如何理解激光技术对光学发展的巨大促进作用

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-05
激光的创造有什么伟大意义?

激光的原理早在1916年已被著名的物理学家爱因斯坦发现,但是直到1958年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,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,而且在科学技术领域内的应用前景更是不可限量。激光对自然科学领域的渗透和影响,促进了各个学科的发展,并促成许多新学科的形成。可以说,激光技术是现代科学技术中最为活跃的领域之一。

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。它的原理早在1916年已被著名的物理学家爱因斯坦发现,但直到1958年激光才被首次成功制造。
激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它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。

由于激光的发现和发展,产生了一系列新的光学分支学科,并得到了迅速的发展。   早在1917年,爱因斯坦在研究原子辐射时曾详细地论述过物质辐射有两种形式:其一是自发辐射;其二是受外来光子的诱发激励所产生的受激辐射。并预见到受激辐射可产生沿一定方向传播的亮度非常高的单色光。由于这些特点,自1960年T.梅曼首先作成红宝石激光器以来,光受激辐射的研究使得激光科学和激光技术得到迅速的发展,开辟了一批与激光本身紧密相关的新兴分支学科。除量子光学外,还有如非线性光学、激光光谱学、超强超快光学、激光材料和激光器物理学等。 经典波动光学中,介质参量被认为与光的强度无关,光学过程通常用线性微分方程来表述。但在强激光通过的情况下发现了许多新现象。如发现折射率跟激光的场强有关,光束强度改变时两介质界面处光的折射角随之发生改变;光束的自聚焦和自散焦;通过某些介质后光波的频率发生改变,产生倍频、和频和差频等。所有这些现象都归入非线性光学研究。   激光器现已能够产生高度指向性、高度单色性、偏振以及频率可调谐和可能获得超短脉冲的光源,高分辨率光谱、皮秒(10-12s)超短脉冲以及可调谐激光技术等已使经典的光谱学发生了深刻的变化,发展成为激光光谱学。同时,还能获得高功率、飞秒超短脉冲的激光,研究这类激光与物质相互作用已发展成超强超快光学。以上这些新兴学科成为研究物质微观结构、微观动力学过程的重要手段,为原子物理、分子物理、凝聚态物理学、分子生物学和化学的结构和动态过程的研究提供了前所未有的新技术。 随着激光科学和激光技术的发展以及激光在众多领域的应用开拓,对激光材料和相应的激光器件的性能提出了新的要求,新型光源和激光器发展中所涉及的基本问题成为现代光学的重要内容,其发展趋势是波长的扩展与可调频、光脉冲宽度的压缩,以及器件的小型化和固体化等。   几十年来的发展表明,激光科学和激光技术极大地促进了物理学、化学、生命科学和环境科学等学科的发展,已形成一批十分活跃的新兴学科和交叉学科,如激光化学、激光生物学、激光医学、信息光学等。同时,激光还在精密计量、遥感和遥测、通信、全息术、医疗、材料加工、激光制导和激光引发核聚变等方面获得了广泛的应用。

  • 光学发展简史的现代光学时期
    答:发展起一门新的学科——傅里叶光学,把它应用到信息处理、像质评价、光学计算等技术中去。特别是激光的发明,可以说是光学发展史上的一个革命性的里程碑,由于激光具有强度大、单色性好、方向性强等一系列独特的性能,自从它问世以来,很快被运用到材料加工、精密测量、通讯、测距、全息检测、医疗、农业...
  • 光学的学科进展
    答:近几十年来制成的各种激光器已覆盖由X射线、紫外、可见、红外及至微波的整个波段。由于激光具有极好的单色性、高亮度和良好的方向性,所以自激光器发明以来,激光科学与激光技术得到了迅速发展和广泛应用,引起了整个科学技术的重大变化。 另一个重要的现代光学分支是由成像光学、全息术和光学信息处理组成...
  • 光传感器光效应传感器
    答:磁光效应传感器正是激光技术发展的产物,它在性能上具有显著提升。激光作为20世纪60年代初迅速崛起的新技术,标志着人们对光波利用的新里程碑。过去,普通光源的单色度低限制了其广泛应用,而激光的出现促使无线电技术和光学技术相互融合,开创了许多可能。如今,激光制造的传感器已能解决诸多难题,尤其适用于...
  • 超快超强激光及其科学应用发展趋势研究
    答:本文着重梳理超快超强激光的发展与科学应用需求以及国内外技术发展情况,在此基础上就我国的领域发展目标和重点方向开展论证分析,以期为我国激光技术的稳步发展提供方向参照。 二、超快超强激光应用与发展需求分析 超快超强激光在相关前沿基础科学研究中的应用拓展,亟需进一步提升激光参数, 探索 利用激光脉冲的其他参量来...
  • 光学工程以后的发展如何
    答:计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。在2014年国家提出要大力发展光学工程事业,可以说潜力巨大。激光技术正在使光学技术发生巨大的变革;微电子技术使得光学仪器自动化、智能化迅速发展;光纤技术产生了崭新的一代光学仪器;光学信息处理进入实用阶段。光学工程正在对世界做出极大的改变。
  • 激光的作用
    答:激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光,对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能,并分别发展成为新的光谱技术。激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。 可调(谐)激光光源实际上...
  • 为什么激光是一条线?
    答:它的亮度约为太阳光的100亿倍。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。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,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...
  • 前沿技术的前沿技术之激光技术
    答:激光技术是60年代初发展起来的,以原子物理、量子理论、光学技术和电子技术为基础的一门高新技术。激光技术已在工业、农业、医疗卫生、通信、宇航和军事等方面得到了大量而广泛应用。(2)研究范围: 〔1〕激光器技术;〔2〕激光应用技术; 对激光器的研究又分为三部分:工作物质;谐振腔;激发源;阵列。(3...
  • 宇宙最亮的光?2W能射到月球,解读人类如何挖掘出光的潜能
    答:如今激光技术被应用到了各行各业,与我们的生活息息相关。可是无论我们是否意识到每天都在使用着激光技术,又有多少人真正了解激光的发光原理是什么? 02 自古以来,人类对“光”的探求便从未停止过。古希腊人认为光是人眼伸出去的无形“触须”,这些触须碰到什么东西,人眼便能看见什么。 我国古人对光有着较深的认知...
  • 什么是激光技术?
    答:激光是20世纪60年代的新光源。具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。现已发现的激光工作物质有几千种,波长范围从软X射线到远红外。激光技术有很多种。激光加工技术,激光快速成型,激光切割,激光打孔,激光焊接,激光蚀刻,激光雕刻,激光手术,激光武器,激光能源——。