1全息術的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發(fā)展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調信息。

科學家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現(xiàn)的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術已經(jīng)在很多領域的到了應用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變，這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是，科學家們又回過頭來繼續(xù)探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖，它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領域。

2全息術的基本原理和特點

1全息術的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發(fā)展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調信息。

科學家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現(xiàn)的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術已經(jīng)在很多領域的到了應用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變，這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是，科學家們又回過頭來繼續(xù)探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖，它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領域。

2全息術的基本原理和特點

1全息術的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發(fā)展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調信息。

科學家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現(xiàn)的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術已經(jīng)在很多領域的到了應用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變，這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是，科學家們又回過頭來繼續(xù)探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應該是白光記錄白光再現(xiàn)的全息圖，它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領域。

2全息術的基本原理和特點

論文關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發(fā)展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發(fā)射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現(xiàn)在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中。

1全息術的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發(fā)展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調信息。

論文關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發(fā)展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發(fā)射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現(xiàn)在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中。

1全息術的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發(fā)展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調信息。

論文關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發(fā)展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發(fā)射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現(xiàn)在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中。

1全息術的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發(fā)展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調信息。

論文關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發(fā)展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發(fā)射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發(fā)射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現(xiàn)在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中。

1全息術的歷史和發(fā)展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現(xiàn)，提供了一種高相干度光源，為全息技術發(fā)展提供了可能。針對第一代全息技術出現(xiàn)的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產(chǎn)生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發(fā)展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現(xiàn)的全息圖失去了色調信息。

摘要：本文針對應用激光、超聲和射線等方法的無損檢測技術，分別對其概念、檢測方法、優(yōu)缺點做了詳細闡述。在跟蹤和預測無損檢測技術未來發(fā)展動態(tài)的基礎上，說明了無損檢測技術在未來的工業(yè)檢測領域中的重大意義。

關鍵詞：激光無損檢測超聲無損檢測射線無損檢測

在現(xiàn)代生產(chǎn)中針對不同對象選擇何種無損檢測方法已成為人們關注的問題，為解決好這個問題，就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。所謂無損檢測，是在不損傷材料和成品的條件下研究其內部和表面有無缺陷的手段。也就是說，它利用材料內部結構的異常或缺陷的存在所引起的對熱、聲、光、電、磁等反應的變化，評價結構異常和缺陷存在及其危害程度。下面簡要介紹三種常用方法的應用和發(fā)展。

一、激光技術在無損檢測領域的應用與發(fā)展

激光技術在無損檢測領域的應用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的獨特性能，使其在無損檢測領域的應用不斷擴大，并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無損檢測新技術，這些技術由于其在現(xiàn)代無損檢測方面具有獨特能力而無可爭議地成為無損檢測領域的新成員。

1.激光全息無損檢測技術

激光技術是60年代初發(fā)展起來的影響了人類生活方方面面的一門新興科學，由于激光具有強度高、單色性好、相干性好和方向性好等特點，在先進制造技術領域得到了廣泛的應用，大大推動了制造業(yè)的進步。在制造業(yè)中廣泛應用了激光硯覺三維測量、激光層析成像、激光無損檢測技術和激光振動測量。激光快速成型技術、激光焊接技術、激光切割技術、激光打孔技術、激光標記技術、激光熱處理技術和激光內腔加工技術在制造業(yè)中的應用，對提高產(chǎn)品質量、提高勞動生產(chǎn)辜、減少材料消耗有重要意義，也為實現(xiàn)自動化、無污染制造提供了技術基礎。

1激光測試技術在先進制造業(yè)中的應用

制造生產(chǎn)中的許多信息需要通過檢測來提供，生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種故障要通過檢測去發(fā)現(xiàn)和防上，所需要的精度也要靠檢測來保證。沒有可靠的檢測就沒有現(xiàn)代化與自動化，更沒有高效率和高質量。為適應柔性自動化的需要，機器人必須有硯覺系統(tǒng)，能對裝配件的形體與姿態(tài)進行識別，應裝有位置與觸覺傳感器，進行精確定位與抓握力的控制，自動導引車也應有視覺或聲發(fā)射傳感器，以發(fā)現(xiàn)行進中可能有的障礙物等。

1．1激光視覺三維測量技術

隨汁算機技術的日益完善，集信息處理為一體的激光三維硯覺系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展和應用。工業(yè)硯覺測量技術在機械制造業(yè)寧的應用主要是視覺檢測和視覺引導。視覺檢測主要是使用圖像或圖像的一部分與設定的標準進行比較、判別，以達到檢測、分析測試結果。硯覺引導是運用圖像處理的方怯來引導自動導向車等的行走路線，找到最佳路徑，克服行走障礙，實現(xiàn)準確的、快速的裝配、上料等。

廣泛應用的光點怯硯覺識別系統(tǒng)和片光怯硯覺識別系統(tǒng)，能對三維零件和平面圖形進行正確的識別和分類。提高測量精度和進行快速測量，對大型復雜曲面的宏觀形狀測量具有廣闊的前景，三維測量技術解決了對氣輪機葉片等大型工件的曲面測量難題，有助于對產(chǎn)品進行設計仿真、模態(tài)分析和性能模擬，提高產(chǎn)品的設汁和制造質量。三維測量技術在機器識別、實物模型、工業(yè)檢測、生物醫(yī)學等領域的應用前景越來越廣闊。

激光與空間技術胡海棠國家科委信息司原常務副司長研究員——一、激光技術——（一）什么是激光與激光技術——激光，是一種自然界原本不存在的，因受激而發(fā)出的具有方向性好、亮度高、單色性好和相干性好等特性的光。物理學家把產(chǎn)生激光的機理溯源到1917年愛因斯坦解釋黑體輻射定律時提出的假說，即光的吸收和發(fā)射可經(jīng)由受激吸收、受激輻射和自發(fā)輻射三種基本過程。眾所周知，任何一種光源的發(fā)光都與其物質內部粒子的運動狀態(tài)有關。當處于低能級上的粒子（原子、分子或離子）吸收了適當頻率外來能量（光）被激發(fā)而躍遷到相應的高能級上（受激吸收）后，總是力圖躍遷到較低的能級去，同時將多余的能量以光子形式釋放出來。如果光是在沒有外來光子作用下自發(fā)地釋放出來的（自發(fā)輻射），此時被釋放的光即為普通的光（如電燈、霓虹燈等），其特點是光的頻率大小、方向和步調都很不一致。但如果是在外來光子直接作用下由高能級向低能級躍遷時將多余的能量以光子形式釋放出來（受激輻射），被釋放的光子則與外來的入射光子在頻率、位相、傳播方向等方面完全一致，這就意味著外來光得到了加強，我們稱之為光放大。顯然，如果通過受激吸收，使處于高能級的粒子數(shù)比處于低能級的越多（粒子數(shù)反轉），這種光的放大現(xiàn)象就越明顯，這時就有可能形成激光了。——激光之所以被譽為神奇的光，是因為它有普通光所完全不具備的四大特性。——1.方向性好——普通光源（太陽、白熾燈或熒光燈）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個毫弧度立體角內（圖8-9），這就使得在照射方向上的照度提高千萬倍。激光準直、導向和測距就是利用方向性好這一特性。——2.亮度高——激光是當代最亮的光源，只有氫彈爆炸瞬間強烈的閃光才能與它相比擬。太陽光亮度大約是103瓦／（厘米2.球面度），而一臺大功率激光器的輸出光亮度經(jīng)太陽光高出7～14個數(shù)量級。這樣，盡管激光的總能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小點處產(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就是利用了這一特性。——3.單色性好——光是一種電磁波。光的顏色取決于它的波長。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。太陽光包含紅、登、黃、綠、青、藍、紫七種顏色的可見光及紅外光、紫外光等不可見光。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。如氦氖激光的波長為632.8納米，其波長變化范圍不到萬分之一納米。由于激光的單色性好，為精密度儀器測量和激勵某些化學反應等科學實驗提供了極為有利的手段。——4.相干性好——干涉是波動現(xiàn)象的一種屬性。基于激光具有高方向性和高單色性的特性，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。——所謂激光技術，就是探索開發(fā)各種產(chǎn)生激光的方法以及探索應用激光的這些特性為人類造福的技術的總稱。自1960年美國研制成功世界上第一臺紅寶石激光器，我國也于1961年研制成功國產(chǎn)首臺紅寶石激光器以來，激光技術被認為是20世紀繼量子物理學、無線電技術、原子能技術、半導體技術、電子計算機技術之后的又一重大科學技術新成就。30多年來，激光技術得到突飛猛進的發(fā)展，不僅研制了各個特色的多種多樣的激光器，而且激光應用領域不斷拓展，并形成了激光唱盤唱機、激光醫(yī)療、激光加工、激光全息照相、激光照排印刷、激光打印以及激光武器等一系列新興產(chǎn)業(yè)。激光技術的飛速發(fā)展，使其成為當今新技術革命的“帶頭技術”之一。——（二）各式各樣的激光器——在光源中，實現(xiàn)能級粒子數(shù)反轉是實現(xiàn)光放大的前提，也就是產(chǎn)生激光的先決條件。要實現(xiàn)粒子數(shù)反轉，需借助外來光的力量，使大量原來處于低能級的粒子躍遷到高能級上去，這個過程我們稱之為“激勵”。——我們通常所說的激光器，就是使光源中的粒子受到激勵而產(chǎn)生受激輻射躍遷，實現(xiàn)粒子數(shù)反轉，然后通過受激輻射而產(chǎn)生光的放大的裝置。激光器雖然多種多樣，但使命都是通過激勵和受激輻射而獲得激光。因此基本組成通常均由激活介質（即被激勵后能產(chǎn)生粒子數(shù)反轉的工作物質）、激勵裝置（即能使激活介質發(fā)生粒子數(shù)反轉的能源，泵浦源）和光諧振腔（即能使光束在其中反復振蕩和被多次放大的兩塊平面反射鏡）等三個部分組成（圖8-2）。——經(jīng)過30余年的發(fā)展，各國開發(fā)出實用的激光器已超過200種。種類繁多，特點各異，用途也各不相同。激光器有各種不同的分類方法：按工作物質來分有氣體、玻璃、晶體、液體、半導體、準分子等激光器，還有化學激光器（靠化學反應而形成受激狀態(tài)）和自由電子激光器等；按波長來分，覆蓋的波長范圍包括遠紅外、紅外、可見光、紫外直到遠紫外，最近還研制出X射線激光器和正在開發(fā)的γ射線光器；按激勵方式不同，有光激勵（光源或紫外光激勵）、氣體放電激勵、化學反應激勵、核反應激勵等；按輸出方式不同，有連續(xù)的、單脈沖的、連續(xù)脈沖的和超短脈沖的，等等；從功率輸出的大小來看，其中連續(xù)的輸出功率小至微瓦級，最大可達兆瓦級；脈沖輸出的能量可從微焦耳至10萬以上焦耳，脈沖寬度由毫秒級到皮秒級乃至飛秒級（1000萬億分之一）。——上述各式各樣激光器的出現(xiàn)，主要是為了滿足不同的應用目的。如激光加工和某些軍用激光都要求高功率激光或高能量激光（即所謂強激光）。有的希望脈沖的時間盡量縮短，以從事某些特快過程的研究。有的還對提高光的單色性、改善輸出光的模式、改善光斑的光強分布以及要求波長可調等提出了很高的要求，從而使激光器的探索深度和應用廣度得到前所未有的發(fā)展。激光器的應用已滲透到各個領域，正在奇跡般地改變著我們的世界。——（三）蓬勃發(fā)展的激光應用——激光不僅是20世紀內人類最重大的發(fā)明之一，而且激光技術的應用已廣泛深入到工業(yè)、農業(yè)、軍事、醫(yī)學乃至社會的各個方面，對人類社會的進步正在起著越來越重要的作用。——1、激光在信息領域的應用——半導體激光器和光纖放大器是光纖通信的兩項關鍵技術。半導體激光器發(fā)出的激光不僅單色性和相干性好，而且光波頻率比微波頻率又高萬倍，故以激光為傳遞信息的載體，用光纖做信息傳遞線路的光纖通信，不僅通信質量好、抗干擾能力強、保密性好，而且通信容量比微波通信要提高上萬倍。一根比頭發(fā)絲還細的光纖，就可以同時傳輸上萬路電話或成千路電視節(jié)目，從而使通信真正成為通向千家萬戶的網(wǎng)絡新時代。——利用激光技術進行光存儲，使信息的存儲發(fā)生了革命性的飛躍。一張CD聲頻光盤的記錄密度相當于1000萬比特／厘米2，可記錄78分鐘的音樂節(jié)目，比密紋唱片要大好幾個數(shù)量級。一張計算機用的盤徑為5英寸的CD-ROM，容量可達650兆比特。一張LD（激光錄像盤），或者近幾年最熱門的VCD（激光視盤，谷稱小影碟），以及繼VCD之后的新一代視盤DVD（數(shù)字視盤），其視像蘊含的信號量比CD又要高千倍，可記錄100分鐘的清晰度很高的影視節(jié)目。CD、VCD和LD不僅已在放像設備市場占有相當大的份額，而且還可以在配有激光驅動器的計算機上播放。——此外，激光打印機、激光傳真機、激光照排、激光大屏幕彩色電視、光纖有線電視以及大氣激光通訊等均已得到廣泛應用。——2、激光在全息術領域的應用——光作為一種波動現(xiàn)象，表征它的物理量有波長（同顏色有關）、振幅（同光的強弱有關）和位相（表示波動起點同基準時間的關系）。人們利用感光的照相方法，只能記錄下波長和振幅，所以無論照得多么逼真，看照片和看真的景物總是不一樣。而激光具有高相干性，能獲取干涉波空間包括相位在內的全部信息。因此，采用激光進行全息攝影，被拍物體的全部信息都被記錄在底片上，通過光的衍射，就能復現(xiàn)被攝取物體栩栩如生的立體形象。時至今日，在全息照相的基礎上，還進一步發(fā)展了全息干涉術、彩色全息及彩虹全息和周視全息等新的全息技術。——全息照相具有三維成像的特點，可重復記錄，而且每一小塊全息底片都能再現(xiàn)物體的完整立體形象，其用途十分廣泛。可廣泛用于精密干涉計量、無損探傷、全息光彈性、微應變分析和振動分析等科學研究。利用全息干涉術研究燃氣燃燒過程、機械件的振動模式、蜂窩板結構的粘結質量和汽車輪胎皮下缺陷檢查等已得到廣泛應用。全息照相用作商品和信用卡的防偽標記已形成產(chǎn)業(yè)，用全息照相拍攝珍貴藝術品，不僅欣賞起來令人如臨其境，而且為藝術品的修復提供了可靠而逼真的依據(jù)。正在發(fā)展的全息電視還將為人們增添一種新的生活享受。——二、空間技術——（一）什么是空間技術——空間技術，顧名思義就是探索、開發(fā)和利用宇宙空間的技術。現(xiàn)階段，空間技術又稱航天技術。但對“天”目前專家們有兩種理解：一是把地球大氣層以外的無限遙遠空間稱之為“天”；另一是把地球大氣層外、太陽系以內的有限空間叫做“天”。若按前一種理解，空間技術和航天技術完全是一回事；若按后一種理解，人們把地球大氣層以外、太陽系以內的空間活動稱之為航天，超出太陽系以外的空間活動稱之為航宇。這樣，空間技術則應涵蓋航天技術和航宇技術。但由于在相當長的時間內，人類主要還是在太陽系內從事活動，因此，當今把航天技術和空間技術視為同義詞已得到公認。——我國的航天專家將空間技術的主要特點概括為兩個方面：首先空間技術是一門高度綜合性的科學技術，是很多現(xiàn)代科學和技術成就的綜合集成。它主要依賴于電子技術、自動化技術、遙感技術和計算機技術等眾多先進技術的發(fā)展。因此，一個國家空間技術的成就，最能體現(xiàn)其科學技術的水平，是衡量其科技實力的重要標志。其次，空間技術是一門快速的、大范圍的、在宏觀尺度上最能發(fā)揮作用的科學技術。比如，通信衛(wèi)星可以大面積覆蓋地面以至全球；氣象衛(wèi)星可以進行全球天氣預報；偵察衛(wèi)星可以及時監(jiān)視廣大地區(qū)的軍事活動等等。——空間技術區(qū)別于一般常規(guī)技術的這兩大特點，使其對一個國愛的實力和進步起到意想不到的戰(zhàn)略性作用：在經(jīng)濟上能產(chǎn)生很高的經(jīng)濟和社會效益，普遍認為，開發(fā)利用外層空間資源，其投資效益能達到1∶10以上；在軍事上最能顯示一個國家的軍事實力，一個國家只要占有空間優(yōu)勢，就掌握了軍事戰(zhàn)略上的主動權；在政治上對提高一個國家在國際活動中的地位影響深遠。一項重大空間成就，往往成為國際談判的重大籌碼；在科學技術上還能帶動電子、自動化、遙感、生物等學科的發(fā)展，并形成包括衛(wèi)星氣象學、衛(wèi)星海洋學、空間生物學和空間材料工藝學等一群新的邊緣科學。——（二）空間技術的重大成就——空間技術的開創(chuàng)和發(fā)展是人類開拓宇宙空間的壯麗事業(yè)。空間技術自50年代崛起以來，以其輝煌的成就對國際政治、軍事產(chǎn)生的影響和對人類經(jīng)濟、文明作出的貢獻舉世矚目。幾十年來，空間技術取得了重大的成就，其中各類衛(wèi)星大顯神通。