激光是什么?

【專家解說】：激光 【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Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞的頭一個字母組成的縮寫詞。意思是“受激輻射的光放大”。激光的英文全名已完全表達了制造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學家錢學森建議將“光受激發(fā)射”改稱“激光”。 激光是20世紀以來，繼原子能、計算機、半導體之后，人類的又一重大發(fā)明。它的原理早在 1917 年已被著名的物理學家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理論準備和生產(chǎn)實踐 迫切需要的背景下應運而生的，它一問世，就獲得了異乎尋常的飛快發(fā)展，激光的發(fā)展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生，而且導致整個一門新興產(chǎn)業(yè)的 出現(xiàn)。激光可使人們有效地利用前所未有的先進方法和手段，去獲得空前的效益和成果，從而促進了生產(chǎn)力的發(fā)展。 【英文簡述】 In physics, a laser is a device that emits light through a specific mechanism for which the term laser is an acronym: light amplification by stimulated emission of radiation. This is a combined quantum-mechanical and thermodynamical process discussed in more detail below. As a light source, a laser can have various properties, depending on the purpose for which it is designed. A typical laser emits light in a narrow, low divergence beam and with a well-defined wavelength (corresponding to a particular color if the laser is operating in the visible spectrum). This is in contrast to a light source such as the incandescent light bulb, which emits into a large solid angle and over a wide spectrum of wavelength. These properties can be summarized in the term coherence. A laser consists of a gain medium inside an optical cavity, with a means to supply energy to the gain medium. The gain medium is a material (gas, liquid, solid or free electrons) with appropriate optical properties. In its simplest form, a cavity consists of two mirrors arranged such that light bounces back and forth, each time passing through the gain medium. Typically, one of the two mirrors, the output coupler, is partially transparent. The output laser beam is emitted through this mirror. Light of a specific wavelength that passes through the gain medium is amplified (increases in power); the surrounding mirrors ensure that most of the light makes many passes through the gain medium. Part of the light that is between the mirrors (i.e., is in the cavity) passes through the partially transparent mirror and appears as a beam of light. The process of supplying the energy required for the amplification is called pumping and the energy is typically supplied as an electrical current or as light at a different wavelength. In the latter case, the light source can be a flash lamp or another laser. Most practical lasers contain additional elements that affect properties such as the wavelength of the emitted light and the shape of the beam. The first working laser was demonstrated in May 1960 by Theodore Maiman at Hughes Research Laboratories. Nowadays, lasers have become a multi-billion dollar industry. The most widespread use of lasers is in optical storage devices such as compact disc and dvd players, in which the laser (a few millimeters in size) scans the surface of the disc. Other common applications of lasers are bar code readers and laser pointers. In industry, lasers are used for cutting steel and other metals and for inscribing patterns (such as the letters on computer keyboards). Lasers are also commonly used in various fields in science, especially spectroscopy, typically because of their well-defined wavelength or short pulse duration in the case of pulsed lasers. Lasers are also used for military and medical applications. 【激光產(chǎn)生】 若原子或分子等微觀粒子具有高能級E2和低能級E1,E2和E1能級上的布居數(shù)密度為N2和N1，在兩能級間存在著自發(fā)發(fā)射躍遷、受激發(fā)射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發(fā)射躍遷所產(chǎn)生的受激發(fā)射光，與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方向。因此，大量粒子在同一相干輻射場激發(fā)下產(chǎn)生的受激發(fā)射光是相干的。受激發(fā)射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比于入射輻射場的單色能量密度。當兩個能級的統(tǒng)計權重相等時，兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下N2＜N1，所以受激吸收躍遷占優(yōu)勢，光通過物質時通常因受激吸收而衰減。外界能量的激勵可以破壞熱平衡而使N2＞N1,這種狀態(tài)稱為粒子數(shù)反轉狀態(tài)。在這種情況下，受激發(fā)射躍遷占優(yōu)勢。光通過一段長為l的處于粒子數(shù)反轉狀態(tài)的激光工作物質(激活物質)后，光強增大eGl倍。G為正比于(N2-N1)的系數(shù)，稱為增益系數(shù)，其大小還與激光工作物質的性質和光波頻率有關。一段激活物質就是一個激光放大器。 如果，把一段激活物質放在兩個互相平行的反射鏡(其中至少有一個是部分透射的)構成的光學諧振腔中(圖1)，處于高能級的粒子會產(chǎn)生各種方向的自發(fā)發(fā)射。其中，非軸向傳播的光波很快逸出諧振腔外:軸向傳播的光波卻能在腔內往返傳播,當它在激光物質中傳播時，光強不斷增長。如果諧振腔內單程小信號增益G0l大于單程損耗δ(G0l是小信號增益系數(shù))，則可產(chǎn)生自激振蕩。原子的運動狀態(tài)可以分為不同的能級，當原子從高能級向低能級躍遷時，會釋放出相應能量的光子(所謂自發(fā)輻射)。同樣的，當一個光子入射到一個能級系統(tǒng)并為之吸收的話，會導致原子從低能級向高能級躍遷(所謂受激吸收);然后，部分躍遷到高能級的原子又會躍遷到低能級并釋放出光子(所謂受激輻射)。這些運動不是孤立的，而往往是同時進行的。當我們創(chuàng)造一種條件，譬如采用適當?shù)拿劫|、共振腔、足夠的外部電場，受激輻射得到放大從而比受激吸收要多，那么總體而言，就會有光子射出，從而產(chǎn)生激光。 【激光的特點】 (一)定向發(fā)光 普通光源是向四面八方發(fā)光。要讓發(fā)射的光朝一個方向傳播，需要給光源裝上一定的聚光裝置，如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡，使輻射光匯集起來向一個方向射出。激光器發(fā)射的激光，天生就是朝一個方向射出，光束的發(fā)散度極小，大約只有0.001弧度，接近平行。1962年，人類第一次使用激光照射月球，地球離月球的距離約38萬公里，但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照燈光柱射向月球，按照其光斑直徑將覆蓋整個月球。 (二)亮度極高 在激光發(fā)明前，人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高，與太陽的亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過氙燈的幾百億倍。因為激光的亮度極高，所以能夠照亮遠距離的物體。紅寶石激光器發(fā)射的光束在月球上產(chǎn)生的照度約為0.02勒克斯(光照度的單位)，顏色鮮紅，激光光斑明顯可見。若用功率最強的探照燈照射月球，產(chǎn)生的照度只有約一萬億分之一勒克斯，人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原因是定向發(fā)光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內射出，能量密度自然極高。 (三)顏色極純 光的顏色由光的波長(或頻率)決定。一定的波長對應一定的顏色。太陽光的波長分布范圍約在0.76微米至0.4微米之間，對應的顏色從紅色到紫色共7種顏色，所以太陽光談不上單色性。發(fā)射單種顏色光的光源稱為單色光源，它發(fā)射的光波波長單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源，只發(fā)射某一種顏色的光。單色光源的光波波長雖然單一，但仍有一定的分布范圍。如氪燈只發(fā)射紅光，單色性很好，被譽為單色性之冠，波長分布的范圍仍有0.00001納米，因此氪燈發(fā)出的紅光，若仔細辨認仍包含有幾十種紅色。由此可見，光輻射的波長分布區(qū)間越窄，單色性越好。 激光器輸出的光，波長分布范圍非常窄，因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長分布范圍可以窄到2×10-9納米，是氪燈發(fā)射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見，激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。 此外，激光還有其它特點:相干性好。激光的頻率、振動方向、相位高度一致，使激光光波在空間重疊時，重疊區(qū)的光強分布會出現(xiàn)穩(wěn)定的強弱相間現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫做光的干涉，所以激光是相干光。而普通光源發(fā)出的光，其頻率、振動方向、相位不一致，稱為非相干光。 閃光時間可以極短。由于技術上的原因，普通光源的閃光時間不可能很短，照相用的閃光燈，閃光時間是千分之一秒左右。脈沖激光的閃光時間很短，可達到6飛秒(1飛秒=10-15秒)。閃光時間極短的光源在生產(chǎn)、科研和軍事方面都有重要的用途。 【受激輻射】 什么叫做“受激輻射”?它基于偉大的科學家愛因斯坦在1916年提出了的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質的原子中，有不同數(shù)量的粒子(電子)分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會從高能級跳到(躍遷)到低能級上，這時將會輻射出與激發(fā)它的光相同性質的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(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。 目前激光已廣泛應用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、異孔、膏藥打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等)、激光淬火、激光熱處理、激光打標、玻璃內雕、激光微調、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復電路、激光布線技術、激光清洗等。 經(jīng)過30多年的發(fā)展，激光現(xiàn)在幾乎是無處不在，它已經(jīng)被用在生活、科研的方方面面: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、激光手術刀、激光炸彈、激光雷達、激光槍、激光炮……，在不久的將來，激光肯定會有更廣泛的應用。 激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。根據(jù)作戰(zhàn)用途的不同，激光武器可分為戰(zhàn)術激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。武器系統(tǒng)主要由激光器和跟蹤、瞄準、發(fā)射裝置等部分組成，目前通常采用的激光器有化學激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉向靈活、可實現(xiàn)精確打擊、不受電磁干擾等優(yōu)點，但也存在易受天氣和環(huán)境影響等弱點。激光武器已有30多年的發(fā)展歷史，其關鍵技術也已取得突破，美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進行了各種激光打靶試驗。目前低能激光武器已經(jīng)投入使用，主要用于干擾和致盲較近距離的光電傳感器，以及攻擊人眼和一些增強型觀測設備;高能激光武器主要采用化學激光器，按照現(xiàn)有的水平，今后5-10年內可望在地面和空中平臺上部署使用，用于戰(zhàn)術防空、戰(zhàn)區(qū)反導和反衛(wèi)星作戰(zhàn)等。 【激光的其它特性】 激光有很多特性:首先，激光是單色的，或者說是單頻的。有一些激光器可以同時產(chǎn)生不同頻率的激光，但是這些激光是互相隔離的，使用時也是分開的。其次，激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的，整束光就好像一個“波列”。再次，激光是高度集中的，也就是說它要走很長的一段距離才會出現(xiàn)分散或者收斂的現(xiàn)象。 激光(LASER)是上世紀60年代發(fā)明的一種光源。LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母縮寫。激光器有很多種，尺寸大至幾個足球場，小至一粒稻谷或鹽粒。氣體激光器有氦-氖激光器和氬激光器;固體激光器有紅寶石激光器;半導體激光器有激光二極管，像CD機、DVD機和CD-ROM里的那些。每一種激光器都有自己獨特的產(chǎn)生激光的方法。 【激光技術應用】 激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、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，傳統(tǒng)應用最大的領域為激光加工技術。激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術，傳統(tǒng)上看，它的研究范圍一般可分為: 1.激光加工系統(tǒng)。包括激光器、導光系統(tǒng)、加工機床、控制系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。 2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微調等各種加工工藝。 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激光器和半導體泵浦激光器。 激光切割:汽車行業(yè)、計算機、電氣機殼、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。 激光打標:在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器。 激光打孔:激光打孔主要應用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內目前比較成熟的激光打孔的應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，也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。 激光熱處理:在汽車工業(yè)中應用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時在航空航天、機床行業(yè)和其它機械行業(yè)也應用廣泛。我國的激光熱處理應用遠比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主。 激光快速成型:將激光加工技術和計算機數(shù)控技術及柔性制造技術相結合而形成。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。 激光涂敷:在航空航天、模具及機電行業(yè)應用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。 【激光在醫(yī)學中的應用】 應用于牙科的激光系統(tǒng) 依據(jù)激光在牙科應用的不同作用，分為幾種不同的激光系統(tǒng)。區(qū)別激光的重要特征之一是:光的波長，不同波長的激光對組織的作用不同，在可見光及近紅外光譜范圍的光線，吸光性低，穿透性強，可以穿透到牙體組織較深的部位，例如氬離子激光、二極管激光或Nd:YAG激光(如圖1)。而Er:YAG激光和CO，激光的光線穿透性差，僅能穿透牙體組織約0.01毫米。區(qū)別激光的重要特征之二是:激光的強度(即功率)，如在診斷學中應用的二極管激光，其強度僅為幾個毫瓦特，它有時也可用在激光顯示器上。 用于治療的激光，通常是幾個瓦特中等強度的激光。激光對組織的作用，還取決于激光脈沖的發(fā)射方式，以典型的連續(xù)脈沖發(fā)射方式的激光有:氬離子激光、二極管激光、CO2，激光;以短脈沖方式發(fā)射的激光有:Er:YAG激光或許多Nd:YAG激光，短脈沖式的激光的強度(即功率)可以達到1,000瓦特或更高，這些強度高、吸光性也高的激光，只適用于清除硬組織。 激光在齲齒的診斷方面的應用 1.脫礦、淺齲 2.隱匿齲 激光在治療方面的應用 1.切割 2.充填物的聚合，窩洞處理 【激光美容】 (1)激光在美容界的用途越來越廣泛。激光是通過產(chǎn)生高能量，聚焦精確，具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織而在局部產(chǎn)生高熱量從而達到去除或破壞目標組織的目的，各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉著，如太田痣、鮮紅斑痣、雀斑、老年斑、毛細血管擴張等，以及去紋身、洗眼線、洗眉、治療瘢痕等;而近年來一些新型的激光儀，高能超脈沖CO2激光，鉺激光進行除皺、磨皮換膚、治療打鼾，美白牙齒等等，取得了良好的療效，為激光外科開辟越來越廣闊的領域。 (2)激光手術有傳統(tǒng)手術無法比擬的優(yōu)越性。首先激光手術不需要住院治療，手術切口小，術中不出血，創(chuàng)傷輕，無瘢痕。例如:眼袋的治療傳統(tǒng)手術法存在著由于剝離范圍廣、術中出血多，術后愈合慢，易形成瘢痕等缺點，而應用高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋，則以它術中不出血，不需縫合，不影響正常工作，手術部位水腫輕，恢復快，無瘢痕等優(yōu)點，令傳統(tǒng)手術無法比擬。而一些由于出血多而無法進行的內窺鏡手術，則可由激光切割代替完成。(注:有一定的適應范圍) (3)激光在血管性皮膚病以及色素沉著的治療中成效卓越。使用脈沖染料激光治療鮮紅斑痣，療效顯著，對周圍組織損傷小，幾乎不落疤。它的出現(xiàn)，成為鮮紅斑痣治療史上的一次革命，因為鮮紅斑痣治療史上，放射、冷凍、電灼、手術等方法，其瘢痕發(fā)生率均高，并常出現(xiàn)色素脫失或沉著。激光治療血管性皮膚病是利用含氧血紅蛋白對一定波長的激光選擇性的吸收，而導致血管組織的高度破壞，其具有高度精確性與安全性，不會影響周圍鄰近組織。因此，激光治療毛細血管擴張也是療效顯著。 此外，由于可變脈沖激光等相繼問世，使得不滿意紋身的去除，以及各類色素性皮膚病如太田痣，老年斑等的治療得到了重大突破。這類激光根據(jù)選擇性光熱效應理論，(即不同波長的激光可選擇性地作用于不同顏色的皮膚損害)，利用其強大的瞬間功率，高度集中的輻射能量及色素選擇性，極短的脈寬，使激光能量集中作用于色素顆粒、將其直接汽化、擊碎，通過淋巴組織排出體外，而不影響周圍正常組織，并且以其療效確切，安全可靠，無瘢痕，痛苦小而深入人心。 (4)激光外科開創(chuàng)了醫(yī)學美容的新紀元。高能超脈沖CO2激光磨皮換膚術開拓了美容外科的新技術。它利用高能量，極短脈沖的激光，使老化、損傷的皮膚組織瞬間被汽化，不傷及周圍組織，治療過程中幾乎不出血，并可精確的控制作用深度。其效果得到國際醫(yī)學整形美容界充分肯定，被譽為“開創(chuàng)了醫(yī)學美容新紀元”;此外，更有高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋、打鼾、甚至激光美白牙齒等，以其安全精確的療效，簡便快捷的治療在醫(yī)學美容界創(chuàng)造了一個又一個奇跡。激光美容使得醫(yī)學美容向前邁進了一大步，并且賦于醫(yī)學美容更新的內涵。 【激光冷卻】 激光冷卻(laser cooling)利用激光和原子的相互作用減速原子運動以獲得超低溫原子的高新技術。這一重要技術早期的主要目的是為了精確測量各種原子參數(shù)，用于高分辨率激光光譜和超高精度的量子頻標(原子鐘)，后來卻成為實現(xiàn)原子玻色-愛因斯坦凝聚的關鍵實驗方法。雖然早在20世紀初人們就注意到光對原子有輻射壓力作用，只是在激光器發(fā)明之后，才發(fā)展了利用光壓改變原子速度的技術。人們發(fā)現(xiàn)，當原子在頻率略低于原子躍遷能級差且相向傳播的一對激光束中運動時，由于多普勒效應，原子傾向于吸收與原子運動方向相反的光子，而對與其相同方向行進的光子吸收幾率較小;吸收后的光子將各向同性地自發(fā)輻射。平均地看來，兩束激光的凈作用是產(chǎn)生一個與原子運動方向相反的阻尼力，從而使原子的運動減緩(即冷卻下來)。1985年美國國家標準與技術研究院的菲利浦斯(willam D.Phillips)和斯坦福大學的朱檬文(Steven Chu)首先實現(xiàn)了激光冷卻原子的實驗，并得到了極低溫度(24μK)的鈉原子氣體。他們進一步用三維激光束形成磁光講將原子囚禁在一個空間的小區(qū)域中加以冷卻，獲得了更低溫度的“光學粘膠”。之后，許多激光冷卻的新方法不斷涌現(xiàn)，其中較著名的有“速度選擇相干布居囚禁”和“拉曼冷卻”，前者由法國巴黎高等師范學院的柯亨-達諾基(Claud Cohen-Tannodji)提出，后者由朱模文提出，他們利用這種技術分別獲得了低于光子反沖極限的極低溫度。此后，人們還發(fā)展了磁場和激光相結合的一系列冷卻技術，其中包括偏振梯度冷卻、磁感應冷卻等等。朱模文、柯亨-達諾基和菲利浦斯三人也因此而獲得了1997年諾貝爾物理學獎。激光冷卻有許多應用，如:原子光學、原子刻蝕、原子鐘、光學晶格、光鑷子、玻色-愛因斯坦凝聚、原子激光、高分辨率光譜以及光和物質的相互作用的基礎研究等等。 【激光光譜】 激光光譜(laser spectra)以激光為光源的光譜技術。與普通光源相比，激光光源具有單色性好、亮度高、方向性強和相干性強等特點，是用來研究光與物質的相互作用，從而辨認物質及其所在體系的結構、組成、狀態(tài)及其變化的理想光源。激光的出現(xiàn)使原有的光譜技術在靈敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能獲得強度極高、脈沖寬度極窄的激光，對多光子過程、非線性光化學過程以及分子被激發(fā)后的弛豫過程的觀察成為可能，并分別發(fā)展成為新的光譜技術。激光光譜學已成為與物理學、化學、生物學及材料科學等密切相關的研究領域。 【激光傳感器】 激光傳感器(laser transducer)利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。 【激光雷達】 激光雷達(laser radar)是指用激光器作為輻射源的雷達。激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產(chǎn)物 。由發(fā)射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發(fā)射機是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等;天線是光學望遠鏡;接收機采用各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測方法分直接探測與外差探測。 【激光武器】 激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。根據(jù)作戰(zhàn)用途的不同，激光武器可分為戰(zhàn)術激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。武器系統(tǒng)主要由激光器和跟蹤、瞄準、發(fā)射裝置等部分組成，目前通常采用的激光器有化學激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉向靈活、可實現(xiàn)精確打擊、不受電磁干擾等優(yōu)點，但也存在易受天氣和環(huán)境影響等弱點。激光武器已有30多年的發(fā)展歷史，其關鍵技術也已取得突破，美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進行了各種激光打靶試驗。目前低能激光武器已經(jīng)投入使用，主要用于干擾和致盲較近距離的光電傳感器，以及攻擊人眼和一些增強型觀測設備;高能激光武器主要采用化學激光器，按照現(xiàn)有的水平，今后5-10年內可望在地面和空中平臺上部署使用，用于戰(zhàn)術防空、戰(zhàn)區(qū)反導和反衛(wèi)星作戰(zhàn)等。 【激光武器的分類】 不同功率密度，不同輸出波形，不同波長的激光，在與不同目標材料相互作用時，會產(chǎn)生不同的殺傷破壞效應。用激光作為“死光”武器，不能像在激光加工中那樣借助于透鏡聚焦，而必須大大提高激光器的輸出功率，作戰(zhàn)時可根據(jù)不同的需要選擇適當?shù)募す馄?。目前，激光器的種類繁多，名稱各異，有體積整整占據(jù)一幢大樓、功率為上萬億瓦、用于引發(fā)核聚變的激光器，也有比人的指甲還小、輸出功率僅有幾毫瓦、用于光電通信的半導體激光器。按工作介質區(qū)分，目前有固體激光器、液體激光器和分子型、離子型、準分子型的氣體激光器等。同時，按其發(fā)射位置可分為天基、陸基、艦載。車載和機載等類型，按其用途還可分為戰(zhàn)術型和戰(zhàn)略型兩類。 1.戰(zhàn)術激光武器 戰(zhàn)術激光武撂是利用激光作為能量，是像常規(guī)武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機等，打擊距離一般可達20公里。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮，它們能夠發(fā)出很強的激光束來打擊敵人。1978年3月，世界上的第一支激光槍在美國誕生。激光槍的樣式與普通步槍沒有太大區(qū)別，主要由四大部分組成:激光器、激勵器、擊發(fā)器和槍托。目前，國外已有一種紅寶石袖珍式激光槍，外形和大小與美國的派克鋼筆相當。但它能在距人幾米之外燒毀衣服、燒穿皮肉，且無聲響，在不知不覺中致人死命，并可在一定的距離內，使火藥爆炸，使夜視儀、紅外或激光測距儀等光電設備失效。還有7種稍大重量與機槍相仿的小巧激光槍，能擊穿銅盔，在1500米的距離上燒傷皮肉、致瞎眼睛等。 戰(zhàn)術激光武器的"挖眼術"不但能造成飛機失控、機毀人亡，或使炮手喪失戰(zhàn)斗能力，而且由于參戰(zhàn)士兵不知對方激光武器會在何時何地出現(xiàn)，常常受到沉重的心理壓力。因此，激光武器又具有常規(guī)武器所不具備的威懾作用。1982年英阿馬島戰(zhàn)爭中，英國在航空母艦和各類護衛(wèi)艦上就安裝有激光致盲武器，曾使阿根廷的多架飛機失控、墜毀或誤入英軍的射擊火網(wǎng)。 2.戰(zhàn)略激光武器