PAGE激光原理與應(yīng)用技術(shù)簡介摘要：本文簡要的介紹了一下激光的產(chǎn)生和發(fā)展史，簡述了產(chǎn)生激光的基本原理和激光器的組成，并在此基礎(chǔ)上從工業(yè)、醫(yī)療、信息、軍事等幾個(gè)主要領(lǐng)域簡單介紹了激光技術(shù)的重要應(yīng)用及其發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：激光；原理；應(yīng)用；0.引言激光是上世紀(jì)最大的、也是最實(shí)用的發(fā)明，是與熱核技術(shù)、半導(dǎo)體、電子計(jì)算機(jī)和航天技術(shù)相媲美的一個(gè)舉世矚目的重大科技成就。經(jīng)過50多年的發(fā)展，激光的應(yīng)用已經(jīng)遍及科技、經(jīng)濟(jì)、軍事和社會(huì)發(fā)展的許多領(lǐng)域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們原有的預(yù)想：激光針灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光測距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術(shù)刀、激光炸彈、激光雷達(dá)、激光槍、激光炮……，在不久的將來，激光肯定會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。1.激光特性簡介激光的最初中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱LASER的音譯，是取自英文LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation的各單詞的頭一個(gè)字母組成的縮寫詞，意思是“受激輻射的光放大”，受激輻射是基于愛因斯坦的理論：在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的電子分布在不同的能級上，在高能級上的電子受到某種光子的激發(fā)，會(huì)從高能級躍遷到低能級上，這時(shí)將會(huì)輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個(gè)弱光激發(fā)出一個(gè)強(qiáng)光的現(xiàn)象。這就叫做“受激輻射的光放大”，簡稱激光。激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高單色性和高相干性。[1]亮度高——激光是當(dāng)代最亮的光源，只有氫彈爆炸瞬間強(qiáng)烈的閃光才能與它比擬。但是，激光的總能量并不一定很大，由于激光能量高度集中，很容易在某一微小點(diǎn)處產(chǎn)生高壓和幾萬攝氏度甚至幾百萬攝氏度高溫。激光打孔、切割、焊接和激光外科手術(shù)就是利用了這一特性。方向性好——普通光源向四面八方發(fā)光，而激光的發(fā)光方向可以限制在小于幾毫弧度立體角內(nèi)，這就使得在照射方向上的照度提高千萬倍。激光準(zhǔn)直、導(dǎo)向和測距就是利用方向性好這一特性。單色性好——普通光源發(fā)出的光通常包含著各種波長，是各種顏色光的混合。而某種激光的波長只集中在十分窄的光譜波段或頻率范圍內(nèi)。由于激光的單色性好，為精密儀器測量和激勵(lì)某些化學(xué)反應(yīng)等科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了極為有利的手段。相干性好——干涉是波動(dòng)現(xiàn)象的一種屬性?；诩す饩哂懈叻较蛐院透邌紊缘奶匦?，它必然相干性極好。激光的這一特性使全息照相成為現(xiàn)實(shí)。激光的以上四個(gè)特性使激光技術(shù)開始快速應(yīng)用與科技、軍事和社會(huì)發(fā)展的許多領(lǐng)域，激光技術(shù)彰顯出其強(qiáng)大的生命力。2.激光原理2.1激光產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)光量子學(xué)說認(rèn)為，光是一種以光速c運(yùn)動(dòng)的光子流，光子和其他基本粒子一樣，具有能量、動(dòng)量和質(zhì)量。它的粒子屬性和波動(dòng)屬性之間的關(guān)系如下：（1）光子能量E與光波頻率對應(yīng)E=h；（2）光子具有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量m，并可表示為，光子的靜止質(zhì)量為零；（3）光子的動(dòng)量P與單色平面波的波矢對應(yīng)P=；（4）光子具有兩種可能的獨(dú)立偏振狀態(tài)，對應(yīng)于光波場的兩個(gè)獨(dú)立偏振方向；（5）光子具有自旋，并且自旋量子數(shù)為整數(shù)。光與物質(zhì)的共振相互作用，特別是這種相互作用中的受激輻射過程是激光器的物理基礎(chǔ)。愛因斯坦從光量子概念出發(fā)，重新推導(dǎo)了黑體輻射的普朗克公式，認(rèn)為光和物質(zhì)原子的相互作用過程包含原子的自發(fā)輻射躍遷、受激輻射躍遷和受激吸收躍遷三種過程。為了簡化問題，我們只考慮原子的兩個(gè)能級和，處于兩個(gè)能級的原子數(shù)密度分別為和，如圖2-1所示。構(gòu)成黑體物質(zhì)原子中的輻射場能量密度為，并有。可改寫為，由此式可以看出，如果能夠創(chuàng)造這樣一種情況：使得腔內(nèi)某一特定模式的很大，而其他所有模式的都很小，就能夠在這一特定模式內(nèi)形成很高的光子簡并度。也就是說，使相干的受激輻射光子集中在某一特定模式內(nèi)，而不是平均分配在所有模式中。由可知，在同一熱力學(xué)溫度下，頻率越?。úㄩL越長）的光，光子簡并度越大，相干性越好。要是光子簡并度高進(jìn)而相干性越好，需要波長盡量長，溫度盡量高。受激輻射和自發(fā)輻射分別產(chǎn)生相干和非相干光子，若能設(shè)法使某一模式的大大增加，而其他的則大大減少，則此特定模式的光子簡并度就會(huì)大大增加。激光器就是采用各種技術(shù)措施減少腔內(nèi)光場模式數(shù)、使介質(zhì)的受激輻射恒大于受激吸收等來提高光子簡并度，從而達(dá)到產(chǎn)生激光的目的。光腔選模作用——為了減少腔內(nèi)光場模式數(shù)，將一個(gè)充滿物質(zhì)原子（或分子）的柱體腔（黑體）去掉側(cè)壁，只保留兩個(gè)端面壁，形成開腔。如果端面壁對光的反射系數(shù)很高，則沿垂直端面的腔軸方向傳播的光在腔內(nèi)多次反射不逸出腔外，而所有其他方向的光則很容易逸出腔外。這相當(dāng)于在腔內(nèi)能夠存在的光場模式只有少數(shù)幾個(gè)，達(dá)到了光波模式的選擇作用。光腔的反饋?zhàn)饔谩夥糯笃髟谠S多大功率裝置中廣泛地用來把弱的激光束逐級放大，但在光放大的同時(shí)通常還存在著光的損耗，根據(jù)研究光強(qiáng)達(dá)到穩(wěn)定的極限值只與放大器本身的參數(shù)有關(guān)，而與初始光強(qiáng)無關(guān)。特別是，不管初始光強(qiáng)多么弱，只要放大器足夠長，就總能形成確定大小的光強(qiáng)穩(wěn)定極限值，而實(shí)際上，既不需要給激活物質(zhì)輸入一個(gè)弱光信號，也不需要真正把激活物質(zhì)的長度無限增加，而只要在具有一定長度的光放大器兩端放置前述的光學(xué)諧振腔。這樣，沿軸向傳播的光波模在兩反射鏡間往返傳播，就等于增加放大器長度。這種作用稱為光學(xué)諧振腔的反饋?zhàn)饔?。[2]2.2.2光的受激輻射放大條件實(shí)現(xiàn)光放大的兩個(gè)條件：=1\*GB3①激勵(lì)能源——把介質(zhì)中的粒子不斷地由低能級抽運(yùn)到高能級去；=2\*GB3②增益介質(zhì)——能在外界激勵(lì)能源的作用下形成粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)。在熱平衡狀態(tài)，腔內(nèi)物質(zhì)原子數(shù)按能級分布應(yīng)服從波爾茲曼分布：，（g為能級簡并度），可知，因，所以，即在熱平衡狀態(tài)下，高能級粒子集居數(shù)恒小于低能級集居數(shù)，當(dāng)頻率的光通過物質(zhì)時(shí)，受激吸收光子數(shù)恒大于受激輻射光子數(shù)。因此，處于熱平衡狀態(tài)下的物質(zhì)只能吸收光子。但是，在一定的條件下物質(zhì)的光吸收可以轉(zhuǎn)化為光放大。這個(gè)條件就是，稱其為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。一般來說，當(dāng)物質(zhì)處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，粒子數(shù)反轉(zhuǎn)時(shí)不可能的，只有當(dāng)外界向物質(zhì)提供能量，從而使物質(zhì)處于非平衡狀態(tài)時(shí)，才可能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)的手段有：激勵(lì)或泵浦或抽運(yùn)，由外界能源向粒子系統(tǒng)輸入能量，使大量粒子躍遷到高能級。處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的物質(zhì)稱為激活物質(zhì)，一段激活物質(zhì)就是一個(gè)光放大器。光放大作用通常用增益系數(shù)G來描述，設(shè)在光傳播方向上z處的光強(qiáng)為I（z），則，積分得，這就是線性增益情況如圖2-5所示。I（z）I（z）0z圖2-5增益物質(zhì)的光放大實(shí)際上光強(qiáng)的增加是由于高能級粒子向低能級受激躍遷的結(jié)果，或者說光放大是以單位體積內(nèi)粒子反轉(zhuǎn)數(shù)差值的減小為代價(jià)的。而且，光強(qiáng)越大，減少的越多，所以，隨I的增加而減少，增益系數(shù)也隨I增加而減少，這一現(xiàn)象稱為增益飽和效應(yīng)。[2]2.2.3產(chǎn)生激光的基本條件及激光器的組成部分產(chǎn)生激光的基本條件是：=1\*GB3①能在外界激勵(lì)能源的作用下形成粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的增益介質(zhì)；=2\*GB3②要使受激發(fā)射光強(qiáng)超過受激吸收，必須實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（方法是利用外界激勵(lì)能源把大量粒子激勵(lì)到高能級。）；=3\*GB3③要使受激發(fā)射光強(qiáng)超過自發(fā)發(fā)射，必須提高光子簡并度（方法：利用光學(xué)諧振腔造成強(qiáng)輻射場，以提高腔內(nèi)光場的相干性。）。激光器的組成部分及其作用：一個(gè)激光器應(yīng)包含泵浦源、光放大器和光學(xué)諧振腔三部分。其作用分別是使激光物質(zhì)成為激活物質(zhì)、對弱光信號進(jìn)行放大、模式選擇和提供軸向光波模的反饋。3.激光技術(shù)的應(yīng)用世界上第一臺(tái)激光器誕生于1960年，我國于1961年研制出第一臺(tái)激光器，40多年來，激光技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展迅猛，已與多個(gè)學(xué)科相結(jié)合形成多個(gè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，比如光電技術(shù)，激光醫(yī)療與光子生物學(xué)，激光加工技術(shù)，激光檢測與計(jì)量技術(shù)，激光全息技術(shù)，激光光譜分析技術(shù)，非線性光學(xué)，超快激光學(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，激光可控核聚變，激光武器等等。這些交叉技術(shù)與新的學(xué)科的出現(xiàn)，大大地推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。激光的應(yīng)用，按照激光探頭是否與激光作用的物質(zhì)接觸，分為接觸式和非接觸式兩種工作模式。激光應(yīng)用的領(lǐng)域，主要有工業(yè)、醫(yī)療、商業(yè)、科研、信息和軍事六個(gè)領(lǐng)域。下面主要從激光在工業(yè)、醫(yī)療、信息和軍事四個(gè)方面來簡單介紹一下激光技術(shù)的應(yīng)用：3.1激光技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用中，主要有材料加工和測量控制。激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源，識別物體等的一門技術(shù)。它的應(yīng)用范圍一般可分為激光加工系統(tǒng)和激光加工工藝。激光加工系統(tǒng)包括激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機(jī)床、控制系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。激光加工工藝包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標(biāo)、劃線、微調(diào)等各種加工工藝。下面簡單介紹幾種激光加工工藝：=1\*GB3①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激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。目前，激光—等離子弧復(fù)合焊接技術(shù)正在被研究和投入使用，它具有剛性好、溫度高、方向性強(qiáng)、電弧引燃性好、加熱區(qū)窄等優(yōu)點(diǎn)，適用于薄板對接、鍍鋅板搭接、鈦合金、鋁合金等高反射率和高熱導(dǎo)率材料的焊接及切割、表面合金化等[3]。=2\*GB3②激光切割。汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、木刀模業(yè)、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。=3\*GB3③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)。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(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。=4\*GB3④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。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主。=5\*GB3⑤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激光器為主。激光在測距方面的應(yīng)用。這是利用激光的單色性和相干性好、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)高精度的計(jì)量和檢測，如測量長度、距離、速度、角度等等。激光測距在技術(shù)途徑上可分為脈沖式激光測距和連續(xù)波相位式激光測距。脈沖式激光測距原理與雷達(dá)測距相似，測距儀向目標(biāo)發(fā)射激光信號，碰到目標(biāo)就要被反射回來，由于光的傳播速度是已知的，所以只要記錄下光信號的往返時(shí)間，用光速（30萬千米/秒）乘以往返時(shí)間的二分之一，就是所要測量的距離。現(xiàn)在廣泛使用的手持式和便攜式測距儀，作用距離為數(shù)百米至數(shù)十千米，測量精度為五米左右。我國研制的對衛(wèi)星測距的高精度測距儀，測量精度可達(dá)到幾厘米。連續(xù)波相位式激光測距是用連續(xù)調(diào)制的激光波束照射被測目標(biāo)，從測量光束往返中造成的相位變化，可換算出被測目標(biāo)的距離。為了確保測量精度，一般要在被測目標(biāo)上安裝激光反射器。它測量的相對誤差為百萬分之一。激光測距儀與微波雷達(dá)結(jié)合，還可以發(fā)揮激光波速窄的特長，彌補(bǔ)微波雷達(dá)低仰角工作時(shí)受地面干擾的不足。[4]激光測繪。目前，在工程建筑與物體三維測量的領(lǐng)域，三維激光測繪技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，其具有高速率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢。在以道路和相關(guān)地物地形修測為主的地形圖修測、城市三維空間信息采集、更新、立體建模和城市建設(shè)等方面，具備低成本、高效率、快速測量等特點(diǎn)的車載激光測繪對我國數(shù)字化城市建設(shè)，以及軍事測繪等測繪工程提供了有力的技術(shù)支持[5]。從激光技術(shù)在材料加工和測量等方面的重要應(yīng)用來看，激光在未來的工業(yè)中必將發(fā)揮更重要的作用。3.2激光在醫(yī)療方面的應(yīng)用激光在醫(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，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)在以下方面：光動(dòng)力療法治癌；激光治療心血管疾??；準(zhǔn)分子激光角膜成形術(shù)；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；弱激光療法等。下面簡單介紹一下激光全息成像和激光手術(shù)。激光全息成像。全息照相術(shù)與一般照相不同，照相是記錄物體信息的一種技術(shù)，一般是將物體通過透鏡成像在底片上，底片乳膠只記錄光強(qiáng)(振幅)，而不能記錄相位，因而失掉了三維特征。而全息照相底片上不只記錄光強(qiáng)(振幅)，也記錄相位(各點(diǎn)間的相互位相關(guān)系)，也就是記錄物的全部信息，所以稱為全息。全息照片的實(shí)質(zhì)是將來自物體的波前和另一個(gè)參考波(通常是平面波或球面波)相干涉，底片記錄干涉條紋，將同樣的參考波照射此底片時(shí)，可在相應(yīng)位置重新出現(xiàn)三維物體。例如，利用全息可以拍到活體眼的角膜、晶狀體和視網(wǎng)膜相片，從而對眼的各層介質(zhì)進(jìn)行活體觀察，這是用其它方法難以辦到的眼全息圖，亦可表示出眼內(nèi)的異物的大小、形狀和位置。激光手術(shù)。激光可作為良好的手術(shù)刀用，它不但運(yùn)用于一切手術(shù)開刀，而且具有良好的選擇性，與常規(guī)手術(shù)刀相比，激光手術(shù)的最大特點(diǎn)是失血少，對于某些部位和器官用激光作手術(shù)最有優(yōu)越性。用激光“刀”來切開骨頭，幾乎和切皮膚一樣“快”，這就比普通手術(shù)刀優(yōu)越多了。一般來說，切骨手術(shù)要使用鋸子和鑿子，比如打開一小塊頭骨就要用一個(gè)小時(shí)，醫(yī)生費(fèi)力，病人受苦。使用激光“刀”，就可以大大減輕醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度，并減輕病人的痛苦。激光“刀”的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是激光對生物組織有熱凝固效應(yīng)，因此它可以封閉切開的小血管，減少出血。醫(yī)生在激光“刀”的幫助下，向手術(shù)禁區(qū)發(fā)動(dòng)了進(jìn)攻，攻克了一個(gè)個(gè)頑固堡壘。比如血管瘤，一動(dòng)刀就會(huì)出血，往往危及生命，是碰不得的地方；醫(yī)術(shù)再高明的醫(yī)生也愛莫能助。自從有了防止出血的激光手術(shù)“刀”，醫(yī)生就大膽地闖入了這塊禁地了。用激光“刀”為病人治療口腔血管瘤，手術(shù)成功率高達(dá)90％。醫(yī)務(wù)工作者還用激光“刀”成功地對血管十分豐富的肝臟禁區(qū)進(jìn)行了手術(shù)。與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)診斷和治療方法對比，激光診斷技術(shù)對病體的診斷更準(zhǔn)確方便，激光手術(shù)刀更是有其快速、精確、安全可靠、出血少、傷口愈合快等傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬的突出優(yōu)點(diǎn)，在不久的將來，激光診斷和治療將會(huì)成為醫(yī)療的重要手段。3.3激光技術(shù)在信息方面的應(yīng)用激光技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用主要為激光通信方面。激光通信。激光是頻率單一的電磁波，頻率高達(dá)幾億兆赫，用它作載波傳送話音信號時(shí)，由于每路電話所占的頻帶寬度為4000赫茲，故可容納上百億路電話同時(shí)通話；若用它傳送電視節(jié)目，由于每套電視節(jié)目所占用的頻帶寬度為10兆赫，故可同時(shí)播送1000萬套電視節(jié)目而互不干擾。按激光光波傳輸途經(jīng)的不同，激光通信有大氣激光通信與水下激光通信兩種方式。大氣激光通信與微波通信相比，具有保密性強(qiáng)，抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。而水下潛艇過去一直使用超長波通信，電波穿透海水的能力只有幾十米，又極不安全，這一向是個(gè)難題。而激光能穿透幾千米的海水。1981年5月，美國在圣地亞哥海域上空，用一架飛行在13000米高度的飛機(jī)，采用波長為0.530微米的激光束發(fā)出信息，穿透大氣層和海水，與一艘巡航在300米深度的導(dǎo)彈核潛艇進(jìn)行了成功的通信試驗(yàn)。這種藍(lán)綠激光的對潛通信，今后還可從地面、艦艇上發(fā)射激光，經(jīng)由衛(wèi)星上的反射鏡反射到水下。空間激光通信。隨著衛(wèi)星、空間平臺(tái)、航空平臺(tái)搭載的有效載荷逐漸向高分辨率、款覆蓋方向發(fā)展，對海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊笤絹碓狡惹校?dāng)前的射頻通信的速率已接近理論極限，不能滿足傳輸速率的要求，因而阻礙了現(xiàn)代信息化的發(fā)展。而空間激光通信技術(shù)恰恰能在通信速率和通信帶寬上有效地克服射頻通信的技術(shù)瓶頸，所以，今年來運(yùn)用激光技術(shù)的空間激光通信傳輸速率越來越高。經(jīng)過近二十年的發(fā)展，空間激光通信系統(tǒng)的諸多關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)得到了突破，不斷提高了現(xiàn)代信息化的需求。[7]光纖通信。光纖通信全稱為光導(dǎo)纖維通信，光導(dǎo)纖維通信就是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式?？梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。實(shí)際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。光纖由內(nèi)芯和包層組成，內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細(xì)；外面層稱為包層，包層的作用就是保護(hù)光纖。[8]光纖通信能實(shí)現(xiàn)低損耗、低色散傳輸，使傳輸容量幾百倍、幾千倍甚至上萬倍的增長。光纖通信在單位時(shí)間內(nèi)能傳輸?shù)男畔⒘看蟆Ｒ粚文９饫w可同時(shí)開通35000個(gè)電話，而且它還在飛速發(fā)展。光纖通信的建設(shè)費(fèi)用正隨著使用數(shù)量的增大而降低，同時(shí)它具有體積小，重量輕，使用金屬少，抗電磁干擾、抗輻射性強(qiáng)，保密性好，頻帶寬，抗干擾性好，防竊聽、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)[9]。中國已建立了一定規(guī)模的光纖通信產(chǎn)業(yè)。中國生產(chǎn)的光纖光纜、半導(dǎo)體電子激光器件和光纖通信系統(tǒng)能供國內(nèi)建設(shè)，并有少量出口。光纖本身制造屬性決定，光纖仍然有較大的發(fā)展空間：新光纖研制，光子晶體。實(shí)際上，特別是中國，省內(nèi)農(nóng)村有許多空白需要建設(shè)；3G移動(dòng)通信網(wǎng)的建設(shè)也需要光纖網(wǎng)來支持；隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)容等，光纖通信仍有巨大的市場?，F(xiàn)在每年光纖通信設(shè)備和光纜的銷售量是上升的。3.4激光技術(shù)在軍事上的應(yīng)用激光在軍事上的應(yīng)用主要有激光制導(dǎo)、激光偵查和激光武器等方面。激光制導(dǎo)。這是繼雷達(dá)、紅外、電視制導(dǎo)之后發(fā)展起來的一種精確制導(dǎo)技術(shù)。已經(jīng)研制成功的激光制導(dǎo)武器有激光制導(dǎo)炸彈、空地導(dǎo)彈、地空導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈、炮彈等。激光制導(dǎo)方式分為尋的制導(dǎo)和波束制導(dǎo)（亦稱駕束制導(dǎo)）。激光制導(dǎo)的主要缺點(diǎn)是易受云、霧、雨、雪和煙塵等影響，不能全天候使用；另外，在激光制導(dǎo)武器飛向目標(biāo)的過程中，需要激光指示器持續(xù)不斷地照射目標(biāo)，這就會(huì)使地面的觀察人員或空中的指示飛機(jī)較長時(shí)間暴露于敵火力之下。激光偵察。在軍事技術(shù)偵察中，這可算