導(dǎo)、激光分離同位素、激光可控核聚光雷達(dá)、激光制導(dǎo)、激光分離同位素、激光可控核聚變、激光武器等等。變、激光武器等等。激光已經(jīng)成為信息時(shí)代的心臟！激光已經(jīng)成為信息時(shí)代的心臟！激光已經(jīng)成為社會(huì)進(jìn)步的推動(dòng)力！激光已經(jīng)成為社會(huì)進(jìn)步的推動(dòng)力！激光已經(jīng)成為人類現(xiàn)代生活的重要組成部分！激光已經(jīng)成為人類現(xiàn)代生活的重要組成部分！1、 激光測(cè)距、激光雷達(dá)和激光準(zhǔn)直激光測(cè)距、激光雷達(dá)和激光準(zhǔn)直2、 激光用于農(nóng)業(yè)激光用于農(nóng)業(yè)3、 激光用于加工領(lǐng)域激光用于加工領(lǐng)域4、 激光用于醫(yī)療領(lǐng)域激光用于醫(yī)療領(lǐng)域5、 激光

17、通信激光通信6、 激光與能源激光與能源7、 激光舞臺(tái)與激光唱片激光舞臺(tái)與激光唱片8、激光用于物理學(xué)基礎(chǔ)研究（用激光產(chǎn)生沖擊波、激光用于物理學(xué)基礎(chǔ)研究（用激光產(chǎn)生沖擊波等）等）朱棣文等發(fā)明了用激光冷卻原子的方法，并因此朱棣文等發(fā)明了用激光冷卻原子的方法，并因此獲得獲得1997年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)9、 發(fā)展中的激光武器發(fā)展中的激光武器激光焊接激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG (釔鋁石榴石)激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。激光切割激光切割：汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、木刀模業(yè)、

18、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。 激光打標(biāo)激光打標(biāo)：在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。激光打孔激光打孔：激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國(guó)內(nèi)目前比較成熟的激光打

19、孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。 激光熱處理激光熱處理：在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時(shí)在航空航天、機(jī)床行業(yè)和其它機(jī)械行業(yè)也應(yīng)用廣泛。我國(guó)的激光熱處理應(yīng)用遠(yuǎn)比國(guó)外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主。激光快速成型激光快速成型：將激光加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合而形成。多用于模具和模型行業(yè)。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2

20、激光器為主。激光涂敷激光涂敷：在航空航天、模具及機(jī)電行業(yè)應(yīng)用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。1) 產(chǎn)品創(chuàng)新CAD驗(yàn)證；2) 產(chǎn)品功能驗(yàn)證；3) 零件裝配關(guān)聯(lián)測(cè)試與結(jié)構(gòu)分析；4) 與客戶或供貨商的交流手段；5) 制作快速模具的母模 激光化學(xué)：激光化學(xué)：傳統(tǒng)的化學(xué)過程，一般是把反應(yīng)物混合在一起，傳統(tǒng)的化學(xué)過程，一般是把反應(yīng)物混合在一起，然后往往需要加熱然后往往需要加熱(或者還要加壓或者還要加壓)。加熱的缺點(diǎn)，在于分子。加熱的缺點(diǎn)，在于分子因增加能量而產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)破壞原有的化學(xué)鍵，因增加能量而產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)破壞原有的化學(xué)鍵，結(jié)合成新的鍵，而這些不

21、規(guī)則運(yùn)動(dòng)破壞或產(chǎn)生的鍵，有時(shí)會(huì)結(jié)合成新的鍵，而這些不規(guī)則運(yùn)動(dòng)破壞或產(chǎn)生的鍵，有時(shí)會(huì)阻礙預(yù)期的化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。阻礙預(yù)期的化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。但是如果用激光來指揮化學(xué)反應(yīng)，不僅能克服上述不規(guī)但是如果用激光來指揮化學(xué)反應(yīng)，不僅能克服上述不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而且還能獲得更大的好處。這是因?yàn)閯t運(yùn)動(dòng)，而且還能獲得更大的好處。這是因?yàn)榧す鈹y帶著高激光攜帶著高度集中而均勻的能量，可精確地打在分子的鍵上度集中而均勻的能量，可精確地打在分子的鍵上，比如利用，比如利用不同波長(zhǎng)的紫外激光，打在不同波長(zhǎng)的紫外激光，打在硫化氫硫化氫等分子上，改變兩激光束等分子上，改變兩激光束的相位差，則控制了該分子的斷裂過程。也可利用改變激光的相位

22、差，則控制了該分子的斷裂過程。也可利用改變激光脈沖波形的方法，十分精確和有效地把能量打在分子身上，脈沖波形的方法，十分精確和有效地把能量打在分子身上，觸發(fā)某種預(yù)期的反應(yīng)。觸發(fā)某種預(yù)期的反應(yīng)。 激光化學(xué)的應(yīng)用非常廣泛。制藥工業(yè)是第一個(gè)得益的領(lǐng)域。應(yīng)用激光化學(xué)技術(shù)，不僅能加速藥物的合成，而又可把不需要的副產(chǎn)品剔在一旁，使得某些藥物變得更安全可靠，價(jià)格也可降低一些。又如，利用激光控制半導(dǎo)體，就可改進(jìn)新的光學(xué)開關(guān)，從而改進(jìn)電腦和通信系統(tǒng)。激光化學(xué)雖然尚處于起步階段，但其前景十分光明。激光醫(yī)療：激光醫(yī)療：激光在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用分為兩大類：激光診斷激光在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用分為兩大類：激光診斷與激光治療，前者是以激光

23、作為信息載體，后者則以激與激光治療，前者是以激光作為信息載體，后者則以激光作為能量載體。多年來，激光技術(shù)已成為臨床治療的光作為能量載體。多年來，激光技術(shù)已成為臨床治療的有效手段，也成為發(fā)展醫(yī)學(xué)診斷的關(guān)鍵技術(shù)。它解決了有效手段，也成為發(fā)展醫(yī)學(xué)診斷的關(guān)鍵技術(shù)。它解決了醫(yī)學(xué)中的許多難題，為醫(yī)學(xué)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在，醫(yī)學(xué)中的許多難題，為醫(yī)學(xué)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。現(xiàn)在，在基礎(chǔ)研究、新技術(shù)開發(fā)以及新設(shè)備研制和生產(chǎn)等諸多在基礎(chǔ)研究、新技術(shù)開發(fā)以及新設(shè)備研制和生產(chǎn)等諸多方面都保持持續(xù)的、強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。方面都保持持續(xù)的、強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。當(dāng)前激光醫(yī)學(xué)的出色應(yīng)用研究主要表現(xiàn)在以下當(dāng)前激光醫(yī)學(xué)的出色應(yīng)用研究主要表現(xiàn)在

24、以下方面：光動(dòng)力療法治癌；激光治療心血管疾病；準(zhǔn)方面：光動(dòng)力療法治癌；激光治療心血管疾?。粶?zhǔn)分子激光角膜成形術(shù)；激光治療前列腺良性增生；分子激光角膜成形術(shù)；激光治療前列腺良性增生；激光美容術(shù)；激光纖維內(nèi)窺鏡手術(shù)；激光腹腔鏡手激光美容術(shù)；激光纖維內(nèi)窺鏡手術(shù)；激光腹腔鏡手術(shù)；激光胸腔鏡手術(shù)；激光關(guān)節(jié)鏡手術(shù)；激光碎石術(shù)；激光胸腔鏡手術(shù)；激光關(guān)節(jié)鏡手術(shù)；激光碎石術(shù)；激光外科手術(shù)；激光在吻合術(shù)上的應(yīng)用；激光術(shù)；激光外科手術(shù)；激光在吻合術(shù)上的應(yīng)用；激光在口腔、頜面外科及牙科方面的應(yīng)用；弱激光療法在口腔、頜面外科及牙科方面的應(yīng)用；弱激光療法等。等。超快超強(qiáng)激光：超快超強(qiáng)激光：超快超強(qiáng)激光主要以飛秒激光的研究

25、與應(yīng)用為主，作為一種獨(dú)特的科學(xué)研究的工具和手段，飛秒激光的主要應(yīng)用可以概括為三個(gè)方面，即飛秒激光在超快領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用、在超強(qiáng)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用和在超微細(xì)加工中的應(yīng)用。 飛秒激光在超快現(xiàn)象研究領(lǐng)域超快現(xiàn)象研究領(lǐng)域中所起到的是一種快速過程診斷的作用。飛秒激光尤如一個(gè)極為精細(xì)的時(shí)鐘和一架超高速的“相機(jī)”可以將自然界中特別是原子、分子水平上的一些快速過程分析、記錄下來。飛秒激光在飛秒激光在超強(qiáng)領(lǐng)域中超強(qiáng)領(lǐng)域中的應(yīng)用的應(yīng)用(又稱為強(qiáng)場(chǎng)又稱為強(qiáng)場(chǎng)物理物理)歸因于具有一定能量的飛秒脈沖的峰值功歸因于具有一定能量的飛秒脈沖的峰值功率和光強(qiáng)可以非常之高。這樣的強(qiáng)光所對(duì)應(yīng)的率和光強(qiáng)可以非常之高。這樣的強(qiáng)光所對(duì)應(yīng)的電磁場(chǎng)會(huì)

26、遠(yuǎn)大于原子中的庫(kù)侖場(chǎng)，電磁場(chǎng)會(huì)遠(yuǎn)大于原子中的庫(kù)侖場(chǎng)，從而很容易從而很容易地將原子中的電子統(tǒng)統(tǒng)剝落出去。地將原子中的電子統(tǒng)統(tǒng)剝落出去。因此，飛秒因此，飛秒激光是研究原子，分子體系高階非線性、多光激光是研究原子，分子體系高階非線性、多光子過程的重要工具。與飛秒激光相應(yīng)的能量密子過程的重要工具。與飛秒激光相應(yīng)的能量密度只有在核爆炸中才可能存在。飛秒強(qiáng)光可以度只有在核爆炸中才可能存在。飛秒強(qiáng)光可以用來產(chǎn)生相干用來產(chǎn)生相干X射線和其它極短波長(zhǎng)的光，可以射線和其它極短波長(zhǎng)的光，可以用于受控核聚變的研究。用于受控核聚變的研究。飛秒激光用于飛秒激光用于超微細(xì)加工超微細(xì)加工是飛秒激光用于超是飛秒激光用于超快現(xiàn)象

27、研究和超強(qiáng)現(xiàn)象研究之外的又一個(gè)飛秒激快現(xiàn)象研究和超強(qiáng)現(xiàn)象研究之外的又一個(gè)飛秒激光技術(shù)的重要的應(yīng)用研究領(lǐng)域。這一應(yīng)用是近幾光技術(shù)的重要的應(yīng)用研究領(lǐng)域。這一應(yīng)用是近幾年才開始發(fā)展起來的，目前已有了不少重要的進(jìn)年才開始發(fā)展起來的，目前已有了不少重要的進(jìn)展。與飛秒超快和飛秒超強(qiáng)研究有所不同的是飛展。與飛秒超快和飛秒超強(qiáng)研究有所不同的是飛秒激光超微細(xì)加工與先進(jìn)的制造技術(shù)緊密相關(guān)，秒激光超微細(xì)加工與先進(jìn)的制造技術(shù)緊密相關(guān)，對(duì)某些關(guān)鍵工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展可以起到更直接對(duì)某些關(guān)鍵工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展可以起到更直接的推動(dòng)作用。的推動(dòng)作用。飛秒激光超微細(xì)加工飛秒激光超微細(xì)加工是當(dāng)今世界激是當(dāng)今世界激光、光電子行業(yè)中的一個(gè)極為引人注目的前沿研光、光電子行業(yè)中的一個(gè)極為引人注目的前沿研究方向。究方向。激光武器：激光武器：利用沿一定方向發(fā)射的激光束攻擊目標(biāo)的定向能武器，具有快速、靈活、精確和抗電磁干擾等優(yōu)異性能，在光電對(duì)抗、防空和戰(zhàn)略防御中可發(fā)揮獨(dú)特作用。激光作為武器，有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先，它可以用光速飛行，每秒30萬公里，任何武器都沒有這樣高的速度。它一旦瞄準(zhǔn)，幾乎不要什么時(shí)間就立刻擊中目標(biāo)，用不著考慮提前量。另外