付振峰+郝超杰

摘 要：激光，作为一种新型的光源，目前已经得到广泛的应用。本文简介激光的发展简史、应用现状和发展趋势，对激光的进一步发展提供参考。

关键词：激光；激光现状；发展趋势

1 引言

激光是20世纪以来，继原子能、半导体、计算机之后，人类的又一重大发明。激光光源的出现是人造光源历史上的一次革命。激光的英文名称是LASER，是由其全程Light amplification by stimulated emission of radiation取字头组合而成的专用名次，其汉语意思是通过受激辐射光扩大。1964年10月经钱学森院士提议取名为激光，得到了我国科学界的一致认同并沿用至今。

2 激光的原理

光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子，同时改变自身运动状况的表现。

组成物质的离子或原子都有一系列特定的能级。正常情况下离子或原子只能出在特定的能级上，这是跟离子或原子内部的微观结构是密不可分的。当离子或原子状态发生改变，从一个能级跃迁到另一个能级，相应的就会吸收或者辐射光子。一般来说，导致离子或原子的状态改变的原因分为三种。

2.1 受激吸收

当离子或原子的振动频率与外界激发频率相同时，发生共振吸收，离子或原子从较低的能级跃迁到较高能级，同时吸收一个光子。这种跃迁被称为受激吸收。

2.2 自发辐射

对于处于激发态（E2）的离子或者原子来说，其状态往往是不稳定的，会很快的衰变到较低的能级（E1）。即使没有外界作用，离子或原子也有一定的跃迁概率。在跃迁过程中，离子或原子会自发地辐射出能量为（E2-E1）的光子，频率为 。这种辐射过程被称为自发辐射。

2.3 受激辐射（激光）

除自发辐射外，处于激发态（E2）的离子或原子还可以以另一种方式发生跃迁。当用一定的频率 入射时，会导致离子或原子

迅速的从激发态（E2）跃迁到较低的能级（E1），同时辐射出一個与入射光子频率、相位偏振状态以及传播方向完全相同的光子。这个辐射过程被称为受激辐射。

3 发展现状

3.1 国外现状

国外以美、德、日为代表的几个发达国家在激光加工产业领域的发展速度惊人，它们在主要的大型制造产业，如汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业中基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入"光制造"时代。激光在工业制造中所显示出的低成本、高效率以及应用的巨大潜力，成为世界主要工业国家间互相竞争的动力，纷纷将激光技术作为本国重要的尖端技术给予积极支持，加紧制定国家级激光产业发展计划。美国通过其"精密激光机械加工（PLM）协会"来激励其新工艺技术的发展，力求使美国工业激光器技术在世界上处于领先的地位，并在世界市场中获得较大的份额。德国在1994年-2002年制订了国家激光发展计划，促使德国激光器和激光工业应用后来居上，位于世界领先地位。激光设备在德国汽车和机械制造中的广泛应用，使其在这些领域内的竞争能力近年来得到显著提高。并制订了德国"2002-2006光学促进计划"，将激光技术作为重中之重，认为未来所有制造加工业中有12%以上的加工工艺需要用激光技术来替代。除此之外，英国"阿维尔计划"、日本"激光研究五年计划"，甚至俄罗斯、韩国、新加坡、印度也制订有专门的激光技术发展计划。

根据国际激光行业权威刊物《LASER FOCUS WORLD》每年发布的统计资料表明，全球激光器产业市场发展迅猛，激光产品销售每年平均以高于10%的速度增长，并呈现出加速增长的趋势。

3.2 国内现状

我国激光技术研究与国外同时起步，是当时与国外技术差距最小的高科技领域。在国家"六五"至"十一五"科技项目的支持下，逐步形成了以华中科技大学和中科院四大光机为典型代表的研究机构，在激光器的一些核心技术研发上已形成较全面的技术成果，形成了5个国家级的激光技术研究中心。其中，激光技术国家重点实验室、激光加工国家工程研究中心、武汉光电国家实验室（筹）和最早开设激光学科的华中科技大学均坐落在武汉，成为我国激光技术的发源地。

我国激光加工产业一直呈指数增长，目前我国已经形成华中、珠三角、长三角、环渤海四大激光产业带，有21个省市、地区生产和销售激光设备，常年有定型产品生产和销售，并形成一定规模的企业有200家左右，以激光产品为主业的上市公司有两家。2008年全国激光产业销售总额达到了80亿元。

4 前景预测

激光器的未来发展趋势集中在半导体激光器、光纤激光器、碟片激光器等。中国在半导体激光器方面已经走在世界的前列，未来我国应重视对光纤激光器、碟片激光器的研发。截至写稿时我国已经形成激光加工机生产企业达200余家，从业人员近2万，其中科技人员约占50%，具有中高级职称的员工约占30%，已经形成一支具有相当实力的产业队伍。激光业界共同努力，自主研发，提升技术，激光产业将在国际舞台上再上一个台阶。

5 面临挑战

随着我国制造业企业技术改造力度加大，近年来数控激光切割、焊接成套装备市场异常活跃，年需求可达到1000台以上。但国内市场缺乏满足行业需求的国产中高端激光装备产品，同时在与国外产品进行配套服务时，配套技术也达不到客户需求。制约激光产业发展中的某些核心技术，如激光装备所需的控制软件、生产光纤激光器必需的特种光纤等，由于缺乏与数控相关企业、光电子相关企业之间的技术协作，导致技术一直难以取得突破，制约了激光产业核心竞争力的提升。

中国激光行业现状研究分析及市场前景预测报告对我国激光行业现状、发展变化、竞争格局等情况进行深入的调研分析，并对未来激光市场发展动向作了详尽阐述，还根据激光行业的发展轨迹对激光行业未来发展前景作了审慎的判断，为激光产业投资者寻找新的投资亮点。endprint