導讀：

了解激光的起源，要從(cong) 人類發現光波動和微粒運動的規律開始說起。

激光技術的起源

17世紀-19世紀：科學家們(men) 對光的理論探索

人們(men) 對光的本性的探求：惠更斯、虎克光的波動說表示，光是以一定方式沿空間傳(chuan) 輸的波動過程。牛頓微粒說認為(wei) ，光是以經典方式運動著的微小粒子。到了19世紀，光的波動本性有了進一步發展，比如電磁場理論、麥克斯韋方程組。19世紀下半葉發展起來的電磁場理論能夠解釋光的反射、折射、幹涉、衍射、偏振和雙折射等現象。

20世紀初：科學家們(men) 對光進行了進一步的理論研究及實驗證明

然而到了20世紀初，出現了黑體(ti) 輻射、原子線狀光譜、光電效應、光化學反應和康普頓散射等實驗現象，這些涉及到光與(yu) 物質相互作用時能量與(yu) 動量交換特征的就無法用當時的經典理論來解釋。1900年，普朗克提出了能量量子化概念，並因此獲得1918年諾貝爾物理學獎;1905年，愛因斯坦提出光子假說並成功解釋了光電效應，並因此獲得1921年諾貝爾物理學獎;1913年，玻爾借鑒了普朗克的量子概念提出了全新的原子結構模型，並因此獲得1922年諾貝爾物理學獎;1917年，愛因斯坦在玻爾的原理結構基礎上，提出了受激輻射理論，為(wei) 激光的出現奠定了理論的基礎;1928年，Landenburg證實了受激輻射和“負吸收”的存在;

1930年代：受激輻射第一次被實驗驗證

1930年代描述了原子的受激輻射。在此之後人們(men) 很長時間都在猜測，這個(ge) 現象可否被用來加強光場，因為(wei) 前提是介質必須存在著群數反轉(或譯居量反轉)populationinversion的狀態。在一個(ge) 二級係統中,這是不可能的。人們(men) 首先想到用三級係統，而且計算證實了輻射的穩定性。又過了十幾年，Lamb和Reherford在氫原子光譜中發現了明顯的受激輻射，這是受激輻射第一次被實驗驗證。

1950年：光學泵浦的方法探究及實現

1950年Kastler提出了光學泵浦的方法，兩(liang) 年後該方法被實現。他因為(wei) 提出了這種利用光學手段研究微波諧振的方法而獲得諾貝爾獎。次年，湯斯提出受激輻射微波放大，即MASER的概念。

1954年：受激輻射原理技術應用被成功證明

1954年，第一台氨分子Maser建成，首次實現了粒子數反轉，其主要作用是放大無線電信號，以便研究宇宙背景輻射。美國湯斯、前蘇聯巴素夫和普羅克黴洛夫發明氮分子微波報蕩器，微波波段受激輻射放大器的研製成功證明了受激輻射原理技術應用的可能性。湯斯由於(yu) 在受激輻射放大方麵的成就獲得1964年諾貝爾物理學獎。

1958年：激光時代的開啟

1958年，美國科學家肖洛和湯斯發現了一種神奇的現象：當他們(men) 將氖光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體(ti) 上時，晶體(ti) 的分子會(hui) 發出鮮豔的、始終會(hui) 聚在一起的強光。根據這一現象，他們(men) 提出了"激光原理"，即物質在受到與(yu) 其分子固有振蕩頻率相同的能量激勵時，都會(hui) 產(chan) 生這種不發散的強光--激光。湯新和貝爾實驗室的肖洛在《物理評論》上發表《紅外和光學激射器》(InfraredandOpticalMaser)的論文，討論並概括了光波段受截輻射放大器的主要問題和困難，給出了實現光受激輻射放大需要滿足的必要條件，這篇文章標誌著激光時代的開端，也標誌著激光作為(wei) 一種新事物登上了曆史舞台。

國外激光產(chan) 業(ye) 化發展進程

1960年：世界上第一台激光器的誕生

1960年5月16日，美國加利福尼亞(ya) 州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為(wei) 0.6943微米的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼因而也成為(wei) 世界上第一個(ge) 將激光引入實用領域的科學家。同年休斯實驗室的紅寶石激光器發出了694.3nm的紅色激光，這是公認的世界上第一台激光器。

20世紀60年代：不同類型的激光器陸續誕生

1960年年中，IBM實驗室利用CaF2中的三價(jia) 鈾製成了第一台四能級固體(ti) 激光器;1960年12月，BELL實驗室的Javan，Bennett和Herriott製成了第一台氦氖氣體(ti) 激光器;1962年，GaAs半導體(ti) 激光器誕生;1963年，液體(ti) 激光器誕生;1964年，CO2激光器、離子激光器、Nd：YAG固體(ti) 激光器誕生;1965年，HCl化學激光器誕生;1966年，生物染料激光器誕生;1969年，激光開始用於(yu) 遙感探測。

20世紀70年代：激光器開始於(yu) 生產(chan) 生活當中

1971年，激光用於(yu) 舞台光影效果和激光全息影像;1974年超市條形碼出現;1975年IBM商用激光打印機誕生;1978年，飛利浦製造第一台激光盤(LD)播放器。

20世紀80年代：激光技術升級到全球範圍內(nei) 應用

1983年，裏根“星球大戰”演講，描繪了基於(yu) 太空的激光武器。在1980年代後期，半導體(ti) 技術使得更高效而耐用的半導體(ti) 激光二極管成為(wei) 可能，這些在小功率的CD和DVD光驅和光纖數據線中得到使用。1988年，北美和歐洲間架設了第一根光纖，用脈衝(chong) 來傳(chuan) 輸數據。

20世紀90年代：激光在製造業(ye) 中發揮越來越重要的作用

1990年，激光用於(yu) 製造業(ye) ，包括集成電路和汽車製造;1991年，激光第一次被用作治療近視，海灣戰爭(zheng) 中第一次用激光製造導彈。1996年，東(dong) 芝推出數字多用途光盤播放器(DVD)。在1990年代，高功率的激光激發原理得到實現，比如片狀激光和纖維激光。後者由於(yu) 新的加工技術和20kW的高功率不斷地被應用到材料加工領域中，從(cong) 而部分的替代了CO2激光和Nd:YAG-激光。

2000年代至今：激光產(chan) 業(ye) 鏈已逐步完善

2000年代，激光的非線性得到利用，來製造X射線脈衝(chong) (來跟蹤原子內(nei) 部的過程);另一方麵，藍光和紫外線激光二極管已經開始進入市場。美國擁有激光企業(ye) 上千家，形成了完整的產(chan) 業(ye) 鏈，在激光光學、軟件、加工解決(jue) 方案、激光儀(yi) 器等都有成熟的發展。目前主要企業(ye) 包括Coherent、IPG、Newport、nLight、Novanta、ESI、II-VI、Aerotech、Synrad、PRC、Iradion、AccessLaser、Thorlabs等。直至2014年，美國仍然是全球第二大激光產(chan) 業(ye) 與(yu) 市場區域，後被我國超越。

fun88官网平台產(chan) 業(ye) 基礎發展階段

20世紀50年代：中國第一所光學專(zhuan) 業(ye) 研究所成立

1957年，王大珩等在長春建立了中國第一所光學專(zhuan) 業(ye) 研究所——中國科學院(長春)光學精密儀(yi) 器機械研究所。標誌著我國進入了激光研製階段。

20世紀60年代：fun88官网平台研製進入了快速發展階段

1961年夏，在王之江主持下，中國第一台紅寶石激光器於(yu) 長春光機所研製成功，僅(jin) 在美國貝爾實驗室一年之後。1964年，錢學森院士提議取名為(wei) “激光”，既反映了“受激輻射”的科學內(nei) 涵，又表明它是一種強烈的新能源。20世紀60年代初，陳定昌被任命為(wei) “激光雷達項目”項目組長，該項目建成了世界上第一部激光雷達樣機，用詳實準確的實驗數據，突破了“四個(ge) 科學原理”的限製，發展了中國第一部全反射式激光雷達，比美國林肯實驗室領先多年。1964年，中國第一所，也是當時世界上第一所激光技術的專(zhuan) 業(ye) 研究所——中國科學院上海光學精密機械研究所成立。1964年，“6403”高能釹玻璃激光係統啟動。1965年，開始研究高功率激光係統和核聚變。1966年，製定研製15種軍(jun) 用激光整機等重點項目。盡管早在60年代已在加工、醫療器械和測距等方麵出現了激光產(chan) 業(ye) 的雛形，然而當時隻是零星的、分散的小量研製性生產(chan) ，未能形成氣候。

20世紀70年代：fun88官网平台工業(ye) 出現短暫的停滯

改革開放前，激光產(chan) 業(ye) 的研究出現了短暫的停滯。直到1976年，由中科院長春光機所、長春第一汽車製造廠轎車分廠等單位合作研製的CO2激光切割機成功的應用於(yu) “紅旗”牌轎車覆蓋件的切割上。同年，武漢的趙梓森院士團隊拉製出具有中國自主知識產(chan) 權的第一根實用光纖。1978年，中科院長春光機所采用研製的500WCO2激光器對工業(ye) 上用的數種金屬材料較為(wei) 係統的激光熱處理研究實驗。在1978年改革開放以後，激光產(chan) 業(ye) 在中國真正得到重視並實質性起步。

20世紀80年代：fun88官网平台工業(ye) 開始恢複工業(ye) 生產(chan)

1980年，長春召開“全國電子束與(yu) 激光束熱處理學術交流會(hui) ”第一次全國性專(zhuan) 業(ye) 會(hui) 議，“高密度熱處理技術委員會(hui) 及”“激光加工專(zhuan) 業(ye) 技術委員會(hui) 成立”。1982年，激光加工列為(wei) “七五”“十二五”國家科技重點攻關(guan) 內(nei) 容。1983年，“全國熱處理學術交流會(hui) 與(yu) 攻關(guan) 方案論證會(hui) ”在武漢召開，包括激光器及激光熱處理工藝等若幹項目通過方案論證，正式列入國家“六五”科技攻關(guan) 課題。1987年，中國科學院上海光機所研製的神光裝置，在核工業(ye) 部第九研究院合作下，經試運轉一年半後通過國家級鑒定。1988年武漢成立了東(dong) 湖新技術開發區，又稱中國光穀。光穀的光電子信息產(chan) 業(ye) 已成為(wei) 代表中國在這一領域參與(yu) 全球競爭(zheng) 的知名品牌。在上海，很多前沿產(chan) 業(ye) 應用大展拳腳，如汽車行業(ye) 的激光熱成型切割就是非常典型的案例。

20世紀90年代：fun88官网平台企業(ye) 進入資本化階段

1994，我國第一台激光陀螺工程化樣機在國防科技大學誕生，我國成為(wei) 世界上第四個(ge) 能夠獨立研製“激光陀螺”的國家。1996年，大族激光成立，並於(yu) 2004年在深圳證券交易所上市。1999年，華工科技成立。2000年，在深圳證券交易所上市，成為(wei) 華中地區第一家以激光為(wei) 主業(ye) 的上市公司。

fun88官网平台產(chan) 業(ye) 快速發展階段

21世紀初：我國激光產(chan) 業(ye) 達到國際領先水平

2003年9月，在“863”計劃和中科院創新工程的支持下，中科院5個(ge) 院所聯合攻關(guan) ，在國內(nei) 率先實現了激光全色投影顯示。2006年1月研製出140英寸激光全色顯示原理樣機並通過了相關(guan) 部門鑒定，鑒定結論為(wei) 總體(ti) 與(yu) 國際同步，色域覆蓋率國際領先。2004年，烽火通信繼推出激光輸出功率達100W以上的雙包層摻鐿光纖後，將該類新型光纖的輸出功率成功提高至440W，達到國際領先水平，是我國在高功率激光器用光纖領域的重大突破。

“十一五”期間：激光技術成為(wei) 中國長期發展計劃

2006年，激光技術列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》，成為(wei) 中國未來15年重點發展的八項前言技術之一。2007年，武漢銳科激光成立，通過技術研發打破了光纖激光器領域技術依賴與(yu) 價(jia) 格壟斷，填補了國內(nei) 空白，迫使同類進口產(chan) 品價(jia) 格下降50%。2011年，《當前優(you) 先發展的高技術產(chan) 業(ye) 化重點領域指南(2011)》將激光加工技術及設備列為(wei) 當前應優(you) 先發展的21項先進製造高技術產(chan) 業(ye) 化重點領域之一。

“十二五”期間：我國激光技術已經趕超歐美

2012年，《“十二五”國家戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 發展規劃》提出加快推進激光顯示等新一代技術研發和產(chan) 業(ye) 化。

2012年，華工科技與(yu) 武漢銳科激光共同研製出4kW光纖激光器，成為(wei) 全球第三個(ge) 掌握此項技術的光纖激光器企業(ye) 。2014年，國防科技大學激光陀螺技術創新團隊構建了具有獨立知識產(chan) 權的高水平激光陀螺全閉環研發體(ti) 係，研發與(yu) 應用水平達到了國際先進、國內(nei) 領先水平。2015年，中科院上海光機所研製的10PW(千萬(wan) 億(yi) 瓦，拍瓦)級超強超短激光裝置，實現了1PW激光脈衝(chong) 輸出。

2016年，中國首次實現了“高功率光纖激光器”核心器件全國產(chan) 化目標，汽車製造中的高質高效激光焊接、切割關(guan) 鍵工藝及成套裝備”項目，打破了40多年的國外壟斷。12月，上海超強超短激光裝置(SULF)項目在上海浦東(dong) 張江開工，目標是建成世界首套10PW超強超短激光裝置。2016年8月，在國際上首次實現了200J以上能量水平的寬帶激光放大輸出，驗證了時域雙脈衝(chong) 泵浦技術抑製大口徑鈦寶石放大器寄生振蕩的可行性。目前，該裝置已基本建成並部分進入試運行狀態，用戶平台已搭建完成並開展測試實驗，正逐步驗證驗收指標。

“十三五”期間：我國激光產(chan) 業(ye) 不斷取得關(guan) 鍵性突破

2017年，《“十三五”先進製造技術領域科技創新專(zhuan) 項規劃》提出開展激光器標準建設，實現高性能激光器及核心關(guan) 鍵部件的國產(chan) 化與(yu) 產(chan) 業(ye) 化。2019年7月，南京理工大學朱日宏、沈華教授承擔的2017年國家重點研發計劃項目“工業(ye) 級大功率光纖激光器關(guan) 鍵技術及產(chan) 業(ye) 化”(項目編號：2017YFB1104400)中的子課題“3萬(wan) 瓦級光纖激光器用光閘的研製”所研製的萬(wan) 瓦級光閘樣機在武漢銳科光纖激光技術股份有限公司通過了樣機的性能測試。2019年12月，科技部科技評估中心在北京組織召開國家重大科學儀(yi) 器設備開發專(zhuan) 項“高端全息光柵研發”項目綜合驗收會(hui) ，項目順利通過驗收。2020年，中山大學蔡鑫倫(lun) 教授團隊與(yu) 國家信息光電子創新中心肖希博士團隊合作，在超高速電光調製器芯片的研究中取得了突破性進展，實現了世界首例可用於(yu) 數字相幹光通信的高性能铌酸鋰薄膜電光調製器芯片。

“十四五”期間：我國激光產(chan) 業(ye) 成為(wei) 工業(ye) 發展的增長引擎

2021年，《基礎電子元器件產(chan) 業(ye) 發展行動計劃(2021-2023年)》提出重點發展高速高精度光探測器、高速直調和外調製激光器、高功率激光器。2021年6月21日，我國首台X射線自由電子激光裝置——上海軟X射線自由電子激光裝置成功獲得首批實驗數據，首次獲得飛秒尺度的“水窗”波段X光照片，成為(wei) 國際上僅(jin) 有的兩(liang) 個(ge) 實現“水窗”波段相幹衍射成像實驗的自由電子激光裝置之一。如今在武漢、上海、深圳等地激光技術的研發及應用已和國際領先水平接軌。而這幾年在溫州、鞍山等地也陸續建成了激光產(chan) 業(ye) 集群。

參考資料：前瞻產(chan) 業(ye) 研究院《fun88官网平台產(chan) 業(ye) 市場前瞻與(yu) 投資戰略規劃分析報告》