一 激光的产生及其应用

（一）激光的发现和发展

激光指窄幅频率的光辐射线通过受激辐射放大和必要的反馈共振，产生准直、单色、相干的光束的过程及仪器。激光的英文名称为Laser，即由英文词组Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（通过受激发射光扩大）的单词首字母组成的缩写词。

1916年，著名物理学家爱因斯坦（Albert Einstein）在研究辐射时发现了激光原理，次年在《论辐射的量子性》一文中提出了受激辐射理论。他指出，在一定条件下，如果能使受激辐射继续去激发其他粒子，造成连锁反应，雪崩似地获得放大效果，最后就可得到单色性极强的辐射，即激光。

1958年，美国科学家肖洛（Schawlow）和汤斯（Townes）将氖光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时，发现晶体的分子会发出鲜艳的、始终聚在一起的强光。根据这一现象，他们提出了“激光原理”，即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时，会产生不发散的强光——激光。他们因此而获得1964年诺贝尔物理学奖。

1960年5月，美国加利福尼亚州休斯实验室的梅曼（Maiman）宣布获得了波长为0.6943微米的激光，这是人类获得的第一束激光，梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。

同年7月，梅曼研制成功世界上第一台红宝石激光器。他在一块镀有反光镜的红宝石表面钻孔，用高强闪光灯管刺激红宝石，红光从该孔溢出后，就会产生一条相当集中的纤细红色光柱。当它射向某一点时，可使其达到比太阳表面还高的温度。

1960年12月，出生于伊朗的美国科学家贾万（Javan）成功地制造出全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。

1962年，苏联科学家尼古拉·巴索夫和另外两组科学家几乎同时发明了半导体激光器。

1966年，科学家们又研制成波长可连续调节的有机染料激光器。

1980年代后期，半导体技术的发展使得更高效而耐用的半导体激光二极管出现，相关技术在小功率的CD和DVD光驱及光纤数据线中得到广泛使用。

1990年代，高功率的激光激发原理被发现（如片状激光和纤维激光）。

2000年代，激光的非线性得到利用；同时，蓝光和紫外线激光二极管也开始进入市场。

2009年，中国研制出氟代硼铍酸钾（KBBF）晶体，可用于激发深紫外线激光（这一技术的应用将使每片光碟的容量超过1TB，也可使半导体储存电路密度大幅提高）。

此外，输出能量大、功率高且不依赖电网的化学激光器、光纤激光器等也纷纷问世。

1961年，中国第一台激光器在中科院长春光机所研制成功。当时中国汉字中并没有激光一词，关于“Laser”的翻译多种多样，如“光的受激辐射放大器”、“光量子放大器”，音译如“镭射”或“莱塞”。命名的混乱给科学界、教育界带来极大的不便。

1964年冬，中国第三届光量子放大器学术报告会在上海召开。会前，《光受激发射情报》杂志编辑部给著名科学家钱学森写信，请他给Laser取一个中文名字。钱学森回信建议命名为“激光”。这个新名词既体现了光的本质，又描述了这类光和传统光的不同，突出了受激发生、激发态等意义。这一名称受到第三届光量子放大器学术报告会与会者的一致赞同。从此Laser这个新生事物有了一个统一而有意义的汉语名称。

（二）激光的基本应用

由于激光具有极好（高）的单色性、亮度和方向性，所以自1958年发现以来，就在全球范围内得到迅速发展和广泛应用，引起科学技术的重大变化。

作为光学世界里一个年轻分支，激光的诞生不仅使古老的光学科学萌发了崭新的生命力，也使光学技术的发展提升到一个崭新的高度和空前的广度。

激光使人们能有效地利用前所未有的先进方法和手段，获得空前的效益和成果。激光的应用极其广泛，已经渗透到工业、军事、医学、测绘、通信、建筑、音乐、摄影、演出、环保等多个领域。光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光灯具、激光指示器、激光矫视、激光手术、激光美容、激光扫描等都是具体应用的表现。

可以毫不夸张地说，激光的产生和应用，极大地促进了生产力的发展。

（三）激光演示技术

从激光发现到发展的短短几十年中，激光演示以其丰富的技术手段和全新的表现能力，在动态视觉艺术领域的应用范围和表现魅力得到不断拓展（提升）。

1.激光的特征

（1）定向发光。普通光源是散射发光。激光器发射的激光光束发