激光切割、雕刻技术前景

世界上激光器问世是在1960年6月，中国第一台激光器出来是在1961年9月，相差十五六个月。实际上激光器的出现经过很长的 酝酿时期。今天追溯起来，激光的起源在理论上归功于1916年爱 因斯坦提出的感应辐射概念。

自从第一台激光器出现以后，He－Ne激光器就在那一年的年 末做出来了，比固体激光器只晚了几个月。从此以后，各种形式、各种功率的激光器就像雨后春笋般地发展起来。可以说形成了光学的一个新时代。

我们长春光机所的一些年轻人，也是在1958年出现激光器理论原型的时候，就想这个问题。听到激光器问世这个消息，我们马上就动起来，只花了一年多一点的时间就做出自己的激光器。

激光器的蓬勃发展，不但使激光科学本身有强大的进展，而 且在应用方面也打开了广阔的领域。我国在这方面每个时期都做 了许多工作。现在，实验方面、应用方面、技术方面都形成了一定的队伍和力量。我说“一定”，应当说跟国际上的前沿有一定的差距，但也有突出的地方。我们培养出一大批学术带头人，其中被选为两院院士的大约十七八人。

从科技发展来看，激光有它的革命意义。自从激光出来以后，我们认识到所有无线电里面出现的现象在光学里面都能出现。在这个基础上就形成了所谓的非线性光学。过去我们搞光学，由于光源不够强，在光与物质的相互作用上只见到它的线性效应。自从激光出来以后，它与物质相互作用远超过线性范围，这对了解物质的性质前进了一大步，更能够了解到物质结构中场同电磁辐射作用的关系。因此，激光的长足发展也形成了一些在物理上看起来是新的学科，有些学科是跟光学密切结合起来的。比如全息术、激光光谱学。因为激光的特性，对物质研究的细致程度、深入与以前大大不同了。激光是一种光，用于研究光谱学的问题当然有很大的发展。特别是非线性材料，从激光应用方面提出了各种不同的要求，向材料科学提出了许多新的问题，更重要的是探索许多新的非线性材料。我国这方面在世界上有很高的地位。

在应用方面，激光涉及到物理学最根本的一个问题就是量测的基准。自从激光出来以后，能得到非常窄的光谱线。现在的长度基准是以在某种条件下出来的单纯的激光谱线作为工作基准。长度单位1米的定义是光在真空中1秒所走的距离的299792458分之一。这是个绝对的定义。这个绝对定义所以能形成，它本身也是从激光的研究认清楚了这是自然界的一个常数。

自从用激光测距以后，整个测量技术发生了改变。今天通过空间的测量（人卫测距），可以更好地了解地球的重力等势面的形状，大大改善了地球重力场模型。激光测量技术使全球范围的定位精度大为提高。

激光这样强的光是一个很好的能源。一个问题是怎么产生这个能源，另一个问题是怎么利用好这个能源。现在这种激光前沿技术称为“强激光技术”。利用强激光来照射原子核，从原子核中把原子能释放出来。这项技术叫激光核聚变。这种核反应将来可能作为能源。现在在这方面做了大量的先期研究工作。

另一个发展方向就是可以把激光脉冲变得很窄。为了捕捉一个物体的快速运动，要用高速照相。普通高速照相达到千分之一秒，而像核反应这种过程，起码要到微秒（10－6秒）甚至纳秒（10－9秒）数量级。假设要研究光与物质相互作用的话，原子与原子之间、分子与原子之间的快速反应，则要到皮秒（10－12秒）数量级。今天还在追求使脉冲变得更短，追求飞秒（10－15秒）量级。这是人类探求的一种欲望，要使脉冲短到可以观测微观物质运动的中间过程。所以超短脉冲激光器也是一个重要的发展方向。从这里我们可以看到激光对推进认识世界所起的作用。

既然激光可以做到千瓦以至兆瓦，自然就想到武器的问题、加工的问题。现在知道，激光作为有距离的杀伤武器，起码一个脉冲要百万焦耳以上。在工业方面，如激光用于热处理，最典型的是激光用在汽车发动机汽缸内表面的热处理。只要用激光使汽缸表面形成一个硬化的网子，就可以延长它的寿命一倍以上。正因为激光能增强材料寿命，使物质改性，所以需要形成激光工。

在医学方面，如治疗视网膜脱落，过去是很麻烦的事，用激光焊接就很方便。利用不同波长激光与物质相互作用的选择性，也可以起治疗作用。激光手术也是很有前途的。

全息术给我们一个很大的启示。普通照相只利用光的强度，能看见图像的轮廓和强度的区别。全息术不光是记录光的强度，而且能把光束的波前记录下来，正是由于波前再现才能获得立体图像。这方面加上许多新的工业和技术，特别是同光电技术的发展结合，在光学上形成了一门光学信息处理的新学科。今天实际上在信息处理上有许多问题借助光学的原理。

今天，我国倡导科教兴国、可持续发展的战略。像激光这样的现代技术将发挥极其重要的作用。这十几年来，我国已将激光列入高技术计划，今后这项工作不但要列入863计划，也还要列入973计划。激光给我们预备了很好的前景，使我们有机会来从事创新工作。特别是年轻一代，要看到这方面的前景，努力创新，必将大有可为。