Multiple wavelength switching fiber laser with fiber structure, smaller coupled losses, small size, ease of integration and many other advantages, is wave division multiplexing WDM and dense wavelength division multiplexing DWDM important light Its performance directly determines the quality of optical communication systems, the importance of increasing, there is an urgent need to further study, improve its performance to be an inevitable This article details the study of dual - wavelength fiber laser based on AWG, a sketch of arrayed waveguide grating ( AWG ) works, taken together, this paper is divided into the following sections : Elaborate on the rationale and basic structure of a fiber laser, and describes several wavelength switched erbium - doped fiber On experimental needs in optical instruments are described in detail, including the EDFA, optical attenuator, optical Coupler, optical wave division multiplexing, optical isolator, light switches, filters and phase modulation, intensity modulator and so Conducted an in-depth study on multi-wavelength fiber lasers, and elaborated on several stable multi-wavelength fiber laser technology at room
Multi wavelength switchable fiber laser with fiber structure, coupling loss, small volume of the integrated and many other advantages, is the wavelength division multiplexing ( WDM ) and dense wavelength division multiplexing ( DWDM ) is an important light Its performance directly determines the quality of the optical communication system, its importance is increasingly outstanding, it is urgent to further study, improve their performance has become an inevitable This article elaborated in detail based on the AWG dual wavelength fiber laser research, describes the array waveguide grating ( AWG ) principle, comprehensive point of view, this thesis mainly divides into the following several parts:The 1elaborates fiber laser with basic principle and basic structure, and introduced several wavelength switchable erbium-doped fiber In 2experiments required optical instrument are introduced in detail, including EDFA, optical attenuator, optical coupler, wavelength division multiplexing, optical isolator, optical switch, filter and a phase modulator, intensity 3 pairs of multi wavelength fiber laser is studied, and expounds several room-temperature stable multi-wavelength fiber laser
More fiber laser wavelength can switch has the fine structure, the coupling wastage, small volume facilitate integration and many other advantages, is WDM and DWDM (DWDM) important light It's performance directly determine the optical communication system of quality, and the growing importance, so it is urgent to its further study, improve the performance becomes a necessary This paper expounds the double wave of AWG based on optical fiber laser research, this paper describes the array waveguide grating (AWG) work principle, taken together, this thesis mainly divided into the following several parts: Expounds the basic principle of the optical fiber laser and basic structure, and introduces several kinds of wavelength can switch erbium laser optical On the experiment to have in the optical instrument is introduced in detail, including EDFA, optical attenuator, optical couplers, light WDM device, light the light switch, isolation, filter and phase modulator, strength modulator and so To optical fiber laser wavelength further research, and expounds several more stable at room temperature wavelength optical fiber laser
半导体激光器解析 半导体物理学的迅速发展及随之而来的晶体管的发明，使科学家们早在50年代就设想发明半导体激光器，60年代早期，很多小组竞相进行这方面的研究。在理论分析方面，以莫斯科列别捷夫物理研究所的尼古拉·巴索夫的工作最为杰出。在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上，美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯（Keyes）和奎斯特（Quist）报告了砷化镓材料的光发射现象，这引起通用电气研究实验室工程师哈尔（Hall）的极大兴趣，在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后，哈尔立即制定了研制半导体激光器的计划，并与其他研究人员一道，经数周奋斗，他们的计划获得成功。像晶体二极管一样，半导体激光器也以材料的p-n结特性为基础，且外观亦与前者类似，因此，半导体激光器常被称为二极管激光器或激光二极管。早期的激光二极管有很多实际限制，例如，只能在77K低温下以微秒脉冲工作，过了8年多时间，才由贝尔实验室和列宁格勒（现在的圣彼得堡）约飞（Ioffe）物理研究所制造出能在室温下工作的连续器件。而足够可靠的半导体激光器则直到70年代中期才出现。半导体激光器体积非常小，最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料，一般为6～55微米，由于多种应用的需要，更短波长的器件在发展中。据报导，以Ⅱ～Ⅳ价元素的化合物，如ZnSe为工作物质的激光器，低温下已得到46微米的输出，而波长50～51微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。光纤通信是半导体激光可预见的最重要的应用领域，一方面是世界范围的远距离海底光纤通信，另一方面则是各种地区网。后者包括高速计算机网、航空电子系统、卫生通讯网、高清晰度闭路电视网等。但就目前而言，激光唱机是这类器件的最大市场。其他应用包括高速打印、自由空间光通信、固体激光泵浦源、激光指示，及各种医疗应用等。晶体管利用一种称为半导体的材料的特殊性能。电流由运动的电子承载。普通的金属，如铜是电的好导体，因为它们的电子没有紧密的和原子核相连，很容易被一个正电荷吸引。其它的物体，例如橡胶，是绝缘体 --电的不良导体--因为它们的电子不能自由运动。半导体，正如它们的名字暗示的那样，处于两者之间，它们通常情况下象绝缘体，但是在某种条件下会导电。对半导体的早期研究集中在硅上，但硅本身不能发射激光。1948年贝尔实验室的William Schockley，Walter Brattain 和 John Bardeen 发明的晶体管。这一发明推动了对其它半导体裁的研究发展进程。它也为利用半导体中的发射激光奠定了概念性基础。1952年，德国西门子公司的 Heinrich Welker指出周期表第III和第V列之间的元素合成的半导体对电子装置有潜在的用途。其中之一，砷化镓或GaAs，它在寻找一种有效的通讯激光中扮演了重要角色。对砷化镓（GaAs）的研究涉及到三个方面的研究：高纯度晶体的叠层成长的研究，对缺陷和掺杂剂（对一种纯物质添加杂质，以改变其性能）的研究以及对热化合物稳定性的影响的分析。有了这些研究成果，通用电器，IBM和麻省理工大学林肯实验室的研究小组在1962年研制出砷化镓（GaAs）激光发生器。但是有一个老问题始终悬而未决：过热。使用单一半导体，（通常是GaAs）的激光发生器效率不是很高。它们仍需大量的电来激发激光作用，而在正常的室温下，这些电很快就使它们过热。只有脉冲操作才有可能避免过热（脉冲操作：电路或设备在能源以脉冲方式提供时的工作方式），可是通过这种工作方式不能通讯传输。科学家们尝试了各种方法来驱热一例如把激光发生器放在其它好的热导体材料上，但是都没成功。然后在 1963年，克罗拉多大学的Herbert Kroemer提出了一种不同的的方式--制造一个由半导体"三明治"组成的激光发生器，即把一个薄薄的活跃层嵌在两条材料不同的板之间。把激光作用限制在薄的活跃层里只需要很少的电流，并会使热输出量保吃持在可控范围之内。这样一种激光发生器不是只靠象把奶酪夹在两片面包那样，简单地塞进一个活跃层就能制造出来的。半导体晶体中的原子以点阵的方式排列，由电子组成化学键。要想制造出一个在两个原子之间有必要电子键连接的多层半导体，这个装置必须是由一元半导体单元组成，我们称之为多层晶体。 1967年，贝尔实验室的研究员Morton Panish 和 Izuo Hayashi 提出了用GaAs的修改型--即其中几个铝原子代替一些镓，一种称为"掺杂"的过程-- 来创造一种合适的多层晶体的可能性的建议。这种修改型的化合物，AlGaAs, 的原子间隔和GaAs相差不到1000分之一。研究人员提出，把 AlGaAs种植在GaAs 薄层的任何一边，它都会把所有的激光作用限制在GaAs层内。在他们面前，还要有几年的工作，但是通向"不间断状态" 激光发生器-在室温下仍能持续工作的微型半导体装置-的大门已经敞开了。还有一个障碍：怎样发射跨过长距离的光信号。长波无线电波可以很容易穿透浓雾和大雨，在空气中自由传播，但是短波激光会被空气中的水蒸气和其它颗粒反射回来，以至于不是被分散就是被阻挡住。一个多雾的天气会使激光通讯联络终断，因此光需要一个类似于电话线的导管。
回答 您好喔 这些是应用方面的喔 1、激光加工技术 激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。 热加工和冷加工均可应用在金属和非金属材料，进行切割，打孔，刻槽，标记等。热加工金属材料进行焊接，表面处理，生产合金，切割均极有利。冷加工则对光化学沉积，激光快速成形技术，激光刻蚀，掺染和氧化都很合适。 2、激光快速成型 用激光制造模型时用的材料是液态光敏树脂，它在吸收了紫外波段的激光能量后便发生凝固，变化成固体材料。把要制造的模型编成程序，输入到计算机。激光器输出来的激光束由计算机控制光路系统，使它在模型材料上扫描刻划，在激光束所到之处，原先是液态的材料凝固起来。激光束在计算机的指挥下作完扫描刻划，将光敏聚合材料逐层固化，精确堆积成样件，造出模型。所以，用这个办法制造模型，速度快，造出来的模型又精致。该技术已在航空航天、电子、汽车等工业领域得到广泛应用。 3、激光焊接 激光束照射在材料上，会把它加热至融熔，使对接在一起的组件接合在一起，即是焊接。激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。由于激光能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。因为用激光焊接是不需要任何焊料的，所以排除了焊接组件受污染的可能;其次，激光束可被光学系统聚成直径很细的光束，换言之，激光可以作成非常精细的焊枪，做精密焊接工作;还有激光焊接与组件不会直接接触，亦即这是非接触式的焊接，因而材料质地脆弱也不打紧，还可以对远离我们身边的组件作焊接，也可以把放置在真空室内的组件焊接起来。因为激光焊接有这些特点，所以它在微电子工业中尤其受欢迎。 4、激光雕刻 用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀更方便，更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上，比如在花冈巖、钢板上作雕刻，或者是在一些比较柔软的材料，比如皮革上作雕刻，就比较吃力，刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同，因为它是利用高能量密度的 提问 谢谢 你太厉害了 回答 不至于哦 也就是普通人喔 更多11条
你好，不好意思，这个我不会哦
激光——人类创造的神奇之光 激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践 迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。 激光的产生原理： 受激辐射基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出的一套全新的理论。这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”， 一段激活物质就是一个激光放大器。 激光的特点： （一）定向发光 普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。 （二）亮度极高 在激光发明前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为02勒克斯（光照度的单位），颜色鲜红，激光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高。 （三）颜色极纯 光的颜色由光的波长（或频率）决定。一定的波长对应一定的颜色。太阳光的波长分布范围约在76微米至4微米之间，对应的颜色从红色到紫色共7种颜色，所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光的光源称为单色光源，它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源，只发射某一种颜色的光。单色光源的光波波长虽然单一，但仍有一定的分布范围。如氪灯只发射红光，单色性很好，被誉为单色性之冠，波长分布的范围仍有00001纳米，因此氪灯发出的红光，若仔细辨认仍包含有几十种红色。由此可见，光辐射的波长分布区间越窄，单色性越好。 激光器输出的光，波长分布范围非常窄，因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例，其光的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米，是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见，激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。 （四）能量密度极大 光子的能量是用E=hγ来计算的，其中h为普朗克常量，γ为频率。由此可知，频率越高，能量越高。激光频率范围846*10^(14)Hz到895*10^(14)H 激光能量并不算很大，但是它的能量密度很大（因为它的作用范围很小，一般只有一个点），短时间里聚集起大量的能量，用做武器也就可以理解了。 目前激光技术及其应用研究内容包括： ⑴超快超强激光：超快超强激光主要以飞秒激光的研究与应用为主，作为一种独特的科学研究的工具和手段，飞秒激光的主要应用可以概括为三个方面，即飞秒激光在超快领域内的应用、在超强领域内的应用和在超微细加工中的应用。其中飞秒激光超微细加工是当今世界激光、光电子行业中的一个极为引人注目的前沿研究方向。 ⑵新型激光器研究：激光测距仪是激光在军事上应用的起点，将其应用到火炮系统，大大提高了火炮射击精度。激光雷达相比于无线电雷达，由于激光发散角小，方向性好，因此其测量精度大幅度提高。由于同样的原因，激光雷达不存在"盲区"，因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测量。但由于大气的影响，激光雷达并不适宜在大范围内搜索，还只能作为无线电雷达的有力补足。 ⑶激光医疗：激光在医学上的应用分为两大类：激光诊断与激光治疗，前者是以激光作为信息载体，后者则以激光作为能量载体。多年来，激光技术已成为临床治疗的有效手段，也成为发展医学诊断的关键技术。它解决了医学中的许多难题，为医学的发展做出了贡献。现在，在基础研究、新技术开发以及新设备研制和生产等诸多方面都保持持续的、强劲的发展势头。 ⑷激光化学：激光化学的应用非常广泛。制药工业是第一个得益的领域。应用激光化学技术，不仅能加速药物的合成，而又可把不需要的副产品剔在一旁，使得某些药物变得更安全可靠，价格也可降低一些。又如，利用激光控制半导体，就可改进新的光学开关，从而改进电脑和通信系统。激光化学虽然尚处于起步阶段，但其前景十分光明。 目前全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术。而在光电技术中，其基础技术之一就是激光技术。21世纪的激光技术与产业的发展将支撑并推进高速、宽带、海量的光通信以及网络通信，并将引发一场照明技术革命，小巧、可靠、寿命长、节能半导体(LED)将主导市场。光电技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步，激光产品已成为现代武器的"眼睛"和"神经"。激光的研究必将对相关领域进步起到巨大推动作用。
半导体激光器解析 半导体物理学的迅速发展及随之而来的晶体管的发明，使科学家们早在50年代就设想发明半导体激光器，60年代早期，很多小组竞相进行这方面的研究。在理论分析方面，以莫斯科列别捷夫物理研究所的尼古拉·巴索夫的工作最为杰出。在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上，美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯（Keyes）和奎斯特（Quist）报告了砷化镓材料的光发射现象，这引起通用电气研究实验室工程师哈尔（Hall）的极大兴趣，在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后，哈尔立即制定了研制半导体激光器的计划，并与其他研究人员一道，经数周奋斗，他们的计划获得成功。像晶体二极管一样，半导体激光器也以材料的p-n结特性为基础，且外观亦与前者类似，因此，半导体激光器常被称为二极管激光器或激光二极管。早期的激光二极管有很多实际限制，例如，只能在77K低温下以微秒脉冲工作，过了8年多时间，才由贝尔实验室和列宁格勒（现在的圣彼得堡）约飞（Ioffe）物理研究所制造出能在室温下工作的连续器件。而足够可靠的半导体激光器则直到70年代中期才出现。半导体激光器体积非常小，最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料，一般为6～55微米，由于多种应用的需要，更短波长的器件在发展中。据报导，以Ⅱ～Ⅳ价元素的化合物，如ZnSe为工作物质的激光器，低温下已得到46微米的输出，而波长50～51微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。光纤通信是半导体激光可预见的最重要的应用领域，一方面是世界范围的远距离海底光纤通信，另一方面则是各种地区网。后者包括高速计算机网、航空电子系统、卫生通讯网、高清晰度闭路电视网等。但就目前而言，激光唱机是这类器件的最大市场。其他应用包括高速打印、自由空间光通信、固体激光泵浦源、激光指示，及各种医疗应用等。晶体管利用一种称为半导体的材料的特殊性能。电流由运动的电子承载。普通的金属，如铜是电的好导体，因为它们的电子没有紧密的和原子核相连，很容易被一个正电荷吸引。其它的物体，例如橡胶，是绝缘体 --电的不良导体--因为它们的电子不能自由运动。半导体，正如它们的名字暗示的那样，处于两者之间，它们通常情况下象绝缘体，但是在某种条件下会导电。对半导体的早期研究集中在硅上，但硅本身不能发射激光。1948年贝尔实验室的William Schockley，Walter Brattain 和 John Bardeen 发明的晶体管。这一发明推动了对其它半导体裁的研究发展进程。它也为利用半导体中的发射激光奠定了概念性基础。1952年，德国西门子公司的 Heinrich Welker指出周期表第III和第V列之间的元素合成的半导体对电子装置有潜在的用途。其中之一，砷化镓或GaAs，它在寻找一种有效的通讯激光中扮演了重要角色。对砷化镓（GaAs）的研究涉及到三个方面的研究：高纯度晶体的叠层成长的研究，对缺陷和掺杂剂（对一种纯物质添加杂质，以改变其性能）的研究以及对热化合物稳定性的影响的分析。有了这些研究成果，通用电器，IBM和麻省理工大学林肯实验室的研究小组在1962年研制出砷化镓（GaAs）激光发生器。但是有一个老问题始终悬而未决：过热。使用单一半导体，（通常是GaAs）的激光发生器效率不是很高。它们仍需大量的电来激发激光作用，而在正常的室温下，这些电很快就使它们过热。只有脉冲操作才有可能避免过热（脉冲操作：电路或设备在能源以脉冲方式提供时的工作方式），可是通过这种工作方式不能通讯传输。科学家们尝试了各种方法来驱热一例如把激光发生器放在其它好的热导体材料上，但是都没成功。然后在 1963年，克罗拉多大学的Herbert Kroemer提出了一种不同的的方式--制造一个由半导体"三明治"组成的激光发生器，即把一个薄薄的活跃层嵌在两条材料不同的板之间。把激光作用限制在薄的活跃层里只需要很少的电流，并会使热输出量保吃持在可控范围之内。这样一种激光发生器不是只靠象把奶酪夹在两片面包那样，简单地塞进一个活跃层就能制造出来的。半导体晶体中的原子以点阵的方式排列，由电子组成化学键。要想制造出一个在两个原子之间有必要电子键连接的多层半导体，这个装置必须是由一元半导体单元组成，我们称之为多层晶体。 1967年，贝尔实验室的研究员Morton Panish 和 Izuo Hayashi 提出了用GaAs的修改型--即其中几个铝原子代替一些镓，一种称为"掺杂"的过程-- 来创造一种合适的多层晶体的可能性的建议。这种修改型的化合物，AlGaAs, 的原子间隔和GaAs相差不到1000分之一。研究人员提出，把 AlGaAs种植在GaAs 薄层的任何一边，它都会把所有的激光作用限制在GaAs层内。在他们面前，还要有几年的工作，但是通向"不间断状态" 激光发生器-在室温下仍能持续工作的微型半导体装置-的大门已经敞开了。还有一个障碍：怎样发射跨过长距离的光信号。长波无线电波可以很容易穿透浓雾和大雨，在空气中自由传播，但是短波激光会被空气中的水蒸气和其它颗粒反射回来，以至于不是被分散就是被阻挡住。一个多雾的天气会使激光通讯联络终断，因此光需要一个类似于电话线的导管。
国防科技与军事是密切相关的两个领域。二者之间的关系可以概括为：军事上的需要促成了国防科技领域的形成与发展；国防科技的发展为军事提供所需要的物质技术手段，在此同时还会促使军事领域不断发生变革，甚至导致出现军事革命；军事上的变革和战争提出了新的需要又会给国防科技发展以新的推动力。国防科技与军事之间相互关系的这种机制或逻辑是一种客观存在的规律。近几年来，新军事革命问题成为人们关心的热门话题。实际上，新军事革命正是上述客观规律在军事高技术迅速发展这一特定条件下的反映。当然，国防科技与军事的关系还会受到政治、经济等因素的影响。 一、军事上的需要是国防科技发展的强大动力 社会的需要是科技发展的动力。恩格斯曾指出：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要会比十所大学更能把科学推向前进”(《马克思恩格斯全集》第四卷，人民出版社，1972年，第505页)。同样的，作为整个科学技术的重要组成部分的国防科技，则是社会的特殊需要———军事需要的产物，而且这种需要比任何力量都更能把国防科技推向前进。 自从国家产生以后，为了维护国家的领土主权以及维护和获取国家的根本战略利益，便产生了国防和国家间的战争。为了巩固国防或为了夺取战争的胜利，各国都力图掌握更先进的军事技术手段，于是便组织专门力量研制武器装备，国防科技便由此产生。由于新的武器的发明和使用可以造成军事上的巨大优势，从而使得“最幼稚的公理论者”，也从“手枪战胜利剑”的铁的事实中，越来越清楚地认识到国防科技对于军事及战争的重要影响，因此国防科技便愈来愈受到各国政府的高度重视。正如科学学创始人丁·贝尔纳所认为的：“自古以来，改进战争技术，一直比改善和平生活更需要科学。这并不是由于科学家具有好战的特性，而是因为战争的需要比其他需要更加急迫。各国君主和政府不那么乐于向其他研究工作提供津贴，都乐于向军用研究工作提供经费，因为科学界能研制出新的装备，而这种装备由于十分新颖，在军事上极为重要”。这里如实地指出了为满足军事上的需要研制武器装备，是国防科技发展的动力和主要任务与目的。 第二次世界大战结束以后，从50年代至80年代末，在长达40余年的冷战岁月，美苏两国进行了激烈的军备竞争，两国都执行优先发展国防科技的战略，并要求国防科技部门为军队研制出一批又一批、一代又一代在战术技术性能上超过对方的先进武器装备。在军事需求的强烈刺激下，两国的国防科技发展获得了强大的推动力，达到了极度的繁荣。许多其他国家在这种临战状态下也被迫采取相应的对策加速国防科技的发展。据统计，到80年代中期，世界各国每年的国防科研经费累计高达800～1000亿美元。就这样，在冷战的军事需求的推动下，国防科技发展进入了军事高技术时代。 冷战结束以后，世界主要国家都调整了军事战略，压缩了军费开支，军事需求从原先既追求武器装备的数量又重视其质量转向主要追求其高质量，国防科技也因此而进入注重发展高新技术武器装备的新时期，即进入了“打什么仗需要什么武器就能研制出什么武器”的新时期。 自90年代初开始，美国国防部、美军参谋长联席会议及三军，每年都要研究并提出美军的军事需求，同时根据这种需求制定和调整其国防科技和武器装备发展计划。例如，1996年，美军又确定了新的未来11大军事需求，为满足这些军事需求还分别制定了国防科技“基础研究计划”、《国防技术领域计划》和《联合作战科学技术计划》，这些计划对所要研究发展的科学技术领域及武器装备所要达到的性能要求都有明确的规定。俄罗斯、日本及西欧国家也采取了类似的举措。由于未来的军事需求主要是关于信息战能力的需求，因此有关国家的国防科技发展正紧密围绕夺取信息优势的信息战技术、C3I系统和精确制导武器等军事高技术开展研究工作。 综上所述，国防科技完全是在军事或国防的需要的推动下不断获得发展的。国不可一日无防，国防不可一日无科学技术。展望未来，世界各国的国防科技都将在军事需求的不断推动下，继续不断地获得发展，并随着军事需求的高技术化而日益走向高技术化。 二、国防科技发展对武器装备的影响 军事上的需要导致国防科技的发展，而国防科技发展为了满足军事上的需要，必须不断研制出新型武器装备，因而必然对武器装备，即对军事技术手段产生重大影响。 总体上看，直接从事武器装备研制的国防科技对武器装备发展的影响是全面的、决定性的。这集中表现在：使武器装备的原理和种类不断多样化、结构逐渐复杂化、性能日益得到提高。 由于国防科研的开展，使许多新的理论、原理和技术被用于武器装备之中，从而不断出现一批又一批概念全新的武器装备。从利用机械能杀伤敌人的冷兵器到利用化学能的近代火器(包括枪、炮、普通炸弹、氢弹、中子弹、激光武器、电磁微波武器)，甚至是利用生物遗传密码对付敌人的生物武器等，各种各样的武器装备无一不是国防科研的重要成果。从种类上统计，国防科研大致已使武器装备从冷兵器时代的20多种发展到第二次世界大战时的200多种，现在又进一步增加到1000种以上。 随着武器装备的种类越来越多、概念越来越新，其结构也越来越复杂。早期的武器仅由几个零部件构成，后来发展到包括数十个、数百个零部件，现在已增加到数千个、数万个甚至上千万个零部件，其复杂性增加了若干个数量级。 在武器装备的性能方面，集中表现在国防科技的发展使武器装备的作用距离和作用范围不断扩大，可靠性日益增强，射程、威力(精度和杀伤半径)、机动性和生存能力都在逐渐提高。 现代雷达的探测距离已达数十公里至数千公里以上，现代的侦察探测 装置可以在数百里之外甚至4万多公里的同步轨道上监视地面的目标。如美国的KH－12照像侦察卫星在几百公里轨道上对地面目标的分辩率为01米，一次照像即可覆盖数百平方公里的地面区域。 至于战斗武器系统性能的提高，更令人惊叹不已。例如，在作用距离或射程方面，采用增程技术可使火炮的射程从20多公里增大到50公里以上。在命中精度方面，采用制导炮弹可使射击精度达0．3米，各种导弹的射程则可依据需要任意控制，其中洲际弹道导弹的射程已达1万多公里，命中精度在10米以内；采用空中加油技术可使军用飞机作远距离的甚至是作不着陆的环球飞行等。在杀伤力方面，国防科技已使单件兵器的杀伤威力大得惊人。 武器系统杀伤力的提高，主要是由于新的国防科研成果被用于武器系统，使其各方面的性能都得到明显改进的结果。军事运筹学建立了一系列理论模型来确定武器的杀伤效能与有关性能之间的关系。比较典型的一个数学模型是：式中：a、N1、λ1、P1依次为一方武器的作战效能、数量(如火炮数或坦克数)、射速和每发弹的杀伤概率：N2、λ2、P2则依次为另一方武器的数量、射速和杀伤概率。从上式可见，只要提高自己所掌握的武器的性能，就可以明显提高其作战效能。通过采用精确制导技术、高爆弹药技术、自动控制技术等，完全可以达到这一目的。例如，美国的155毫米榴弹炮，由于采用了“铜斑蛇”激光制导炮弹，使其对坦克的命中概率比使用普通非制导炮弹提高了2500倍。现代坦克和大口径火炮由于采用了自动装填机、计算机火控系统，反应时间由数十秒缩短在10秒以内，射速提高了一倍以上。现在研制的坦克、飞机、军舰等的机动速度和战场灵活性都有了明显提高，而且普遍装备有电子对抗设备，甚至采用崭新的隐身技术来对付敌方的攻击，以确保自己的生存。 现代高速发展的科学技术特别是高技术对武器装备性能的影响是全面的，而且使其性能改进的范围之广、程度之高是过去任何时代所无法比拟的。第二次世界大战以来，各国所研制的一代又一代的新式武器和一次又一次的战争实践证明，为一种武器所提供的高技术含量赵多，其性能越好，战斗效能就越高。原子弹、氢弹和中子弹等核武器的摧毁能力是众所周知的，各种高技术常规武器的打击能力也在海湾战争中得到了充争证明。现在，配备有先进电子设备和精确制导武器的6架F－111或3架F－15战斗机就能完成第二次世界大战时300架B－17轰炸机才能完成的作战任务，而8架F－117A隐身战斗机只要配备2架空中加油机就能完成75架非隐身作战飞机和支援飞机才能完成的空袭任务。更有甚者，一艘现代大型攻击型航空母舰的作战能力相当于第二次世界大战时美国全部海军舰队攻击力的总和。 现代国防科技的进一步发展，正在并还将导致更多更新的高技术武器装备问世，如计算机病毒、电磁微波炸弹和炮弹等信息战武器以及天基和空基高能激光武器、无人作战航空器、微型侦察探测器、微型攻击机器人等。这一切将使未来的军事领域发生深刻的变化。 三、国防科技的重大突破导致军事上的变革 国防科技发展可为军事或战争的需要提供必不可少的武器装备。与此同时，国防科技发展所取得的重大突破，即战术技术性能得到极大提高的新技术或新型武器装备的研制成功往往会导致军事领域发生变革，或发生军事革命。这种变革涉及军事理论或军事学说的各个方面，而且接照马克思主义军事学说的观点，军事理论的变革主要体现为作战方式的变革和军队编制构成的变革。 (一)新武器强制性地引起作战方式的变革 所谓作战方法，就是战争过程中的用兵方法，即组织兵力、兵器实施战斗的方式或方法。作战方法种类繁多，如按行动类型区分，有进功方法、防御方法等；按行动规模区分，有战略、战役和战术范围的作战方法；按军兵种划分，有空战、海战、陆战、坦克战、炮战、化学战等作战方法。军事史表明，所有这些作战方法都是由武器装备决定的，即有什么样的武器装备，就有什么样的作战方法。正如恩格斯所提出的：“一旦技术上的进步可以用于军事目的并且已经用于军事目的，它们便立刻几乎强制地，而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式上的改变甚至变革。”(《马克思恩格斯全集》第20卷，北京：人民出版社，1956．187)从古至今，要在战场上有效地杀伤敌人以及抵御敌人的进攻，必须依靠手中的武器并充分发挥武器的效能，因此作战方式、方法必然会随着武器装备的发展而变化。 当青铜器和铁兵器出现以后，远古时期没有队形的搏斗便被有严格组织的战斗队形———“阵”(如古罗马军队的方阵)所取代。 弓箭发明以后，较远距离的射箭便成为一种作战方式，而且使古代战车及骑兵受到威胁，于是出现了专门的步兵及步兵战术。 火药的发明，迎来了军事发展的一个新时代。使用火药的火枪、火炮发明并用于战争以后，先后出现了线式战术、散兵战术及线式和散兵相结合的战术。而且，随着军事技术的改进，巷战的方式方法也在发生变化。老式的建筑街垒和防街垒的方法被炮弹和炸药所粉碎。18世纪60年代以后，舰载线膛炮、无烟火药等伴随着蒸汽动力舰船技术获得了极大的发展，从而出现了成一线纵列队形进行集火射击的海战方法。 第一次世界大战结束后，坦克、飞机和航空母舰等一系列新式武器装备获得了迅速发展。第二次世界大战中，相继产生了飞机、火炮和坦克相配合、梯次快速装甲集群突击的闪击战术及大纵深作战方法，还出现了空中战役、空降作战、战略轰炸等新战法。战列舰在海战中的地位最终被航空母舰所取代，舰载机的制空作战讲座－35－中国国防科技信息1998年第3期和空中轰炸攻击作战成为争夺制海权的关键。由于多军兵种的诞生，多军兵种的联合作战逐渐变成了主要的作战方式。 第二次世界大战以后，特别是70年代以来，由于以探测技术、C3I系统、电子战技术等信息技术的精确制导武器等为代表的军事高技术的崛起和发展，正在军事领域引起一场前所未有的深刻变革，其中作战方式的变革尤为引人注目。海湾战争和波黑战争都表明，使用精确制导武器的中远程精确打击作战、空袭与反空袭作战、争夺电磁频谱使用权的电子战等已成为现代战争的典型作战方式。 现在已可以断言，随着国防科技的进一步发展，以计算机病毒等为手段的攻击计算机互联网络、通信系统、金融系统的信息战，以及用各种“软杀伤”武器或“硬杀伤”武器摧毁C3I系统的指挥控制战即将成为未来高技术战争的崭新作战方式。 (二)新武器引起军队组织编制的改变 随着武器装备的不断发展，军队的军兵种结构及规模(包括编制人数和武器装备的数量)也不断发生相应的变化。恩格斯在谈到这一问题时曾指出：“随着新的作战工具即射击火器的发展，军队的整个内部组织就必然改变了，各个人借以组成军队并能作为军队行动的那些关系就改变了，各个军队相互间的关系也发生了变化。”(马克思恩格斯军事文集：第1卷，北京：战士出版社，1981．53)实际上不只是火器如此，各种新武器的发明也都会带来类似的变化。 新武器装备导致新军兵种的诞生和旧兵种的消亡，已是公认的历史事实。 从古代到20世纪初，军队一直由陆军和海军组成，而且以陆军为主，兵种也不多。步兵是最老和最基本的兵种。步枪发明以后，手持冷兵器格斗的步兵被步枪手所取代，步兵逐渐形成了班、排、连、营、团、师的组织体制。火炮用于战争，导致了炮兵的出现。随着化学武器、坦克、通信设备等各种武器和技术装备的出现，陆军中又增加了防化兵、通信兵、装甲兵、工程兵、侦察兵等兵种。机枪、坦克和装甲车辆大量装备部队使在战场上驰聘了几千年之久的骑兵退出了战争舞台。海军由于任务的特殊性一直是一个独立军种。潜艇、导弹、核武器及航空母舰的发展，使大炮巨舰主义成为历史。主要以航空母舰为基地的海军航空兵这一海军新兵种的建立使海军舰队的构成由以战列舰为中心变为以航空母舰为中心。 飞机的研制成功并用于空战标志着空中战场的开辟。第一次世界大战初步显示出飞机这一新装备的重大作用，随后空军这一崭新的军种在各国纷纷建立。军用飞机的发展又引起空降兵的出现，同时促进了高炮、防空导弹和雷达的研制，进而导致了防空兵的问世。此外，进入60年代以后，由于核弹头及其运载装置的发展，一些核大国还组建了战略火箭军或战略核部队这一新军种。 据预测，随着信息战技术和军用航天器(包括各种侦察卫星、作战卫星、军用空间站、军用空天飞机等)及空间武器系统(天基定向能武器、动能武器、电磁脉冲武器等)的发展，未来很可能出现全新的信息战和天战等更新的军兵种或作战部队。 为了合理地利用多军兵种的各种武器装备更有效地进行作战，以增强进攻和防御能力，许多国家又组建了包括多军兵种的合成军。新武器装备的出现除了引起军兵种类型的变化之外，还会引起军队中各国兵种构成比例和军队规模的变化。 一般而论，新武器装备的新技术含量高，性能较优异，但结构复杂，造价昂贵，因此各国只能根据需要和可能组建相应的军兵种，并随着国防科技和经济发展逐步增大技术性的军兵种在整个军队构成中的比例。以前苏军为例，20年代各军种的比例是：陆军98．6％，空军0．5％，海军10％，30年代末上述比例依次变为75．2％，12．8％，9．7％，其余2．3％为新组建的国土防空军。这种比例一直保持至50年代末。60年代以后，由于新武器装备的发展，战略火箭军组建，上述比例发生了重大改变。到80年代末，前苏军的军种结构为：陆军45．2％，空军10．7％，海军10．7％，防空军12．3％，战略火箭军7．1％，边防军5．5％，内卫军8?％。不但如此，陆军、边防军、内卫军等都是由多军种组成的合成部队。美军的技术军兵种比例也逐渐增大，80年代末，美陆、海、空三军的比例为35．9％、27．0％、27．9％，此外还有9．2％的海军陆战队。至于兵种的构成比例，也大致是技术兵种比例逐渐增大。如现在不少国家都组建了强大的装甲兵、电子战部队等。 由于新武器的性能发生了质的飞跃，从而使部队的战斗力越来越强。现在与第二次世界大战时相比，取得同样的作战效果，所需兵器兵力只及第二次大战时的10～20％。另一方面，由于新武器的杀伤力、破坏力极大，使用大量兵器兵力容易造成更大的损失，并增大后勤保障的难度。因此，从必要性、可行性及减少不必要的损失等各方面因素出发，各国军队的规模及编制单位的构成就越来越小。 部队的战斗人员虽然在减少，但由于武器装备结构越来越复杂，维护保养任务和消耗量越来越大，因此军队的工程技术人员、后勤保障人员等均在增加。例如，战时美军部队的战斗人员和保障人员的比例为1：3，有时甚至达1：5。平时，美军正规部队中有一半为文职人员。 一方面部队的战斗人员在减少，另一方面部队的保障人员在增加，这似乎存在着矛盾。如果在保持部队拥有可靠的战斗能力条件下，尽量减少武器装备和战斗人员的数量，则技术保障和勤务保障任务量均可明显减少，保障人员数量也可减少，从而保证整个部队的规模缩小。这正是目前各国军队确定组织编制的一个重要出发点。 总之，随着国防科技的不断发展和武器装备的日益现代化、高技术化，军队的组织编制将进一步从数量规模型转变为质量效能型，从人力密集型转变为科技密集型。
不同功率密度，不同输出波形，不同波长的激光，在与不同目标材料相互作用时，会产生不同的杀伤破坏效应。用激光作为“死光”武器，不能像在激光加工中那样借助于透镜聚焦，而必须大大提高激光器的输出功率，作战时可根据不同的需要选择适当的激光器。激光器的种类繁多，名称各异，有体积整整占据一幢大楼、功率为上万亿瓦、用于引发核聚变的激光器，也有比人的指甲还小、输出功率仅有几毫瓦、用于光电通信的半导体激光器。按工作介质区分，目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。同时，按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型，按其用途还可分为战术型和战略型两类。1．战术激光武器 战术激光武器是利用激光作为能量，是像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等，打击距离一般可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮，它们能够发出很强的激光束来打击敌人。1978年3月，世界上的第一支激光枪在美国诞生。激光枪的样式与普通步枪没有太大区别，主要由四大部分组成：激光器、激励器、击发器和枪托。国外已有一种红宝石袖珍式激光枪，外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉，且无声响，在不知不觉中致人死命，并可在一定的距离内，使火药爆炸，使夜视仪、红外或激光测距仪等光电设备失效。还有7种稍大重量与机枪相仿的小巧激光枪，能击穿铜盔，在1500米的距离上烧伤皮肉、致瞎眼睛等。战术激光武器的挖眼术不但能造成飞机失控、机毁人亡，或使炮手丧失战斗能力，而且由于参战士兵不知对方激光武器会在何时何地出现，常常受到沉重的心理压力。因此，激光武器又具有常规武器所不具备的威慑作用。1982年英阿马岛战争中，英国在航空母舰和各类护卫舰上就安装有激光致盲武器，曾使阿根廷的多架飞机失控、坠毁或误入英军的射击火网。2．战略激光武器 战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹；可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。例如，1975年11月，美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时，被前苏联的“反卫星”陆基激光武器击中，并变成“瞎子”。因此，高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一，也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。据外刊透露，自70年代以来，美俄两国都分别以多种名义进行了数十次反卫星激光武器的试验。反战略导弹激光武器的研制种类有化学激光器、准分子激光器、自由电子激光器和调射线激光器。例如：自由电子激光器具有输出功率大、光束质量好、转换效率高、可调范围宽等优点。但是，自由电子激光器体积庞大，只适宜安装在地面上，供陆基激光武器使用。作战时，强激光束首先射到处于空间高轨道上的中断反射镜。中断反射镜将激光束反射到处于低轨道的作战反射镜，作战反射镜再使激光束瞄准目标，实施攻击。通过这样的两次反射，设置在地面的自由电子激光武器，就可攻击从世界上任何地方发射的战略导弹。高基高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游弋时，一旦发现对方目标，即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间，居高临下，视野广阔，更是如虎添翼。在实际战斗中，可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击，以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星，甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。激光玻璃 激光玻璃是一种以玻璃为基质的固体激光材料。它广泛应用于各类型固体激光光器中，并成为高功率和高能量激光器的主要激光材料。激光玻璃由基质玻璃和激活离子两部分组成。激光玻璃各种物理化学性质主要由基质玻璃决定，而它的光谱性质则主要由激活离子决定。但是基质玻璃与激活离子彼此间互相作用，所以激活离子对激光玻璃的物理化学性质有一定的影响，而基质玻璃对它的光谱性质的影响有时还是相当重要的。激光历史 1958年，美国科学家肖洛和汤斯发现了一种神奇的现象：当他们将内光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。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励时，都会产生这种不发散的强光--激光。他们为此发表了重要论文。肖洛和汤斯的研究成果发表之后，各国科学家纷纷提出各种实验方案，但都未获成功。1960年5月15日，美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为6943微米的激光，这是人类有史以来获得的第一束激光，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。1960年7月7日，梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生，梅曼的方案是，利用一个高强闪光灯管，来刺激在红宝石色水晶里的铬原子，从而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。前苏联科学家HΓ巴索夫于1960年发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由P层、N层和形成双异质结的有源层构成。其特点是：尺寸小，耦合效率高，响应速度快，波长和尺寸与光纤尺寸适配，可直接调制，相干性好。中国激光研究新进展对军事科学意义重大 据中国科学院消息，经过中国科学院物理所王树铎研究开发小组人员的努力，首次实现了对大面积准分子激光能量的直接测量，其有效测量直径达100mm，在热释电型激光探测器的尺寸上为世界之最。经过与中国原子能科学研究院的有关专家合作以及在国家实验室进行的试验表明，此系统在不同能量区域(10-20J和100-200mJ)均达到了预期的技术指标。据介绍，激光聚变研究是一个很有发展前途的能源开发课题，激光可控热核聚变反应必将给人类生活带来新的转折。激光聚变在军事科学研究中也具有重要意义。在激光聚变实验，特别是在间接驱动聚变研究中，为了生产强的辐射驱动场，人们正在追求高的X光转换效率，良好的辐射输运环境，最佳的辐射驱动场。在这些研究过程中，对准分子激光的能量进行直接监测和研究是非常重要的。该项研究成果表明，该项目的研究开发除了有实力对已开发的产品市场不断开拓外，对国家正在发展的应用需求项目也具备了承担和开发能力。“激光革命”意义非凡 现代社会中，信息的作用越来越重要，谁掌握的信息越迅速、越准确、越丰富，谁也就更加掌握了主动权，也就有更多成功的机会。激光的出现引发了一场信息革命，从VCD、DVD光盘到激光照排，激光的使用大大提高了效率，以及方便人们保存和提取信息，“激光革命” 意义非凡。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工，激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。激光技术已经融入我们的日常生活之中了，在未来的岁月中，激光会带给我们更多的奇迹。激光是现代新光源，具有方向性好、亮度高、单色性好等特点而被广泛应用，如激光测距、激光钻孔和切割、地震监测、激光手术、激光唱头等。激光武器产生的独特烧蚀效应、激波效应和辐射效应，已被广泛运用于防空、反坦克、轰炸机等方面，并已显示了它的神奇威力。我国的激光产业有两大龙头，南有大族激光，北有 G科达（600986），有趣的是，这两只激光股的流通盘分别只有5468万股和4953万股，属袖珍型，但G科达的股价却不及大族激光的零头，后市有很强的爆发潜力。G科达主业是激光电子产品，公司与外资合作，生产具有国际先进技术水平的激光头及相关电子产品，公司安装运行24条生产线，生产三类机种多个型号的激光头产品，可年加工各种激光头4800万件，成为我国最大的激光头生产基地，与行内的“大族激光”双雄鼎立。G科达控股子公司东营科英激光电子有限公司，其经营范围为生产销售电子激光头、机芯及相关产品，主导产品数字解码激光头广泛用于电脑、影碟机、游戏机等高科技电子产品，当前主要客户有LG 电子、华硕电脑、建兴电子等著名IT厂商，由于激光头及其系列产品凝聚着光学、电子、精密机械、微电脑、新材料、微细加工等高新技术之精华，是当今最先端科技的结晶，应用前景非常广阔，公司的激光产业今后可望高速增长。另外G科达的母公司科达实业在G科达05年年报上承诺，“青岛液化石油气低温常压储运工程项目” 建成后将注入到上市公司，使G科达控股华东最大的液化石油气基地项目，创造了一个巨大的利润增长点，因为液化石油气是卖方市场，而且价格还有暴升的可能，公司发展前景堪称一流。G科达与大族激光同是我国激光电子的两大巨子，正在形成激光和液化石油气建设项目两大拳头产业，特别是液化石油气项目注入后公司业绩将会暴增，而现时流通盘不到5000万股，股价在净资产值附近，远离6元的发行价，具有不错的投资投机价值，主力在底部正大举介入，后市有望绝尘而去，值得密切关注。激光学是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，是继原子能、计算机和半导体技术之后的重大科技成果之一。
激光——人类创造的神奇之光 激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践 迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。 激光的产生原理： 受激辐射基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出的一套全新的理论。这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”， 一段激活物质就是一个激光放大器。 激光的特点： （一）定向发光 普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。 （二）亮度极高 在激光发明前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为02勒克斯（光照度的单位），颜色鲜红，激光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高。 （三）颜色极纯 光的颜色由光的波长（或频率）决定。一定的波长对应一定的颜色。太阳光的波长分布范围约在76微米至4微米之间，对应的颜色从红色到紫色共7种颜色，所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光的光源称为单色光源，它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源，只发射某一种颜色的光。单色光源的光波波长虽然单一，但仍有一定的分布范围。如氪灯只发射红光，单色性很好，被誉为单色性之冠，波长分布的范围仍有00001纳米，因此氪灯发出的红光，若仔细辨认仍包含有几十种红色。由此可见，光辐射的波长分布区间越窄，单色性越好。 激光器输出的光，波长分布范围非常窄，因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例，其光的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米，是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见，激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。 （四）能量密度极大 光子的能量是用E=hγ来计算的，其中h为普朗克常量，γ为频率。由此可知，频率越高，能量越高。激光频率范围846*10^(14)Hz到895*10^(14)H 激光能量并不算很大，但是它的能量密度很大（因为它的作用范围很小，一般只有一个点），短时间里聚集起大量的能量，用做武器也就可以理解了。 目前激光技术及其应用研究内容包括： ⑴超快超强激光：超快超强激光主要以飞秒激光的研究与应用为主，作为一种独特的科学研究的工具和手段，飞秒激光的主要应用可以概括为三个方面，即飞秒激光在超快领域内的应用、在超强领域内的应用和在超微细加工中的应用。其中飞秒激光超微细加工是当今世界激光、光电子行业中的一个极为引人注目的前沿研究方向。 ⑵新型激光器研究：激光测距仪是激光在军事上应用的起点，将其应用到火炮系统，大大提高了火炮射击精度。激光雷达相比于无线电雷达，由于激光发散角小，方向性好，因此其测量精度大幅度提高。由于同样的原因，激光雷达不存在"盲区"，因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测量。但由于大气的影响，激光雷达并不适宜在大范围内搜索，还只能作为无线电雷达的有力补足。 ⑶激光医疗：激光在医学上的应用分为两大类：激光诊断与激光治疗，前者是以激光作为信息载体，后者则以激光作为能量载体。多年来，激光技术已成为临床治疗的有效手段，也成为发展医学诊断的关键技术。它解决了医学中的许多难题，为医学的发展做出了贡献。现在，在基础研究、新技术开发以及新设备研制和生产等诸多方面都保持持续的、强劲的发展势头。 ⑷激光化学：激光化学的应用非常广泛。制药工业是第一个得益的领域。应用激光化学技术，不仅能加速药物的合成，而又可把不需要的副产品剔在一旁，使得某些药物变得更安全可靠，价格也可降低一些。又如，利用激光控制半导体，就可改进新的光学开关，从而改进电脑和通信系统。激光化学虽然尚处于起步阶段，但其前景十分光明。 目前全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术。而在光电技术中，其基础技术之一就是激光技术。21世纪的激光技术与产业的发展将支撑并推进高速、宽带、海量的光通信以及网络通信，并将引发一场照明技术革命，小巧、可靠、寿命长、节能半导体(LED)将主导市场。光电技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步，激光产品已成为现代武器的"眼睛"和"神经"。激光的研究必将对相关领域进步起到巨大推动作用。
追溯历史：看激光打印机的发展道路2005-7-13 9:38:00 文/无边 编辑整理 出处：IT(IT世界) 任何一项技术的发明与运用通常都是艰辛的，打印机也是如此，从1885年全球第一台打印机出现以后，科学家们不断地探索，从点阵式打印机到针式打印机，再到喷墨打印机、激光打印机，每一步都履步艰辛，但每一次突破都为人类带来新的福音，这也是科学的根本意义所在。今天笔者打开历史的记录本，和朋友们一起去了解激光打印机曾经被遗忘的过去。 一、 概述 激光打印机的研制，起源于施乐（Xerox）公司1948年生产的世界首台静电复印机。从此以后科学家们开始潜心研究激光技术和激光调制技术在打印机的应用。而说到激光打印机的诞生，不能不谈到被人们誉为“激光打印机之父”的盖瑞·斯塔克维。1970年盖瑞·斯塔克伟泽调到帕罗阿图研究中心（PaloAltoResearchCenter简称PARC，即帕克）工作，1971年11月研制出了世界上第一台激光计算机打印机。1977年，施乐公司的9700型激光打印机投放市场，标志着印刷业一个划时代的开始。刚开始的激光打印机的体积庞大，噪声大，预热需要很长时间而且打印的质量也不尽人意，能支付相当昂贵费用的企业也较少，但技术革新的速度很快，随着半导体激光器的发展、微机控制和激光打印机生产技术的日益成熟，成本不断降低，到了上个世纪90年代，生产和销售额突飞猛进，激光打印机也开始走向普及。 激光打印机由于具有打印质量精美、输出效率高及打印成本低的优势，近年在打印机市场上独占鳌头，成为现代办公不可缺少的输出设备。随着互联网的触角深入到世界的每一个角落，政府、企业、家庭信息化建设的加速，激光打印机应用也越来越广泛。 二、技术 无论是黑白激光打印机还是彩色激光打印机，其基本工作原理是相同的。激光打印机的工作原理如复印，利用电子成像转印技术进行打印。具体来说：首先，计算机把需要打印的内容转换成数据序列形式的原始图像，然后再把这些数据传送给打印机。打印机中的微处理器将这些数据破译成点阵的图样，破译后的点阵图样被送到激光发生器，激光发生器根据图样的内容迅速作出开与关的反应，把激光束投射到一个经过充电的旋转鼓上，鼓的表面凡是被激光照射到的地方电荷都被释放掉，而那些激光没有照到的地方却仍然带有电荷，通过带电电荷吸附的碳粉转印在纸张上从而完成打印。彩色激打构造：四次成像彩色激打构造：一次成像 而彩色激光打印机与黑白激光打印机最大的区别是在引擎结构上，彩色激光打印机采用了C（Cyan，蓝色）、M（Magenta，品红）、Y （Yellow，黄色）和K（Black，黑色）4色碳粉来实现全彩色打印，因此对于一页彩色内容中的彩色要经过CMYK调和实现，一页内容的打印要经过 CMYK的4色碳粉各1次打印过程。从理论上讲，彩色激光打印机要有4套与黑白激光打印机完全相同的机构来实现彩色打印过程。在打印控制器方面，内部处理器的速度比黑白激光打印机高，配置内存也要比黑白激光打印机大。 目前主流的激光打印技术纷繁复杂，我们没有必要一一去探索其原理，下面让我们从打印速度、分辨率、色彩处理技术三方面去了解一些主要的有代表性的技术。打印速度技术革新分辨率技术革新色彩处理技术革新彩色同速技术 Tandem高速引擎 imageRET2400技术 精细墨点控制技术 CoLorSmartII智能色彩二代技术 色阶扩展技术Ⅱ 1。打印速度技术革新 彩色同速技术 惠普的彩色同速技术，也就是一次成像技术，四种颜色的都有各自的成像鼓，因此可在同一时间内在四个成像鼓上分别呈现四种颜色的"电子影像"，并吸附各自对应颜色的碳粉形成四个不同颜色的"潜影"，纸张依次通过四种颜色的"潜影"转印到打印介质上，最后通过定影辊实现定影，由于颜色是一遍打印完成而不是四遍，彩色打印性能得到很大的改进，彩色打印速度与黑白打印一样。 Tandem高速引擎 这一技术在Epson Aculaser C4100最新彩色激光打印机中得到充分的发挥，采用先进的4-2-1串联式(Tandem)打印引擎，CMYK四种色彩能够一次成像，使得打印速度比传统彩色激光打印机速度快4倍，获得每分钟24页的彩色黑白同速的高效输出。2。分辨率技术革新 imageRET2400技术 imageRET2400技术也叫图像分辨率增强技术，这里我们以惠普ColorLaserJet4500彩色激光打印机为例，它采用惠普专利的 ImageRet2400色彩分层技术，在引擎的600dpi物理分辨率基础上，使用颗粒直径小至5微米的UltraPrecise超精细碳粉，在每一个物理像素点上进行多层着色，实现2400dpi效果。这种打印过程在单一点上最大限度地融合进四种颜色，并在指定区域内对碳粉进行分配，实现对颜色的精确控制，从而产生出上百万种柔和的色彩。 精细墨点控制技术 爱普生 AcuLaser精细墨点控制技术通过改变应用于曝光单元的脉冲宽度来控制激光发射的时间。对脉冲宽度的精确控制使得打印机能够控制墨点的大小。所以，该技术可以复制平滑的灰度等级，即使是在亮区和暗区。 4。色彩处理技术革新 色彩处理技术当然是针对彩色激光打印机的，是整个打印机质量重要指标之一。由于激光打印机的打印分辨率通常不如喷墨打印机高，所以要实现高质量的图片打印，色彩处理技术至关重要。 HP CoLorSmartII(HP智能色彩二代技术) HP公司创建ColorSmart 技术的目的是使彩色打印轻松自如。ColorSmart 图像处理技术于1994年推出，是消除早期彩色打印和主流打印之间差别的一种方法。ColorSmart智能化分析需打印的文档，然后根据打印机的能力自动确定最佳的亮度和色彩组合以产生最佳打印效果。后来，ColorSmart增加了新的技术特性，输出质量进一步提高彩色。ColorSmart可鉴定需打印的页面，识别页面的各种元素，并自动调整颜色，使打印结果最逼真、最清晰。 色阶扩展技术Ⅱ 色阶扩展技术II(AcuLaserColor2400)以第一代色阶扩展技术以发展而来。在600dpi分辨率的基础上，对墨点尺寸进行52级的精细调整，同时将像素内每个点都进一步细分，从而使打印精度整体跃升至2400dpi级的崭新高度，使文本表现更锐利，而商品目录及产品照片的细节更鲜明。
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半导体激光器解析 半导体物理学的迅速发展及随之而来的晶体管的发明，使科学家们早在50年代就设想发明半导体激光器，60年代早期，很多小组竞相进行这方面的研究。在理论分析方面，以莫斯科列别捷夫物理研究所的尼古拉·巴索夫的工作最为杰出。在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上，美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯（Keyes）和奎斯特（Quist）报告了砷化镓材料的光发射现象，这引起通用电气研究实验室工程师哈尔（Hall）的极大兴趣，在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后，哈尔立即制定了研制半导体激光器的计划，并与其他研究人员一道，经数周奋斗，他们的计划获得成功。像晶体二极管一样，半导体激光器也以材料的p-n结特性为基础，且外观亦与前者类似，因此，半导体激光器常被称为二极管激光器或激光二极管。早期的激光二极管有很多实际限制，例如，只能在77K低温下以微秒脉冲工作，过了8年多时间，才由贝尔实验室和列宁格勒（现在的圣彼得堡）约飞（Ioffe）物理研究所制造出能在室温下工作的连续器件。而足够可靠的半导体激光器则直到70年代中期才出现。半导体激光器体积非常小，最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料，一般为6～55微米，由于多种应用的需要，更短波长的器件在发展中。据报导，以Ⅱ～Ⅳ价元素的化合物，如ZnSe为工作物质的激光器，低温下已得到46微米的输出，而波长50～51微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。光纤通信是半导体激光可预见的最重要的应用领域，一方面是世界范围的远距离海底光纤通信，另一方面则是各种地区网。后者包括高速计算机网、航空电子系统、卫生通讯网、高清晰度闭路电视网等。但就目前而言，激光唱机是这类器件的最大市场。其他应用包括高速打印、自由空间光通信、固体激光泵浦源、激光指示，及各种医疗应用等。晶体管利用一种称为半导体的材料的特殊性能。电流由运动的电子承载。普通的金属，如铜是电的好导体，因为它们的电子没有紧密的和原子核相连，很容易被一个正电荷吸引。其它的物体，例如橡胶，是绝缘体 --电的不良导体--因为它们的电子不能自由运动。半导体，正如它们的名字暗示的那样，处于两者之间，它们通常情况下象绝缘体，但是在某种条件下会导电。对半导体的早期研究集中在硅上，但硅本身不能发射激光。1948年贝尔实验室的William Schockley，Walter Brattain 和 John Bardeen 发明的晶体管。这一发明推动了对其它半导体裁的研究发展进程。它也为利用半导体中的发射激光奠定了概念性基础。1952年，德国西门子公司的 Heinrich Welker指出周期表第III和第V列之间的元素合成的半导体对电子装置有潜在的用途。其中之一，砷化镓或GaAs，它在寻找一种有效的通讯激光中扮演了重要角色。对砷化镓（GaAs）的研究涉及到三个方面的研究：高纯度晶体的叠层成长的研究，对缺陷和掺杂剂（对一种纯物质添加杂质，以改变其性能）的研究以及对热化合物稳定性的影响的分析。有了这些研究成果，通用电器，IBM和麻省理工大学林肯实验室的研究小组在1962年研制出砷化镓（GaAs）激光发生器。但是有一个老问题始终悬而未决：过热。使用单一半导体，（通常是GaAs）的激光发生器效率不是很高。它们仍需大量的电来激发激光作用，而在正常的室温下，这些电很快就使它们过热。只有脉冲操作才有可能避免过热（脉冲操作：电路或设备在能源以脉冲方式提供时的工作方式），可是通过这种工作方式不能通讯传输。科学家们尝试了各种方法来驱热一例如把激光发生器放在其它好的热导体材料上，但是都没成功。然后在 1963年，克罗拉多大学的Herbert Kroemer提出了一种不同的的方式--制造一个由半导体"三明治"组成的激光发生器，即把一个薄薄的活跃层嵌在两条材料不同的板之间。把激光作用限制在薄的活跃层里只需要很少的电流，并会使热输出量保吃持在可控范围之内。这样一种激光发生器不是只靠象把奶酪夹在两片面包那样，简单地塞进一个活跃层就能制造出来的。半导体晶体中的原子以点阵的方式排列，由电子组成化学键。要想制造出一个在两个原子之间有必要电子键连接的多层半导体，这个装置必须是由一元半导体单元组成，我们称之为多层晶体。 1967年，贝尔实验室的研究员Morton Panish 和 Izuo Hayashi 提出了用GaAs的修改型--即其中几个铝原子代替一些镓，一种称为"掺杂"的过程-- 来创造一种合适的多层晶体的可能性的建议。这种修改型的化合物，AlGaAs, 的原子间隔和GaAs相差不到1000分之一。研究人员提出，把 AlGaAs种植在GaAs 薄层的任何一边，它都会把所有的激光作用限制在GaAs层内。在他们面前，还要有几年的工作，但是通向"不间断状态" 激光发生器-在室温下仍能持续工作的微型半导体装置-的大门已经敞开了。还有一个障碍：怎样发射跨过长距离的光信号。长波无线电波可以很容易穿透浓雾和大雨，在空气中自由传播，但是短波激光会被空气中的水蒸气和其它颗粒反射回来，以至于不是被分散就是被阻挡住。一个多雾的天气会使激光通讯联络终断，因此光需要一个类似于电话线的导管。
应用偏振非均匀性实现多波长振荡的掺铒光纤激光器孙军强 丘军林 黄德修摘要 利用掺铒光纤激光器腔内的偏振非均匀性，实现了多波长的同时激射 实验表明，改变多量子阱光波导上的偏置电流和腔内光的偏振态，可增强偏振烧孔效应 室温下产生了间隔为9 nm的10个波长 关键词 多波长激射 偏振非均匀性 掺铒光纤激光器 确定波长间隔的多波长掺铒光纤激光器能应用于密集波分复用(DWDM)的光纤通信系统、光学传感器以及光学测量仪器中，近年来引起了众多学者极大的兴趣〔1～3〕 然而，在光抽运下，室温下的掺铒光纤属均匀加宽的增益介质，在谐振腔内存在着强烈的模式竞争，因而激光振荡极不稳定，要实现多个波长的同时激射具有很大的难度 众多研究者提出了不同的方法来实现掺铒光纤激光器多波长的同时振荡 如对掺铒光纤进行液氮冷却，以降低均匀加宽的线宽，减少模式竞争〔4〕 然而低温工作的掺铒光纤激光器不能满足实用的要求 Cowle等人〔5〕利用线性的掺铒光纤增益和非线性的Brillouin增益，实现了多波长振荡 Lim等人〔6〕将四波混频(FWM)与受激Brillouin散射(SBS)效应相结合，获得了34个波长的输出，然而两者都需要外加可调谐的DFB激光器抽运，使用成本较高 本文提出一种结构新颖且简单的类似于F-P腔的掺铒光纤激光器，并采用多量子阱光波导(MQW)作为等效反射腔镜 由于MQW结构的固有的各向异性，光波导的参数将随外界的注入光的偏振态而变化〔7〕，表现为高的非线性双折射特性，因而有助于增强腔内光的偏振非均匀性 应用腔内的偏振烧孔效应，减少室温下掺铒光纤的均匀加宽的线宽，实现了稳定的腔内梳状滤波器，使多个波长同时振荡1 实验装置 图1所示是多波长振荡掺铒光纤激光器的结构示意图 多量子阱光波导和由光纤耦合器、单模光纤以及光纤偏振控制器构成的Sagnac光纤环形镜组成了掺铒光纤激光器的两反射腔镜 MQW光波导对1 550 nm的光是透明的，它的后解理面镀有增反膜，反射率可达95% 前解理面镀有部分反射膜 在光纤激光器的腔内和光纤环形镜内放置有偏振控制器掺铒光纤的长度为10 m，其芯径为5μm，数值孔径为18，截止波长约为945 掺铒光纤由最大输出功率为60 mW的980 nm的半导体激光器通过980/1 550 nm的波分复用(WDM)光纤耦合器对其进行抽运针对激射波长，WDM耦合器的2， 3端口间的耦合效率达90% 光纤环形镜中单模光纤(SMF)的长度为1 133 MQW光波导是经过精心设计的带尾纤的MQW激光器件，在实验中它始终被偏置在阈值以下 激光器输出的光谱由分辨率为2 nm的光谱分析仪作监测和分析图1 多波长振荡掺铒光纤激光器的结构示意图2 实验结果及其讨论 当MQW光波导上不加偏置电流时，掺铒光纤激光器作不稳定的自由振荡，而且输出的光波长的位置随腔内光的偏振控制器的状态而异 图2所示是当MQW光波导上的偏置电流在0～15 mA的范围内变化时，观察到激光器的单纵模调谐特性 调谐范围被限制在一个纵模间隔内 这表明，通过改变MQW光波导上的偏置电流，可实现激光器的可调谐 这是由于MQW光波导的折射系数随着注入光波导的载流子的变化而变化所形成的 由外加电流间接地引起折射系数的变化，一方面，造成激光场在腔内的往返振荡的光程变化；另一方面, 使得MQW光波导的等效反射系数发生变化，从而导致可调谐特性的产生 实验中我们还发现，偏置电流在较低的范围内(<12 mA)变化时，激光器产生两纵模振荡，而且纵模间隔也随偏置电流而变化(如图3所示) 逐渐增大MQW上的偏置电流以及调节激光器中两偏振控制器的状态，观察到了激光振荡纵模数目及其波长位置的变化 当偏置电流为8 mA，注入抽运功率为50 mW时，改变偏振控制器的状态，使入射至MQW光波导的光的偏振方向与量子阱层分别成90°, 0°和45°，激光器输出的光谱分别对应于图4(a)～(c) 在上述不同偏振方向的光入射至光波导的情况下，将在光波导内分别激励TM模、TE模或TM模和TE模共同传输 通过调节偏振控制器，获得的线偏振光的偏振方向与波长是相关的，因而在掺铒光纤的光谱上产生了不同位置的偏振烧孔 最终我们成功地获得了在1 559～1 569 nm波长范围内，间隔为9 nm的10个波长的输出对多波长振荡(图4(c))的长时间实验监测表明，波长的间隔具有很好的稳定性，但各个纵模的光功率存在着差异 一方面是掺铒光纤的增益不平坦；另一方面是谐振腔内建立的梳状滤波器的光功率传递函数对激射波长的不均衡 而且模式竞争不能完全被抑制 选择不同参数的MQW光波导作为等效反射腔镜，可改变多波长振荡的纵模间隔及数目(如图5所示)图2 在不同的MQW光波导的偏置电流下测得的光纤激光器单纵模光谱(a) 3, (b) 3, (c) 7 mA图3 在不同的MQW光波导的偏置电流下测得的光纤激光器双纵模光谱(a) 6; (b) 7 mA图4 光纤激光器输出的光谱入射光的偏振方向与光波导的量子阱层的夹角分别为(a) 90°, (b) 0°, (c) 45°图5 采用不同结构参数的MQW光波导后光纤激光器输出的光谱 我们认为，当一定偏振态的光入射至MQW光波导后，在光波导内激励的TE和TM模将经历不同的线性与非线性相位延迟，导致输出偏振态的椭圆旋转 事实上，MQW光波导相当于非线性相位延迟器，其双折射系数可通过改变MQW光波导上的偏置电流调节 在低的偏置电流下，TM模的折射系数变化ΔnTM小于TE模的折射系数变化ΔnTE〔7〕 通过调节偏置电流，可获得合适的ΔnTM/ΔnTE值，达到实现多波长振荡的非线性相位延迟 除此之外, 非线性相位延迟量还与注入MQW光波导的光功率、光的偏振态有关，这就决定了激励的TM模与TE模的幅度的比值 根据入射光的偏振态与入射强度的不同，经MQW光波导反射后，输出的不同偏振态的光附带有不同的非线性相位延迟，极大地增强了激光器谐振腔内的光强和偏振态的非均匀性 从而在均匀加宽的掺铒光纤增益介质中产生偏振烧孔 由MQW光波导的选择性反射引起的偏振烧孔，导致了掺铒光纤均匀加宽的线宽减小 最后建立了稳定的梳状滤波器，因而成功地实现了多波长同时激射3 结论 在掺铒光纤激光器中引入MQW光波导作为等效反射腔镜，通过调节MQW光波导的偏置电流，形成对不同偏振态、不同光强的光的选择性反射，极大地增强了腔内的非均匀性，建立了稳定的梳状滤波器 室温下获得了从1 559～1 569 nm波长范围内，间隔为9 nm的10个波长的输出 要进一步减少波长间隔以及满足光纤通信系统和传感器的实用要求，在优化设计MQW光波导的同时需平坦掺铒光纤的增益国家自然科学基金资助项目 (批准号: 69778025)孙军强（华中科技大学光电子工程系）丘军林（激光技术国家重点实验室，武汉 430074）黄德修（华中科技大学光电子工程系）参 考 文 献 1，Park N, Dawson J W, Valhala K J Multiple wavelength operation of an Erbium-doped fiber IEEE Photon Technol Lett, 1992, 4(6): 540～541 2，Chow J, Town G, Eggleton B, et Multiwavelength generation in an erbium-doped fiber laser using in-fiber comb IEEE Photon Technol Lett, 1996, 8(1): 60～62 3，Graydon O, Loh W H, Laming R I, et Triple-frequency operation of an Er-doped twincore fiber loop IEEE Photon Technol Lett, 1996, 8(1): 63～65 4，Yamashita S, Hotate K Multiwavelength erbium-doped fiber laser using intercavity etalon and cooled by liquid Electron Lett, 1996, 32(14): 1 298～1 299 5，Cowle G J, Stepanov D Y, Chieng Y T Brillouin/erbium fiber J Lightwave Technol, 1997, 15(7): 1 198～1 204 6，Lim D S, Lee H K, Kim K H, et Generation of multiorder Stokes and anti-Stokes lines in a Brillouin erbium-fiber laser with a sagnac loop Opt Lett, 1998, 23(21): 1 671～1 673 7，Jepsen K S, Storkfelt N, Vaa M, et Polarization dependence of linewidth enhancement factor in InGaAs/InGaAsP MQW IEEE J Quantum Electron, 1994, 30(3): 635～639多波长布里渊掺铒光纤激光器是一种新型的多波长光纤激光器，其原理是利用受激布里渊增益和掺铒光纤的线性增益，可以在常温下得到波长间隔约为0．08nm(～10GHz)的多波长输出。报道的布里渊掺铒光纤激光器，在布里渊抽运功率为1．7mW、980nm抽运功率为300mW的情况下得到稳定的15个波长(间隔～10GHz)的输出，这种激光器用作光传感器、光谱分析仪以及密集波分复用系统的光源。实验发现，输出波长的个数随着980nm抽运功率的增大而增加。另外，布里渊掺铒光纤激光器的信号功率主要来自于掺铒光纤的增益，而布里渊增益对它的影响不大。[1]孙军强 张新亮140Mbit／s全光波长转换的实验研究[J]中国激光,2000,27(1):69-73, [2]黄德修 文韬 等一种新颖的多波长环形腔掺铒光纤激光器[J]中国激光,2001,28(4):313-316, [3]张新亮 张颖 孙军强 刘德明 黄德修基于SOA和级联取样光纤光栅的多波长激光器[J]物理学报,2003,52(9):2159-2164, [4]张劲松 李唐军 等连续调谐多波长主动锁模光纤激光器[J]光学学报,2001,21(1):36-38, [5]杨石泉 丁镭 袁世忠 等几种新型的多波长光纤激光器[J]光通信技术,2001,26(1):42～ [6]Yamashita S, Hotate K Multiwavelength erbium-doped fibre laser using intraeavity etalon and cooled by liquid nitrogen[J]E L, 1996, 32(14), 1298- [7]Cowle Gregory J, Stepanov Dmitrii Y Multiple wavelength generation with Brillouin/Erbium fiber lasers[J] IEEE PT L , 1996, 8(11): 1465- [8]Kamil Abd-Rahman, Khazani M Abdullah, Ahmad HMultiwavelength, bidirectional operation of twin-cavity Brillouin/Erbium fiber laser[J] O C , 2000, 181 (1-3):135- 找了些，下面有些参考文献网上能搜索到一些你在看看
可以