激光器的蓬勃發(fā)展, 不但使激光科學本身有強大的進展, 而且在應用方面也打開了廣闊的領域激光加工是激光應用最有發(fā)展前途的領域，現(xiàn)在已開發(fā)出20多種激光加工技術。自從第一臺激光器出現(xiàn)以后, He-Ne激光器就在那一年的年末做出來了, 比固體激光器只晚了幾個月。從此以后, 各種形式、 各種功率的激光器就像雨后春筍般地發(fā)展起來。可以說形成了光學的一個新時代。因為激光具有極好的單色性、相干性和方向準直性三大特點，所以特別適用于材料加工。

    我國在這方面每個時期都做了許多工作。現(xiàn)在, 實驗方面、 應用方面、 技術方面都形成了一定的隊伍和力量。我說“ 一定” , 應當說跟國際上的前沿有一定的差距, 但也有突出的地方。我們培養(yǎng)出一大批學術帶頭人, 其中被選為兩院院士的大約十七八人。

    從科技發(fā)展來看, 激光有它的革命意義。自從激光出來以后, 我們認識到所有無線電里面出現(xiàn)的現(xiàn)象在光學里面都能出現(xiàn)。在這個基礎上就形成了所謂的非線性光學。過去我們搞光學, 由于光源不夠強, 在光與物質(zhì)的相互作用上只見到它的線性效應。自從激光出來以后, 它與物質(zhì)相互作用遠超過線性范圍, 這對了解物質(zhì)的性質(zhì)前進了一大步, 更能夠了解到物質(zhì)結構中場同電磁輻射作用的關系。因此, 激光的長足發(fā)展也形成了一些在物理上看起來是新的學科, 有些學科是跟光

學密切結合起來的。比如全息術、 激光光譜學。因為激光的特性, 對物質(zhì)研究的細致程度、 深入與以前大大不同了。激光是一種光, 用于研究光譜學的問題當然有很大的發(fā)展。特別是非線性材料, 從激光應用方面提出了各種不同的要求, 向材料科學提出了許多新的問題, 更重要的是探索許多新的非線性材料。我國這方面在世界上有很高的地位。

    在應用方面, 激光涉及到物理學最根本的一個問題就是量測的基準。自從激光出來以后, 能得到非常窄的光譜線。現(xiàn)在的長度基準是以在某種條件下出來的單純的激光譜線作為工作基準。長度單位1 米的定義是光在真空中1 秒所走的距離的 2 9 9 7 9 2 4 5 8 分之一。這是個絕對的定義。這個絕對定義所以能形成, 它本身也是從激光的研究認清楚了這是自然界的一個常數(shù)。自從用激光測距以后, 整個測量技術發(fā)生了改變。今天通過空間的測量(人衛(wèi)測距), 可以更好地了解地球的重力等勢面的形狀, 大大改善了地球重力場模型。激光測量技術使全球范圍的定位精度大為提高。

激光這樣強的光是一個很好的能源。一個問題是怎么產(chǎn)生這個能源, 另一個問題是怎么利用好這個能源。現(xiàn)在這種激光前沿技術稱為“ 強激光技術” 。利用強激光來照射原子核, 從原子核中把原子能釋放出來。這項技術叫激光核聚變。這種核反應將來可能作為能源。現(xiàn)在在這方面做了大量的先期研究工作。

另一個發(fā)展方向就是可以把激光脈沖變得很窄。為了捕捉一個物體的快速運動, 要用高速照相。普通高速照相達到千分之一秒, 而像核反應這種過程, 起碼要到微秒(1 0 ￣(-6 )秒)甚至納秒(1 0 ￣(-9 )秒)數(shù)量級。假設要研

究光與物質(zhì)相互作用的話, 原子與原子之間、 分子與原子之間的快速反應, 則要到皮秒(1 0 ￣(-1 2 )秒)數(shù)量級。

    今天還在追求使脈沖變得更短, 追求飛秒(1 0 ￣(-1 5 )秒)量級。這是人類探求的一種欲望, 要使脈沖短到可以觀測微觀物質(zhì)運動的中間過程。所以超短脈沖激光器也是一個重要的發(fā)展方向。從這里我們可以看到激光對推進認識世界所起的作用。

    既然激光可以做到千瓦以至兆瓦, 自然就想到武器的問題、 加工的問題。現(xiàn)在知道, 激光作為有距離的殺傷武器, 起碼一個脈沖要百萬焦耳以上。在工業(yè)方面, 如激光用于熱處理, 最典型的是激光用在汽車發(fā)動機汽缸內(nèi)表面的熱處理。只要用激光使汽缸表面形成一個硬化的網(wǎng)子, 就可以延長它的壽命一倍以上。正因為激光能增強材料壽命, 使物質(zhì)改性, 所以需要形成激光工業(yè)。

在醫(yī)學方面, 如治療視網(wǎng)膜脫落, 過去是很麻煩的事, 用激光焊接就很方便。利用不同波長激光與物質(zhì)相互作用的選擇性, 也可以起治療作用。激光手術也是很有前途的。

    全息術給我們一個很大的啟示。普通照相只利用光的強度, 能看見圖像的輪廓和強度的區(qū)別。全息術不光是記錄光的強度, 而且能把光束的波前記錄下來, 正是由于波前再現(xiàn)才能獲得立體圖像。這方面加上許多新的工業(yè)和技術, 特別是同光電技術的發(fā)展結合, 在光學上形成了一門光學信息處理的新學科。今天實際上在信息處理上有許多問題借助光學的原理。

    激光的空間控制性和時間控制性很好，對加工對象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大，特別適用于自動化加工。激光加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術相結合可構成高效自動化加工設備，已成為企業(yè)實行適時生產(chǎn)的關鍵技術，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。