激光器的蓬勃發(fā)展, 不但使激光科學(xué)本身有強(qiáng)大的進(jìn)展, 而且在應(yīng)用方面也打開了廣闊的領(lǐng)域激光加工是激光應(yīng)用最有發(fā)展前途的領(lǐng)域，現(xiàn)在已開發(fā)出20多種激光加工技術(shù)。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(gè)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(xué)的一個(gè)新時(shí)代。因?yàn)榧す饩哂袠O好的單色性、相干性和方向準(zhǔn)直性三大特點(diǎn)，所以特別適用于材料加工。

    我國在這方面每個(gè)時(shí)期都做了許多工作。現(xiàn)在, 實(shí)驗(yàn)方面、 應(yīng)用方面、 技術(shù)方面都形成了一定的隊(duì)伍和力量。我說“ 一定” , 應(yīng)當(dāng)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(xué)術(shù)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(rèn)識到所有無線電里面出現(xiàn)的現(xiàn)象在光學(xué)里面都能出現(xiàn)。在這個(gè)基礎(chǔ)上就形成了所謂的非線性光學(xué)。過去我們搞光學(xué), 由于光源不夠強(qiáng), 在光與物質(zhì)的相互作用上只見到它的線性效應(yīng)。自從激光出來以后, 它與物質(zhì)相互作用遠(yuǎn)超過線性范圍, 這對了解物質(zhì)的性質(zhì)前進(jìn)了一大步, 更能夠了解到物質(zhì)結(jié)構(gòu)中場同電磁輻射作用的關(guān)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(xué)科, 有些學(xué)科是跟光

學(xué)密切結(jié)合起來的。比如全息術(shù)、 激光光譜學(xué)。因?yàn)榧す獾奶匦? 對物質(zhì)研究的細(xì)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(xué)的問題當(dāng)然有很大的發(fā)展。特別是非線性材料, 從激光應(yīng)用方面提出了各種不同的要求, 向材料科學(xué)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(yīng)用方面, 激光涉及到物理學(xué)最根本的一個(gè)問題就是量測的基準(zhǔn)。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(zhǔn)是以在某種條件下出來的單純的激光譜線作為工作基準(zhǔn)。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(gè)絕對的定義。這個(gè)絕對定義所以能形成, 它本身也是從激光的研究認(rèn)清楚了這是自然界的一個(gè)常數(shù)。自從用激光測距以后, 整個(gè)測量技術(shù)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(shù)使全球范圍的定位精度大為提高。

激光這樣強(qiáng)的光是一個(gè)很好的能源。一個(gè)問題是怎么產(chǎn)生這個(gè)能源, 另一個(gè)問題是怎么利用好這個(gè)能源。現(xiàn)在這種激光前沿技術(shù)稱為“ 強(qiáng)激光技術(shù)” 。利用強(qiáng)激光來照射原子核, 從原子核中把原子能釋放出來。這項(xiàng)技術(shù)叫激光核聚變。這種核反應(yīng)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(gè)發(fā)展方向就是可以把激光脈沖變得很窄。為了捕捉一個(gè)物體的快速運(yùn)動, 要用高速照相。普通高速照相達(dá)到千分之一秒, 而像核反應(yīng)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(shè)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(yīng), 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(yùn)動的中間過程。所以超短脈沖激光器也是一個(gè)重要的發(fā)展方向。從這里我們可以看到激光對推進(jìn)認(rèn)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(gè)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(jī)汽缸內(nèi)表面的熱處理。只要用激光使汽缸表面形成一個(gè)硬化的網(wǎng)子, 就可以延長它的壽命一倍以上。正因?yàn)榧す饽茉鰪?qiáng)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(xué)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(shù)也是很有前途的。

    全息術(shù)給我們一個(gè)很大的啟示。普通照相只利用光的強(qiáng)度, 能看見圖像的輪廓和強(qiáng)度的區(qū)別。全息術(shù)不光是記錄光的強(qiáng)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(shù), 特別是同光電技術(shù)的發(fā)展結(jié)合, 在光學(xué)上形成了一門光學(xué)信息處理的新學(xué)科。今天實(shí)際上在信息處理上有許多問題借助光學(xué)的原理。

    激光的空間控制性和時(shí)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(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適時(shí)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，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。