激光

激光是一种特殊的光，具有高度的单色性、方向性、亮度和相干性。激光的产生是一个复杂的物理过程，涉及多个关键要素和步骤。以下是对激光产生过程的详细解释：

光子与受激辐射：光子和受激辐射产生的光子具有相同的频率、发射方向、偏振、相位和速率。激光的特点在于它所有的光子都以同样的波长、同样的相位一起运动。受激辐射是指高能级的粒子在适合条件的光子的刺激下跃迁到低能级，并辐射出一个和入射光子同样频率、相位、传播方向和偏振方向的光子。这样通过一次受激辐射，一个光子变为两个相同的光子，光被加强了，或者说光被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。

粒子数反转：在常温下，激发态电子少于基态电子，不会发生连锁反应。要产生持续的受激辐射，需要通过特殊处理实现粒子数反转，即高能级粒子数大于低能级粒子数。

1、能量激励：使用能量激励（如光学激励、气体放电激励等）使低能级的电子跃迁到高能级，形成粒子数反转分布。

2、受激辐射：在高能级的电子在受到外来光子的刺激下跃迁到低能级，并辐射出一个与入射光子相同的光子，即发生受激辐射。

3、光子增殖与放大：受激辐射产生的光子在谐振腔内不断反射和增殖，形成相干性非常好的激光光束。同时，跃迁到低能级的电子在外来能量的激发下重新回到高能级，以保证持续提供可激发的介质分子。

激光器是激光的发生装置，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔等组成。泵浦源为激光器的激发源，提供能量使低能级电子跃迁到高能级；增益介质是激光放大的工作媒介；谐振腔则用于形成相干的持续振荡并得到放大，同时限制光束的频率和方向。

理论提出：1917年，爱因斯坦提出受激辐射理论，为激光的出现奠定了理论基础。

技术探索：1939年，苏联科学家法布里康特提出可以用粒子数反转的方法来实现受激辐射。

首台激光器：1960年，美国物理学家梅曼发明了世界首台激光器——红宝石激光器。

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0.76微米至0.4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。如氖灯只发射红光，单色性很好，被誉为单色性之冠，波长分布的范围仍有0.00001纳米，因此氖灯发出的红光，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。

什么叫做“受激辐射”?它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。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”，简称激光。激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。

激光有很多特性：首先，激光是单色的，或者说是单频的。有一些激光器可以同时产生不同频率的激光，但是这些激光是互相隔离的，使用时也是分开的。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，整束光就好像一个“波列”。再次，激光是高度集中的，也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。

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。

微观粒子都具有特定的一套能级（通常这些能级是分立的）。任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态（或者简单地表述为处在某一个能级上）。与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h（h为普朗克常量）。

处于较低能级的粒子在受到外界的激发（即与其他的粒子发生了有能量交换的相互作用，如与光子发生非弹性碰撞），吸收了能量时，跃迁到与此能量相对应的较高能级。这种跃迁称为受激吸收。

粒子受到激发而进入的激发态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级激发态（E2）向低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率 ν=（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。众多原子以自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态、传播方向上的一致，是物理上所说的非相干光。

1917年，爱因斯坦从理论上指出：除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为 ν=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射两个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。

可以设想，如果大量原子处在高能级E2上，当有一个频率 ν=（E2-E1）/h的光子入射，从而激励E2上的原子产生受激辐射，得到两个特征完全相同的光子，这两个光子再激励E2能级上原子，又使其产生受激辐射，可得到四个特征相同的光子，这意味着原来的光信号被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。

爱因斯坦1917提出受激辐射，激光器却在1960年问世，相隔43年，为什么？主要原因是，普通光源中粒子产生受激辐射的概率极小。当频率一定的光射入工作物质时，受激辐射和受激吸收两过程同时存在，受激辐射使光子数增加，受激吸收却使光子数减小。物质处于热平衡态时，粒子在各能级上的分布，遵循平衡态下粒子的统计分布律。按统计分布规律，处在较低能级E1的粒子数必大于处在较高能级E2的粒子数。这样光穿过工作物质时，光的能量只会减弱不会加强。要想使受激辐射占优势，必须使处在高能级E2的粒子数大于处在低能级E1的粒子数。这种分布正好与平衡态时的粒子分布相反，称为粒子数反转分布，简称粒子数反转。如何从技术上实现粒子数反转是产生激光的必要条件。

理论研究表明，任何工作物质，在适当的激励条件下，可在粒子体系的特定高低能级间实现粒子数反转。若原子或分子等微观粒子具有高能级E2和低能级E1，E2和E1能级上的布居数密度为N2和N1，在两能级间存在着自发发射跃迁、受激发射跃迁和受激吸收跃迁等三种过程。受激发射跃迁所产生的受激发射光，与入射光具有相同的频率、相位、传播方向和偏振方向。因此，大量粒子在同一相干辐射场激发下产生的受激发射光是相干的。受激发射跃迁几率和受激吸收跃迁几率均正比于入射辐射场的单色能量密度。当两个能级的统计权重相等时，两种过程的几率相等。在热平衡情况下N2<N1，所以受激吸收跃迁占优势，光通过物质时通常因受激吸收而衰减。外界能量的激励可以破坏热平衡而使N2>N1，这种状态称为粒子数反转状态。在这种情况下，受激发射跃迁占优势。光通过一段长为l的处于粒子数反转状态的激光工作物质（激活物质）后，光强增大eGl倍。G为正比于（N2-N1）的系数，称为增益系数，其大小还与激光工作物质的性质和光波频率有关。一段激活物质就是一个激光放大器。如果，把一段激活物质放在两个互相平行的反射镜（其中至少有一个是部分透射的）构成的光学谐振腔中，处于高能级的粒子会产生各种方向的自发发射。其中，非轴向传播的光波很快逸出谐振腔外：轴向传播的光波却能在腔内往返传播，当它在激光物质中传播时，光强不断增长。如果谐振腔内单程小信号增益G0l大于单程损耗δ（G0l是小信号增益系数），则可产生自激振荡。原子的运动状态可以分为不同的能级，当原子从高能级向低能级跃迁时，会释放出相应能量的光子（所谓自发辐射）。

包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

激光治疗：可以用于手术开刀，减轻痛苦，减少感染。

激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。

一、市场需求持续增长

二、技术创新推动发展

三、应用领域不断拓展

激光技术已在工业、通信、医疗、军事等多个领域得到应用，并且随着技术的进步，其应用领域还将不断拓展。

四、产业链协同发展

激光行业的发展离不开上下游产业的支持和配合。

随着产业链上下游企业的不断壮大和协同发展，激光行业将形成更加完善的产业链体系，推动整个行业的健康发展。

五、市场规模持续增长

预计到2029年，我国激光产业市场规模将以20%左右的增速增长，产业规模或超7500亿元。

综上所述，激光技术作为一种具有广泛应用前景的高新技术，其发展前景非常广阔。未来，随着市场需求的持续增长、技术创新的推动、应用领域的不断拓展以及产业链协同发展等因素的共同作用，激光技术将迎来更加繁荣和多元的发展态势。

当折射的光线获得向外的冲力时，粒子上的反作用力就使冲力指向激光束中心，因此粒子总是被吸引到激光束中心。如果粒子非常小且具有很小的重力或摩擦力，当激光束移动时，粒子就会跟着移动。

然而，激光镊子移动的血细胞直径有几微米，但2013年以前要移动直径仅2～20纳米的碳纳米管会麻烦得多。因此想利用单个激光镊子移动大量碳纳米管到一定位置，可能会与用原子力显微镜一样费事。

为此，科学家用一种液晶激光分离器把激光束分成200个可单独控制的小激光束，研究人员可以控制这些激光束使之形成三角形、四边形、五边形和六边形等形状，从而移动大量的纳米管群，使它们在显微镜载片表面定位，达到移动碳纳米管的目的。

光学捕捉技术的成功，受到美国加利福尼亚大学的纳米管专家、物理学家亚历克斯·泽特尔的称赞，他说，因为2013年还没有一种可靠的技术能操纵大量的纳米管，而这种新的光学捕获技术有可能应用于工业。

该项目经理马特·亚伯拉罕森表示，光通信已具有改变游戏规则的潜力。许多深空探测飞行任务在执行每秒200到400千比特的通信任务。OPALS将展示高达每秒50兆比特的传输速度，未来深空光通信系统甚至会提供每秒1000多兆比特的传速。

苏格兰赫利瓦特大学的主要研究者加里皮说：“这是我们第一次看到光经过身边时的情形。”在通常情况下，科学家只能通过物体上的反射来看到光。想看到激光器发出的激光则更加棘手，因为光子是在聚焦光束中运动，而且方向都相同。

该相机由爱丁堡大学开发，其感光部件由单光子光敏像素阵列构成。这些像素有两种特性：一是对单个光子敏感的能力——每个像素的敏感性是人眼的10倍左右；二是它们的速度——每个像素被激活只要67皮秒(万亿分之一秒)，比人眨一下眼的时间要快10亿倍。“这些特性让我们能实现‘飞光成像’。”里奇说，当光在空中飞行，从物体上散射开来时，这种成像方法连光本身也能拍下来。

超快激光器

皮秒连续锁模激光器

1、纳米加工技术：

4、新兴激光技术：

包括激光3D打印、激光通信、激光雷达、智能激光系统等新兴技术不断涌现。这些技术为激光行业带来了新的增长点，推动了激光技术的多元化发展。

1、制造业：

激光技术在制造业中的应用日益广泛，特别是在激光切割、激光焊接等领域。随着全球制造业的转型升级和智能制造的推进，激光设备的需求持续增长。

2、通信领域：

激光通信技术作为一种高效的远距离数据传输方式，正在逐步取代传统的无线电波通信方式。特别是在空间探索和军事行动中，激光通信具有更高的数据速率、改进的安全性和抗电磁干扰能力。

3、医疗领域：

激光设备在医疗领域的应用也在不断增加，如激光手术、激光治疗等。激光技术的精确性和无创伤性使其在医疗领域具有广阔的应用前景。

1、政策推动：

随着各类利好政策规划的出台，国内激光企业通过自主创新掌握核心技术，激光技术与高端制造实现了深度融合。这不仅推动了激光产业的快速发展，也加速了激光设备的国产化进程。

2、产业集群效应：

1、技术创新持续：

预计未来激光技术将持续创新，特别是在超快激光器、量子激光系统等领域将取得更多突破。这些新技术将为激光行业带来革命性的变革。

2、市场应用拓展：

3、国产化加速：

在政策推动和市场需求的双重作用下，国内激光企业将继续加大研发投入，提升核心技术的国产化比例。预计未来几年内，激光设备的国产化进程将进一步加快。

综上所述，激光研究在技术创新、市场应用、国产化进程等方面均取得了显著进展。随着全球制造业的转型升级和智能制造的推进，激光技术将在更多领域发挥重要作用，推动相关产业的快速发展。

进展：中国科学院上海光机所利用“羲和”激光装置（10 PW级）模拟超新星激波，首次在实验室中复现0.03倍光速的亚相对论无碰撞激波，磁场强度达5000特斯拉，为研究宇宙高能现象提供新范式。

进展：EOS公司基于激光选区熔化（SLM）技术，开发出钛合金叶片一体化成型工艺，疲劳寿命较传统锻造件提升30%，满足航空发动机对高性能部件的需求。

1917年：爱因斯坦提出“受激发射”理论，一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。

1953年：美国物理学家Charles Townes用微波实现了激光器的前身：微波受激发射放大（英文首字母缩写maser）。

1957年：Townes的博士生Gordon Gould创造了“laser”这个单词，从理论上指出可以用光激发原子，产生一束相干光束，之后人们为其申请了专利，相关法律纠纷维持了近30年。

1960年：美国加州Hughes 实验室的Theodore Maiman实现了第一束激光。

1961年：激光首次在外科手术中用于杀灭视网膜肿瘤。

1962年：发明半导体二极管激光器，这是今天小型商用激光器的支柱。

1969年：激光用于遥感勘测，激光被射向阿波罗11号放在月球表面的反射器，测得的地月距离误差在几米范围内。

1971年：激光进入艺术世界，用于舞台光影效果，以及激光全息摄像。英国籍匈牙利裔物理学家Dennis Gabor凭借对全息摄像的研究获得诺贝尔奖。

1975年：IBM投放第一台商用激光打印机。

1982年：第一台紧凑碟片（CD）播放机出现，第一部CD盘是美国歌手Billy Joel在1978年的专辑52nd Street。

1983年：里根总统发表了“星球大战”的演讲，描绘了基于太空的激光武器。

1988年：北美和欧洲间架设了第一根光纤，用光脉冲来传输数据。

2008年：法国神经外科学家使用广导纤维激光和微创手术技术治疗了脑瘤。

2010年：美国国家核安全管理局（NNSA）表示，通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料、氢的同位素氘（质量数2）和氚（质量数3），解决了核聚变的一个关键困难。

2011年3月，研究人员研制的一种牵引波激光器能够移动物体，未来有望能移动太空飞船。

2013年1月，科学家已经成功研制出可用于医学检测的牵引光束。

对比CO2激光器、碟片激光器和光纤激光器，可以得出这样的结论：直到5千瓦，以光纤激光的亮度最大，切割金属板最快最厚的当属光纤激光。但实际上切割厚板尚不如CO2激光，尽管碳钢对近红外的1.07掺镱光纤激光的吸收率数倍于中红外10.6的CO2激光，但10倍于光纤激光波长的CO2激光之切缝比光纤的宽得多（一般2mm），氧气易于吹入。 这就是CO2激光46年来一直独占固体激光之鳌头的缘由。

发展前景

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：

1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

2.激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微雕等各种加工工艺。

激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。2013年使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光治疗：可以用于手术开刀，减轻痛苦，减少感染。

激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，2013年使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由2008年的400w提高到了800w至1000w。国内2013年比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。2013年使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。

激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。2013年使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主。

激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。2013年使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主。

激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。2013年使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。

激光在医学上的应用主要分三类：激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。

用于治疗的激光，通常是几个瓦特中等强度的激光。激光对组织的作用，还取决于激光脉冲的发射方式，以典型的连续脉冲发射方式的激光有：氩离子激光、二极管激光、CO2，激光；以短脉冲方式发射的激光有：Er：YAG激光或许多Nd：YAG激光，短脉冲式的激光的强度（即功率）可以达到1,000瓦特或更高，这些强度高、吸光性也高的激光，只适用于清除硬组织。

激光美容

（1）激光在美容界的用途越来越广泛。色素沉着，如太田痣、鲜红斑痣、雀斑、老年斑、毛细血管扩张等，以及去纹身、洗眼线、洗眉、治疗瘢痕等；而2013年以前一些新型的激光仪，高能超脉冲CO2激光，铒激光进行除皱、磨皮换肤、治疗打鼾，美白牙齿等等，取得了良好的疗效，为激光外科开辟越来越广阔的领域。

（2）激光手术有传统手术无法比拟的优越性。首先激光手术不需要住院治疗，手术切口小，术中不出血，创伤轻，无瘢痕。例如：眼袋的治疗传统手术法存在着由于剥离范围广、术中出血多，术后愈合慢，易形成瘢痕等缺点，而应用高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋，则以它术中不出血，不需缝合，不影响正常工作，手术部位水肿轻，恢复快，无瘢痕等优点，令传统手术无法比拟。而一些由于出血多而无法进行的内窥镜手术，则可由激光切割代替完成。（注：有一定的适应范围）

（3）激光在血管性皮肤病以及色素沉着的治疗中成效卓越。使用脉冲染料激光治疗鲜红斑痣，疗效显著，对周围组织损伤小，几乎不落疤。它的出现，成为鲜红斑痣治疗史上的一次革命，因为鲜红斑痣治疗史上，放射、冷冻、电灼、手术等方法，其瘢痕发生率均高，并常出现色素脱失或沉着。激光治疗血管性皮肤病是利用含氧血红蛋白对一定波长的激光选择性的吸收，而导致血管组织的高度破坏，其具有高度精确性与安全性，不会影响周围邻近组织。因此，激光治疗毛细血管扩张也是疗效显著。

（4）激光外科开创了医学美容的新纪元。高能超脉冲CO2激光磨皮换肤术开拓了美容外科的新技术。它利用高能量，极短脉冲的激光，使老化、损伤的皮肤组织瞬间被汽化，不伤及周围组织，治疗过程中几乎不出血，并可精确的控制作用深度。其效果得到国际医学整形美容界充分肯定，被誉为“开创了医学美容新纪元”；此外，更有高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋、打鼾、甚至激光美白牙齿等，以其安全精确的疗效，简便快捷的治疗在医学美容界创造了一个又一个奇迹。激光美容使得医学美容向前迈进了一大步，并且赋予医学美容更新的内涵。

激光去除面部黑痣

激光去黑痣的原理就在于将激光在瞬间爆发出的巨大能量置于色素组织中，把色素打碎并分解，使其可以被巨噬细胞吞并掉，而后会随着淋巴循环系统排出体外，由此达到将色素去去掉的目的。

激光去痣可以适用的痣的类型很多，比如包括上面提到的三种色素痣、太田痣、鲜红斑痣等，疗效都很明显，并且不容易留疤，风险性小。用二氧化碳激光亦能去黑痣。

激光治疗近视

提示下情况的患者不适合接受激光治疗：第一. 眼部活动性炎症及病变；第二. 眼周化脓性病灶；第三. 已确诊的圆锥角膜；第四. 严重干眼症，伴有系统性干燥综合征；第五. 中央角膜厚度低于450μm；第六. 严重的眼附属器病变：眼睑缺损、变形、慢性泪囊炎等；第七. 全身结缔组织病及严重自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、多发性硬化。

相对禁忌证

1.超高度近视伴后巩膜葡萄肿者；

2. 初次手术前角膜中央平均曲率低于39D或高于47D应慎重；

3. 暗光下瞳孔直径大于7mm；

4. 对侧眼为法定盲眼；

5. 2年内曾患单纯疱疹性角膜炎；

6. 轻度白内障；

7. 有视网膜脱离及黄斑出血病史；

8. 轻度干眼症；

9. 轻度睑裂闭合不全；

10. 可疑青光眼患者；

11. 月经期及妊娠期；

12. 瘢痕体质；

13. 糖尿病；

14. 感冒发烧等身体不适；

15. 癫痫；

16. 焦虑症、抑郁症以及对手术期望过高者。

激光除皱

激光除皱是通过电脑控制的、低能量的二氧化碳激光，能准确地控制汽化皮肤表层的深度，完成分层汽化、无碳化的面部除皱护肤技术。激光用于消除皱纹的技术，是激光技术应用于临床以后，并几经改进、完善与不断更新后的结果。

原理：皱纹产生的主要原因是皮肤胶原减少，真皮层变薄。运用最新激光-射频联合技术照射皮肤，可使真皮层增厚、减少皱纹，其原理是：刺激受损的胶原层，产生新的胶原质，从而填平因胶原减少而出现褶皱的皮肤；加热真皮组织层，利用人体自身修复机能刺激组织再生重建，使真皮层增厚。

合理设计的激光可以通过皮肤中的黑色素、血红蛋白，尤其是水吸收激光释放的能量，并产生光热效应使之转化为热量，从而激活真皮中成纤维细胞等各种基质细胞产生新生的胶原蛋白、弹性蛋白以及各种细胞间基质，并发生组织重构，就象是给慵懒的皮肤做运动一样，使其通过锻炼而重新焕发年轻活力。数次治疗之后的皮肤含水量及弹性增加，质地改善，细小皱纹减少。

适应症：1、原发性症状：[3]口周皱纹、眶周皱纹、萎缩性（凹陷性）疤痕、良性皮肤赘生物（肿瘤）；2、皮肤粗糙、毛孔粗大、细小皱纹等皮肤老化表现以及炎性痤疮或痤疮后瘢痕等。

高能超脉冲激光能够把周围组织的热损伤降到最低程度。微小皱纹和凹陷疤痕也可进行精确磨削。超脉冲激光能避免以往机械磨皮法、化学剥脱术出血多，飞溅的血液、组织细屑可使病毒在病人与病人间、病人与医务人员间传播等不足，通过气化病变组织来彻底消除皮肤损害，并使正常皮肤的热损伤极小，这一过程的作用时间快于使周围的正常组织也被加热的所需时间，具有磨皮去皱的功能。

激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，2013年通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点，但也存在易受天气和环境影响等弱点。

激光武器特点高度集束的激光，能量也非常集中。举例说；在日常生活中我们认为太阳是非常亮的，但一台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还亮200亿倍。当然，激光比太阳还亮，并不是因为它的总能量比太阳还大，而是由于它的能量非常集中。例如，红宝石激光器发出的激光射束，能穿透一张1/3厘米厚的钢板，但总能量却不足以煮熟一个鸡蛋。

激光作为武器，有很多独特的优点。首先，它可以用光速飞行，每秒30万公里，任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎不要什么时间就立刻击中目标，用不着考虑提前量。另外，它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何发射性污染。激光武器分为三类：一是致盲型。（激光剑）前面我们讲过的机载致盲武器，就属于这一类。二是近距离战术型，可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验，就是用的这类武器。还有科幻电影中，通过对激光武器的形变，产生的激光盾翼三是远距离战略型。这类的研制困难最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反卫星、反洲际弹道导弹，成为最先进的防御武器。

激光怎样击毁目标呢？科学家们认为有两个方面：一是穿孔，二是层裂。所谓穿孔，就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。所谓层裂，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。除此以外，等离子体“云”还能辐射紫外线或X光，破坏目标结构和电子元件。 激光武器作用的面积很小，但破坏在目标的关键部位上，可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比，完全是两种风格。

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。2013年，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

3．激光动力推进器

既然太阳不足以推动恒星际太空飞船，于是有科学家提出了激光动力推进器技术，利用一束强大的激光让物体飞行。

早期的激光大气通信所用光源多数为二氧化碳激光器、氦－氖激光器等。二氧化碳激光器输出激光波长为10.6微米，此波长正好处在大气信道传输的低损耗窗口，是较为理想的通信光源。从70年代末到80年代中期，由于在技术实现上难以解决好全天候、高机动性、高灵活性、稳定性等问题，激光大气通信的研究陷入低潮。

1988年，巴西宣布研制成功一种便携式半导体激光大气通信系统。这种通过激光器联通线路的军用红外通信装置，其外形如同一架双筒望远镜，在上面安装了激光二极管和麦克风。使用时，一方将双筒镜对准另一方即可实现通信，通信距离为1千米，如果将光学天线固定下来，通信距离可达15千米。1989年，美国成功地研制出一种短距离、隐蔽式的大气激光通信系统。1990年，美国试验了适用于特种战争和低强度战争需要的紫外光波通信，这种通信系统完全符合战术任务的要求，通信距离为2~5千米；如果对光束进行适当处理，通信距离可达5~10千米。

90年代初，俄罗斯研制成功了大功率半导体激光器，并开始了激光大气通信系统技术的实用化研究。不久便推出了10千米以内的半导体激光大气通信系统并在莫斯科、瓦洛涅什、图拉等城市应用。在瓦涅什河两岸相距4千米的两个电站之间，架设起了半导体激光大气通信系统，该系统可同时传输8路数字电话。在距离瓦洛涅什城约200千米以及在距莫斯科不远的地方，也开通了半导体激光大气通信系统线路。

随着半导体激光器的不断成熟、光学天线制作技术的不断完善、信号压缩编码等技术的合理使用，激光大气通信正重新焕发出生机。

激光测速

1、由于该激光光束基本为射线，估测速距离相对于雷达测速有效距离远，可测1000M外；

2、测速精度高，误差<1公里；

3、鉴于激光测速的原理，激光光束必须要瞄准垂直与激光光束的平面反射点，又由于被测车辆距离太远、且处于移动状态，或者车体平面不大，而导致激光测速成功率低、难度大，特别是执勤警员的工作强度很大、很易疲劳；

4、鉴于激光测速的原理，激光测速器不可能具备在运 动中使用，只能在静止状态下应用；因此，激光测速仪不能称之为“流动电子警察”。在静止状态下使用时，司机很容易发现有检测，因此达不到预期目的；

5、价格昂贵，2013年经过正规途径进口的激光测速仪（不含取景和控制部分）价格至少在一万美金左右。

激光在工业上，也应用极为广泛，因为激光在激光束聚焦在材料表面的时候能够使材料熔化，使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。在工业生产中有一定的适用范围。

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。

激光光谱

光谱（laser spectra）以激光为光源的光谱技术。与普通光源相比，激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点，是用来研究光与物质的相互作用，从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光，对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能，并分别发展成为新的光谱技术。激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。

激光测云仪

利用激光在大气层中的衰减来判断云层。具体的是当激光在大气层中传越时，由于发射的能量与接收的能量之间有能量差，利用能量的衰减度与云层的水分子的含量多少来判断云层结构和距离的仪器。

核聚变

激光安全防护是一个综合性的过程，旨在减少激光设备在使用过程中对人员和环境造成的潜在危害。以下是从不同方面对激光安全防护的详细阐述：

激光安全分级是制定安全防护措施的基础。根据激光设备的功率、波长和发射时间等参数，激光被分为不同的安全等级，如I级、II级、III级和IV级。不同等级的激光设备对人体造成的伤害程度不同，因此需要采取相应的防护措施。在使用激光设备前，应对其进行风险评估，明确可能存在的安全风险，并制定相应的预防措施。

个人防护措施是降低激光伤害风险的关键，主要包括以下几个方面：

1、防护眼镜：激光设备工作时会产生强光束，直接暴露在激光束下容易造成眼部损伤。因此，应佩戴特制的激光防护眼镜，确保能够过滤和吸收激光辐射。防护眼镜的选择应根据激光的波长和功率来确定。

2、防护服和手套：在操作激光设备或接触激光束附近的材料时，应穿着防火、耐磨、无光反射的防护服，并选择具有激光防护功能的手套，以降低激光对皮肤的损害。

3、避免佩戴反射饰品：激光操作人员应避免佩戴可能产生镜反射的饰品，如项链、戒指等，以减少激光反射对眼睛的伤害。

激光操作室是激光设备的主要使用场所，其安全要求至关重要。操作室应保持洁净、整齐有序，无电磁干扰和振动，且室内环境条件如温度、湿度等应满足激光设备的使用要求。此外，操作室还应具备良好的通风条件，以排除激光设备运行时产生的有害气体。同时，应设置明显的激光辐射警告标志，并配备可靠的报警系统，以便在紧急情况下及时关闭激光设备。

设备安全操作是确保激光设备正常运行和降低安全风险的重要措施。激光设备应由经过培训并获得资格的人员操作，且在使用前应仔细阅读并遵守设备的操作手册和使用说明。设备应配备可靠的安全开关和紧急停止按钮，以便在紧急情况下迅速关闭激光光束。对于高功率的激光设备，应采取隔离措施，以防止激光辐射对工作人员造成损伤。

工作区域的安全管理对于降低激光伤害风险具有重要意义。应划定明确的工作区域，并设置明显的标志和警示牌，以限制非相关人员进入。在工作区域周围，可以设置相应的屏蔽物和安全警示牌，以限制激光辐射的扩散。此外，还应定期检查和维护激光设备的工作状态，确保其正常运行并降低潜在的安全风险。

所有参与激光作业的人员都应接受相关的安全培训和教育。培训内容包括激光的性质、危害、安全操作规程以及防护用品的正确使用等。通过培训和教育，可以提高工作人员的安全意识，掌握正确的操作方法和应急处理技能，从而降低意外事故的风险。

综上所述，激光安全防护是一个综合性的过程，需要从个人防护、操作室安全、设备操作、工作区域管理以及培训教育等多个方面入手，以确保激光设备的安全使用并减少潜在危害。

激光安全等级是衡量激光产品对人体潜在危害程度的重要指标，依据国际标准（如IEC 60825-1）及各国法规，激光产品通常被划分为以下等级，并需采取相应的安全防护措施：

1、Class 1（1级）

安全性：在正常使用条件下，无论直接或间接暴露（如反射或聚焦），均不会对眼睛或皮肤造成超过最大允许曝光（MPE）的辐射伤害。

典型应用：激光打印机、CD/DVD播放器、地质勘探设备等。

防护要求：无需特殊防护措施，但需确保设计上无法直接接触激光束。

2、Class 1M（1M级）

典型应用：某些低功率激光指示器、光纤通信设备等。

防护要求：禁止使用光学仪器直接观察光束。

3、Class 2（2级）

典型应用：激光笔、条形码扫描器、课堂演示设备等。

4、Class 2M（2M级）

安全性：类似于Class 2，但在使用光学仪器时可能超过Class 2的限值。

典型应用：某些低功率可见激光设备。

防护要求：禁止使用光学仪器直接观察光束。

5、Class 3R（3R级）

安全性：辐射功率较高，超过Class 2但低于Class 3B。短暂直视可能导致暂时性视觉损伤，尤其是对儿童和有视力问题的人群。

典型应用：激光测距仪、激光校准设备等。

防护要求：需采取控制措施，如用户培训、警示标签、安全互锁装置等。

6、Class 3B（3B级）

典型应用：物理治疗激光器、演示激光器、光谱测定设备等。

防护要求：必须采取严格的安全措施，如物理隔离、警告标签、专人监督、用户培训等。操作时需佩戴防护眼镜。

7、Class 4（4级）

安全性：最高危险等级，包括高功率和/或高能量密度的激光器。即使短暂的无意直视也可能导致立即和严重的皮肤灼伤、视力丧失，甚至引发火灾。

典型应用：激光焊接、切割、打标设备、医疗手术激光器等。

防护要求：需最严格的控制措施，包括专业激光安全防护设施、严密的操作规程、个人防护装备（如防护眼镜、防护服）以及激光安全官的监督。

1、标识要求：激光产品必须明确标注其安全等级，并在设备上张贴相应的警告标签。

2、用户培训：操作Class 3B和Class 4激光设备的人员需接受专业培训，了解激光的潜在危害及防护措施。

3、个人防护装备：操作Class 3B和Class 4激光设备时，必须佩戴符合标准的防护眼镜、防护服等。

4、安全操作规程：制定并严格执行激光安全操作规程，确保设备在安全条件下运行。

5、定期检查与维护：定期对激光设备进行检查和维护，确保其性能符合安全标准。

激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦，1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘光与物质相互作用’。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”，简称激光。

1953年12月，汤斯和他的学生阿瑟·肖洛终于制成了按上述原理工作的的一个装置，产生了所需要的微波束。这个过程被称为“受激辐射的微波放大”。按其英文的首字母缩写为M.A.S.E.R,并由之造出了单词“maser”（脉泽）（这样的单词称为首字母缩写词，在技术语中越来越普遍使用）。

1958年，美国科学家肖洛（Schawlow）和汤斯（Townes）发现了一种神奇的现象：当他们将氖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发时，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，并获得1964年的诺贝尔物理学奖。

激光法律法规涉及多个方面，旨在保护公民的人身安全和财产安全，同时促进激光技术的合理应用和发展。以下是对激光法律法规的详细归纳：

在中国，激光的使用和管理主要遵循《中华人民共和国民法典》中关于物权、合同等相关规定，以及特定行业如民航领域的专门法规。这些法规共同构成了激光使用的法律框架。同时，企业有义务和责任根据《中华人民共和国产品质量法》等法律法规规定及相应的国家标准，确保所销售的商品符合相关标准的要求。

中国对激光产品进行了分类，激光器被分为1类、1M类、2类、2M类、3R类、3B类、4类，其中1类激光器属于最低危险等级，4类激光器属于最高危险等级。

中国强制要求所有激光产品必须通过激光安全检测，以确保其符合国家标准和法规。检测内容包括输出功率/能量、波长、脉冲参数、光束发散度等参数的测量，并评估其对人眼和皮肤的危害程度。

通过检测并合格的激光产品需要在产品上贴有标识，标识应包含激光器类别、波长范围、输出功率、生产日期等信息。

激光产品还需提供详细的使用说明书和警告标识等信息，让用户能够正确、安全地使用该产品。

民事责任：如果激光设备的使用不当导致他人受伤或财产损失，使用者可能需要承担相应的民事责任，包括赔偿损失等。

刑事责任：如果激光设备的使用行为构成犯罪，如故意伤害、以危险方法危害公共安全等，使用者将承担刑事责任，可能面临刑罚的制裁。

以美国为例，美国食品药品监督管理局（FDA）对激光产品的制造、销售和使用进行了严格的监管。FDA要求制造商对激光产品进行测试、分类，并提供相关报告，确保产品在美国市场的合法性和安全性。同时，FDA还规定了激光产品的标签要求和警告标签内容，以确保用户能够正确、安全地使用激光设备。

1、技术原理：

星地激光通信基于光纤通信原理，通过地面站向卫星发射激光信号，卫星接收后进行解码，再由地面站接收解码后的信息。

激光束具有极高的方向性和单色性，能够实现精确的定位和稳定的传输。在星地激光通信系统中，地面站将信息调制到激光束上，通过大气传输至卫星，卫星再将接收到的信息解调并传输回地面站。

2、技术特点：

通信容量大：激光的频率远高于微波，能够承载更多的信息，满足传输容量大的要求。

抗干扰性能强：激光束的方向性极强，几乎无法被干扰或截获，具有较高的安全性。

功耗低：激光通信设备的功耗相对较低，有助于降低卫星的能耗。

无需无线电频率的使用允许：激光通信不受频谱资源的限定，无需申请无线电频率使用许可。

星地激光通信技术在多个领域具有广泛的应用前景，包括：

2、空间探测与科学研究：用于地球观测、空间探测器与地面控制中心之间的数据传输，实现高清图像、科学数据的高速传输，改善空间探测的能力。

4、高速互联网接入：实现地面用户与高空卫星之间的直接通信，为偏远地区提供高速互联网接入服务。

1、国际发展：

美国自20世纪60年代开始研究卫星激光通信技术，是全球最早研究该技术的国家。已验证地月激光通信技术、适用于立方星的激光通信技术等，并在多个项目中实现了高速数据传输。

欧洲也成功验证了地月激光通信、低轨卫星与地面激光通信等技术，取得了显著的成果。

2、国内发展：

近年来，中国在星地激光通信领域取得了重大突破。例如，成功实现了星地激光高速图像传输试验，通信带宽达10Gbps，是传统微波数传带宽的10倍以上。

近期，中国还实现了星地激光100Gbps超高速高分辨遥感影像传输试验的成功，标志着中国在星间/星地融合构建超高速光网传输领域迈出重要一步。

1、技术挑战：

光束指向精度：星地激光通信要求光束指向具有极高的精度，否则会导致通信失败。因此，需要研究高精度光束跟踪与指向技术。

2、未来展望：

随着技术的不断发展，星地激光通信将朝着更高速度、更高容量和更远距离的方向发展。

概括起来，星地激光通信是一种具有广阔应用前景的高新技术，随着技术的不断发展，将在多个领域发挥重要作用。

激光粒径分析仪是一种用于测量和分析颗粒物质粒径分布的精密仪器，广泛应用于制药、化工、材料科学、食品、环保、矿物、能源、科研等多个领域。以下是对激光粒径分析仪的详细介绍：

激光粒径分析仪基于激光散射原理工作。当激光束照射到颗粒物质上时，颗粒会对激光产生散射现象。通过测量散射光的强度和角度分布，可以反推出颗粒的粒度分布信息。具体来说，散射光的强度、角度和偏振状态与颗粒的大小、形状、折射率等参数密切相关。根据米氏散射理论（Mie Theory），当颗粒的直径与激光波长相近或更大时，散射光的强度与颗粒的直径呈一定的函数关系。因此，通过测量散射光的分布，可以计算出颗粒的粒度分布。

1、高精度测量：激光粒径分析仪采用激光作为光源，具有单色性好、方向性强、亮度高等优点，能够实现高精度的粒径测量。

2、宽测量范围：激光粒径分析仪的测量范围通常很广，能够覆盖从纳米到毫米级的颗粒粒径。

3、多种测量模式：激光粒径分析仪通常提供多种测量模式，如干法测量、湿法测量等，以适应不同样品类型和测量需求。

1、制药行业：用于控制药品原料、辅料和制剂的粒度分布，确保药品质量和疗效。

2、化工行业：用于分析粉体、颗粒状产品的粒度，如塑料、橡胶、化肥等。

4、食品行业：用于分析食品原料、添加剂和包装材料的粒度，确保食品质构和稳定性。

5、环保领域：用于监测大气、水体中的颗粒物污染情况，提供科学依据。

6、矿物行业：用于分析矿石、矿粉的粒度，优化选矿和冶炼工艺。

7、能源领域：用于分析燃料颗粒的粒度分布和燃烧特性，提高能源利用效率。

1、明确应用需求：在选购激光粒径分析仪之前，首先要明确自己的应用需求，如测量范围、测量精度、测量模式等。

2、考察仪器性能：了解激光粒径分析仪的性能指标，如光源类型、探测器性能、分辨率、重复性等。

3、选择知名品牌：选择知名品牌和可靠供应商的激光粒径分析仪，以确保仪器的质量和售后服务。

随着科技的不断进步，激光粒径分析仪正朝着更高精度、更宽测量范围、更高自动化程度和更智能化的方向发展。例如，一些先进的激光粒径分析仪已经能够实现在线实时监测和远程控制，为科研和生产提供了更加便捷和高效的解决方案。

概括来说，激光粒径分析仪是一种功能强大、应用广泛的颗粒测量仪器，在各个行业中都发挥着重要作用。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，激光粒径分析仪的发展前景将更加广阔。

激光市场是一个涵盖多个技术和应用领域的综合性市场，近年来呈现出稳步增长的态势。以下是关于激光市场的详细分析：

市场规模：全球激光设备市场规模由2018年的137.6亿美元增长至2023年的226亿美元，年均复合增速为10.43%。2024年全球激光设备销售总额取得4.42%的增长，达到236亿美元。

整体规模：2023年，中国激光行业市场规模已超1600亿元，五年行业复合增速为16.35%。初步估算，2024年中国激光行业市场规模将突破1800亿元。其中，激光器行业市场规模预计突破500亿元，光纤激光器占比近三分之一。

细分领域：

激光器市场：2023年中国激光器行业市场规模超400亿元，五年行业复合增速为13.37%。初步估算，2024年中国激光器行业市场规模将突破500亿元。

激光医疗市场：2023年中国激光医疗行业市场规模超200亿元，五年行业复合增速为10.96%。初步估算，2024年中国激光医疗行业市场规模将突破240亿元，其中激光医疗服务市场占比超70%。

光纤激光器、二极管激光器和超快激光器等技术的不断创新，提高了激光器的输出功率、光束质量和稳定性，推动了激光技术在各个领域的应用。

激光技术已广泛应用于工业制造、医疗健康、科研教育、国防军事等领域。随着消费升级和人民生活水平的提高，激光技术在消费品领域的应用也日益增多。

未来，激光行业将在高功率激光技术、光纤激光技术、超快激光技术等领域取得新的突破和进展，推动激光技术在更多领域的应用。

激光行业产业链各环节之间的协同发展将更加紧密，形成更加完善的产业生态系统。上游的光学材料、元器件制造企业将与中游的激光器研发、生产企业加强合作，共同开展技术研发和产品创新；中游的激光器企业将与下游的激光加工设备制造企业和应用领域企业深度融合，为用户提供一站式的服务。

激光市场是一个充满活力和潜力的市场，随着技术进步和应用拓展，其市场规模将持续扩大。未来，激光行业将在技术创新、应用领域拓展和产业链协同发展等方面取得更多进展，为全球制造业的转型升级和智能制造的兴起提供强有力的技术支撑。

激光设备是高科技领域的重要设备，具有广泛的应用和不断的发展前景。以下是关于激光设备的详细介绍：

激光设备主要分为三大类：

包括半导体激光打标机、CO₂激光打标机、光纤激光打标机、紫外激光打标机等。

应用于产品表面加工，如标记、刻蚀等。

主要用于金属、塑料等材料的焊接，具有高效、精密的特点。

3、激光切割机：

包括YAG激光切割机和光纤激光切割机等。

利用高功率激光束进行材料切割，具有高精度、高效率的优势。

激光设备的应用领域广泛，包括但不限于以下几个方面：

1、工业及制造业：

用于激光切割、焊接、打标等工艺，提高生产效率和质量。

应用于汽车、航空、电子、机械等多个行业。

2、医疗领域：

用于激光手术、治疗、美容等，具有创伤小、恢复快、效果好等优点。

应用于眼科、皮肤科、牙科等多个医疗领域。

3、通信领域：

作为光纤通信的光源，提供高速、大容量的数据传输。

助力光通信技术的发展和应用。

4、娱乐领域：

用于激光表演，创造华丽的光影效果，丰富人们的娱乐生活。

5、其他领域：

如激光测距、打印、雷达等，也都有激光设备的身影。

随着科技的不断发展，激光设备的应用领域和市场前景越来越广阔。

1、市场规模持续增长：

随着工业制造、医疗健康等领域对激光技术的需求不断增加，激光设备市场规模持续增长。

预计未来几年，激光设备市场规模将保持稳定增长态势。

2、技术创新不断涌现：

高功率激光技术、光纤激光技术、超快激光技术等不断创新和发展。

推动激光设备性能提升和应用领域的拓展。

3、应用领域不断拓展：

激光技术在消费电子、新能源、环保与资源回收等领域的应用不断拓展。

为激光设备提供广阔的市场空间和发展机遇。

4、产业链协同发展：

激光设备产业链各环节之间协同发展，形成更加完善的产业生态系统。

推动激光行业的整体发展和进步。

总结来看，激光设备具有广泛的应用领域和不断的发展前景。随着技术的不断创新和应用领域的拓展，激光设备将在更多领域发挥重要作用，为人类社会带来更多的变革与机遇。

激光技术正朝着高端化、智能化、绿色化、多元化、国际化五大方向加速演进，形成多技术融合、多场景渗透、多区域协同的立体化发展格局。以下是具体发展方向及分析：

高功率激光器：突破万瓦级光纤激光器技术，支撑航空航天、船舶制造等重工业场景的“微米级精度”加工。例如，国产30kW光纤激光器已实现进口替代，推动国产设备向深海焊接、超厚板切割等极端制造领域延伸。

数字孪生技术：模拟设备运行状态，提前预测故障并优化工艺参数，支撑“黑灯工厂”建设。锐科激光研制的光纤剥除、切割、熔接一体化设备，通过数字孪生实现“一键式”自动化操作，性能指标达国际领先水平。

航空航天：激光增材制造用于发动机叶片、复杂结构件的直接制造与修复，零件数量减少80%，研发周期缩短30%。

医疗领域：定制化骨科植入物、牙齿矫正器年手术量突破50万例，碳纤维增强植入物生物相容性突破引领行业标准升级。

家用医美激光器：脱毛仪、祛斑仪等年销量突破百万台，市场渗透率快速提升。

量子通信：超快激光器成为量子通信器件制造的关键工具，支撑国家信息安全战略。

上游攻坚：国产特种光纤、高功率泵浦源等核心器件国产化率显著提升，但高损伤阈值镜片、6英寸GaAs晶圆等仍依赖进口。

下游裂变：激光技术向生物医疗、智能传感等领域渗透，催生千亿级新兴市场。例如，分布式光纤传感系统在工业监测领域的应用渗透率持续提升。

长三角：苏州、南京、常州等地形成“技术研发-装备制造-应用集成”全链条，吸引大族激光、华工科技等龙头企业设立华东总部。

武汉光谷：依托高校科研资源，在半导体激光芯片、光通信制造等领域形成差异化优势，通过设立千亿级产业集群基金加速科研成果转化。

亚太地区：增速最快（超15%），受消费电子和新能源行业驱动，中国企业在东南亚、中东等地区布局产能配套与技术服务。

中国企业通过“一带一路”倡议深化国际合作，推动技术专利占比超30%，培育3-5家全球领先企业。例如，锐科激光在土耳其设立客户中心，辐射欧洲、中东和非洲市场，加速全球化服务网络布局。

激光产业链是一个以激光技术为核心，涵盖激光材料研发、器件制造、系统集成及终端应用的综合性高科技产业，围绕激光的产生、控制、传输和应用展开，涉及从基础材料到终端产品的完整产业链，具体如下：

激光器制造与销售：激光器是激光器材设备的核心部件，其种类多样，包括固体激光器、半导体激光器、光纤激光器等。中游环节还包括将上游的激光芯片及光电器件、模组、光学元件等进行集成和封装，形成各类激光器材设备，如激光切割机、激光焊接机、激光打标机等。

激光配套设备：如数控设备、计算机等，与激光器共同构成完整的激光加工系统。

区域分布：中国激光产业链企业数量较多，各地区产业竞争激烈。武汉光谷、珠三角、环渤海、长三角等地是中国激光产业的主要聚集地。其中，武汉光谷通过科技创新和产业创新深度融合，打造了中国激光行业的发展新高地；珠三角以市场需求拉动激光制造的产业需求，推动产业链各环节不断完善；环渤海技术研发实力较强，市场需求旺盛；长三角产业链相对完善，以跨区域协同创新为特色。

竞争格局：在全球激光产业竞争中，欧洲国家在激光技术方面起步较早，技术积累深厚，在高精度、高可靠性以及高端市场应用上占据优势；美国在高端光芯片设计、硅光集成技术等领域占据重要市场地位；日本、韩国在精密制造、光学技术以及部分细分领域应用上独具特色；中国在激光设备制造领域优势明显，占据全球市场主导地位，但从核心材料与元器件、高端激光设备制造、先进应用等全产业链来看，市场份额有所下降。

激光产业链市场前景广阔，预计到2025年，中国激光器市场规模将接近1500亿元，全球激光设备市场规模预计突破2400亿美元，中国以38%的全球份额成为最大单一市场。以下是对激光产业链市场前景的详细分析：

激光器市场：中商产业研究院发布的报告显示，2023年中国激光器市场规模达到1210亿元，同比增长16.68%；2024年约为1353亿元；预计2025年将接近1500亿元。

激光设备市场：全球激光设备市场规模预计突破2400亿美元，中国以38%的全球份额成为最大单一市场。其中，工业激光设备占比超60%，光纤激光器国产化率已达65%。

高功率激光器：突破传统应用边界，在航空航天、船舶制造等领域实现“微米级精度”加工，推动国产设备替代进口。

超快激光技术：皮秒/飞秒级超快激光在半导体晶圆切割、精密医疗器械加工等领域的应用渗透率持续提升，加工精度迈入纳米时代。

智能融合：AI与激光加工深度融合，搭载机器视觉的自适应控制系统使设备效率提升数倍，故障率大幅下降。

工业领域：激光切割、焊接、打标等设备在汽车、钢铁、石油、航空航天等传统行业的应用持续深化。

新兴领域：激光技术向生物医疗、量子通信、智能传感等领域渗透，催生千亿级新兴市场。例如，车载激光雷达市场规模快速扩张，分布式光纤传感系统在工业监测领域的应用渗透率持续提升。

消费领域：家用医美激光器（如脱毛仪）年销量突破百万台，市场渗透率快速提升；激光显示技术（Micro LED）在高端电视、AR/VR设备中的应用加速普及。

竞争格局：头部阵营中，IPG、相干等国际巨头仍主导高端市场，但锐科激光、大族激光等国内企业通过全产业链布局和技术同步，在工业激光器领域实现国产替代。中部企业集中在中小功率设备领域，同质化竞争激烈，毛利率承压。新势力崛起，聚焦半导体制造、新型显示、精密加工等高附加值领域。

区域分布：中国激光设备市场呈现明显的集群化特征，长三角、珠三角及华中地区形成三大产业集聚带。其中，广东、江苏、浙江等沿海省份凭借完善的产业链占据全国60%以上的市场份额，而中西部地区在政策扶持下正加速追赶。

政策支持：国家政策如《中国制造2025》和“十四五”智能制造发展规划等，推动激光技术深度融入汽车制造、消费电子、航空航天等领域，成为工业智能化升级的核心引擎。

产业集聚：各地政府通过税收优惠、人才补贴等政策强化区域吸引力，推动产业集聚从“规模扩张”转向“创新效率”竞争。例如，武汉光谷依托高校科研资源，在半导体激光芯片、光通信制造等领域形成差异化优势。

应用拓展：半导体与显示制造、医疗与生物工程、航空航天、新能源等领域的需求爆发为产业链带来全新增长点。例如，紫外激光器在芯片微纳加工、柔性屏切割中的渗透率提升；超快激光在微创手术、细胞操作中的应用从实验室走向商业化。

激光行业凭借其独特的技术特性，在多个领域展现出显著优势，成为现代工业、医疗、通信等领域的核心支撑技术。以下是激光行业的主要优势及其应用场景分析：

1、高精度与可控性

激光束能量集中、方向性好，可实现微米级甚至纳米级加工精度，适用于精密制造（如芯片、光学元件加工）。

通过调节功率、脉冲宽度等参数，可精准控制加工深度、宽度和材料去除量，满足多样化需求。

2、非接触式加工

激光与材料无物理接触，避免机械应力导致的变形或损伤，尤其适合脆性材料（如玻璃、陶瓷）和软性材料（如薄膜、橡胶）加工。

减少工具磨损，降低维护成本，延长设备寿命。

3、加工效率高

激光束移动速度快，可实现高速切割、焊接或打标，显著提升生产效率。

例如，激光切割速度可达传统机械切割的数倍，且无需后续处理。

4、材料适应性广

通过选择不同波长（如紫外、红外）或脉冲方式，适应透明、反光或吸光材料。

5、环保与节能

激光器能效高，部分设备可实现低能耗运行。

1、工业制造

切割与焊接：激光切割广泛应用于汽车、航空航天、电子等行业，实现复杂形状的高精度切割；激光焊接用于电池、管道等密封性要求高的场景。

表面处理：激光淬火、熔覆可提升材料表面硬度，延长使用寿命。

3D打印：激光选区熔化（SLM）技术用于金属3D打印，制造复杂结构零件。

2、医疗健康

手术与治疗：激光用于眼科（近视矫正）、皮肤科（祛斑、祛痣）、肿瘤切除等，具有创伤小、恢复快的特点。

诊断设备：激光共聚焦显微镜、流式细胞仪等提升医疗检测精度。

3、通信与信息技术

光纤通信：激光作为光信号载体，实现高速、大容量数据传输，支撑5G、互联网等基础设施。

激光雷达（LiDAR）：用于自动驾驶、测绘等领域，实现高精度环境感知。

4、消费电子

5、科研与国防

基础研究：激光用于超快光谱、量子光学等前沿领域。

1、推动产业升级

激光技术替代传统加工方式，提升产品附加值，助力制造业向智能化、高端化转型。

例如，激光焊接在新能源汽车电池包中的应用，显著提升生产效率和安全性。

2、创造新市场需求

激光技术催生新业态，如激光美容、激光清洗、激光增材制造等，拓展市场空间。

据市场研究机构预测，全球激光市场规模将持续增长，2027年有望突破200亿美元。

3、促进国际合作

激光技术是国际科技竞争焦点，推动跨国研发合作，提升国家科技实力。

1、智能化升级

AI驱动工艺优化，如自学习焊接参数调整，提升生产一致性与产能。

激光器模块化设计实现“即插即用”，降低设备部署成本，加速普惠化应用。

2、绿色化转型

3、成本下降与普惠化

芯片化、规模化生产带动激光器价格下探，激光清洗、激光打标等新场景加速普及。

1、超快激光技术：皮秒、飞秒激光实现更精密加工，应用于半导体、生物医学等领域。

2、激光与人工智能融合：通过AI优化激光参数，实现自适应加工，提升效率和质量。

4、绿色激光技术：降低能耗，减少碳排放，符合可持续发展目标。

激光行业以技术先进性为核心，通过高精度、非接触、高效加工等优势，深度融入现代产业体系，成为推动经济高质量发展的关键力量。随着技术迭代和应用拓展，激光行业将持续释放创新潜力，为全球制造业、医疗、通信等领域带来变革性影响。

激光实验室在科研、工业、医疗等多个领域发挥着重要作用，以下从不同研究方向为你介绍几个具有代表性的激光实验室：

研究方向：该实验室围绕国家预防控制重大疾病的战略部署，结合国际光医学技术发展趋势和实验室的优势特色，确立了光医学的基础、临床及应用研究等主要方向。

团队构成：实验室的光医学团队已形成老中青结合、多学科共建的局面。目前，实验室有研究人员8人，其中博士生导师1名，硕士生导师2名，高级职称5人，天津市131创新型人才第II、III层次各1人，留学回国人员5人。在读研究生和联合培养生每年8~15人不等，合同聘用人员3人。

科研平台：实验室先后建成了基础研究平台、设备研发平台、数据管理平台，并依托天津市激光医学技术工程中心形成了产学研医紧密结合的科研工作模式。

研究方向：实验室聚焦于新一代强激光系统、红外光电对抗及高能射线探测等国家重大需求和国际前沿，致力于激光及红外材料的基础研究、交叉前沿探索及前沿应用研究。

科研成果：实验室在先进红外光学材料及其功能集成、面向极端应用的强激光材料、超快闪烁材料、微结构电磁/光波调控等方面不断取得突破，创新解决了强激光和红外对抗领域若干关键材料难题。

团队构成：实验室现有研究员5名，副研究员12名，在读研究生30余名，在站博士后3名（含一名外籍博士后）。

科研平台：实验室拥有完备的光功能材料研发所需的各种平台，包括基于ab-initial的材料计算评估平台、材料结构表征平台、材料光谱测试表征平台、各类晶体生长平台、透明陶瓷制备平台和微纳制作平台等。

研究方向：实验室围绕重大生命信息科学难题，聚焦于研究生物医学光学传感与成像的原理创新、方法建立及技术应用。

团队构成：实验室目前总人数51名，固定研究人员35人，流动科研人员16名。

科研成果：实验室以血管内光声成像仪、定量FRET荧光显微成像仪、皮肤光声显微成像仪为代表的原创技术已完成仪器工程化，正在推进临床/科学应用转化。实验室的研究成果为交叉学科领域的技术创新与应用起示范作用，极大推动了我国生物医学光子学领域研究的发展。

北京大学电子学院陈景标教授团队：该团队在新型激光领域取得重要进展，成功利用精细度达最低极限值2的光学谐振腔实现了线宽在kHz量级的极坏腔主动光钟激光，为量子光学、精密光谱和基础物理测量等领域提供了新的技术途径。

1、全球市场稳步扩张：2024年全球激光设备市场销售收入约为218亿美元，预计到2025年将突破2000亿美元，年均复合增长率保持在8%以上。这一增长主要得益于制造业升级、新兴技术应用以及消费电子、新能源汽车等领域的旺盛需求。

2、中国市场占据主导地位：中国激光设备市场销售收入占全球比例提升至56.6%，市场规模已突破900亿元。华中地区成为全国唯一正增长区域，产值规模达235亿-250亿元，长三角、珠三角等地区则形成差异化竞争的产业集群。

3、细分市场表现亮眼：

激光切割设备：占据全球市场35%以上份额，2024年中国市场规模约为368.5亿元，2025年预计达387亿元。

激光焊接设备：2024年销售收入122.5亿元，同比增长6.3%，预计2025年增长至125亿元。

超快激光器：市场规模达45.5亿元，同比增长13.2%，其中皮秒激光器占据85%市场份额，飞秒激光器增长潜力巨大。

1、高功率激光器突破物理极限：

30kW以上光纤激光器实现规模化应用，推动航空航天钛合金构件、船舶厚板切割等场景效率提升3倍以上。

国产高功率激光器能效比预计到2028年较2025年提升40%，核心部件国产化率突破60%。

2、超快激光技术推动精度革命：

皮秒/飞秒激光器在半导体晶圆切割、精密医疗器械加工等领域渗透率突破40%，加工精度迈入纳米级。

3、智能化融合重构生产逻辑：

激光即服务（LaaS）模式兴起，设备利用率提升至85%，客户资本支出降低40%。

1、先进制造领域：

2、生物医疗领域：

全飞秒激光手术设备装机量突破1.2万台，皮秒激光在血管瘤治疗、纹身去除等细分市场年复合增长率达25%。

家用医美激光器销量突破百万台，推动消费级市场爆发。

激光消融术在肿瘤治疗领域渗透率提升，光动力疗法进入临床III期试验，预计带动医用激光设备市场以20%增速扩张。

3、智能传感领域：

车载激光雷达成本降至200美元/台，固态激光雷达开始量产，2025年市场规模预计达80亿元，2028年将突破300亿元。

分布式光纤传感系统在油气管道监测领域实现1000公里级应用，故障定位精度达米级，工业监测领域应用渗透率持续提升。

1、长三角地区：形成“技术研发-装备制造-应用集成”全链条，聚集全国40%的规上企业，专注于高功率工业设备。

2、珠三角地区：依托消费电子产业集群，在3C领域激光加工设备市占率达65%，深耕消费电子配套领域。

3、武汉光谷：通过“产学研用”一体化模式，建成全球最大的激光设备制造基地，在半导体激光芯片、光通信制造等领域形成差异化优势。

1、技术追赶进入深水区：

高损伤阈值镜片、6英寸GaAs晶圆等核心器件仍依赖进口，欧美技术封锁加剧。

国内企业需加强光泵浦源、非线性晶体等基础材料研发，争取国家重点研发计划支持。

中低功率光纤激光器产能过剩导致均价年降12%，企业需通过差异化竞争突围，如开发定制化设备、提供工艺优化服务等增值服务。

3、全球化布局加速：

国内企业通过海外并购获取核心技术，如某企业收购加拿大特种光纤企业后，高功率设备欧洲市占率突破20%。

通过东南亚建厂规避贸易壁垒，2025年上半年海外营收同比增长130%。

2024年：全球激光设备市场销售收入约为820亿美元，其中工业激光市场规模达到450.66亿元人民币（按当前汇率换算约为63亿美元），占全球激光设备市场的7.68%。

2025年：全球工业激光市场规模预计将达到1410.91亿元人民币（按当前汇率换算约为198亿美元），年复合增长率（CAGR）预估为17.71%。此外，全球工业制造领域激光市场预计将突破170亿美元，医疗领域激光市场规模将达到85亿美元，通信领域激光市场规模将达到55亿美元，科研领域激光市场规模将达到32亿美元。

2024年：中国激光设备市场销售收入为897亿元人民币，同比下降1.4%，但在全球的占比提升至56.6%。其中，光纤激光器市场销售收入降至130.1亿元人民币，国产化率达86.2%；激光焊接设备市场销售收入为122.5亿元人民币，同比增长6.3%；激光切割设备出口额为141亿元人民币，同比增长2%。

2025年：中国工业激光市场规模预计将达到112.12亿元人民币。同时，有预测指出中国激光行业整体规模将超过1600亿元人民币，在全球市场中占比约38%。此外，中国激光焊接设备市场销售收入预计将增长到125亿元人民币，激光切割设备市场规模也有望进一步增长。

激光和普通光在物理特性、产生方式及应用领域上存在显著差异，具体可从以下角度区分：

1、相干性差异

2、单色性对比

激光的单色性极佳，其光谱线宽极窄（通常小于10??纳米），接近单一频率。例如，氦氖激光器发出的红光波长精度极高。普通光则包含广泛波长范围，如白光由连续光谱构成，即使单色光源（如钠灯）的线宽也远宽于激光。

3、方向性区别

激光光束发散角极小（可低至10??弧度），传播数百米后仍保持细小光斑，能量高度集中。普通光发散角大，如手电筒光束在数米外即扩散成大片区域。这一特性使激光能远距离传输而能量损失小。

4、亮度与能量密度

激光亮度远超普通光。通过受激辐射放大，激光可在极小面积内聚集巨大能量。例如，工业切割激光功率可达数千瓦，而普通光源即使集中也难以达到同等能量密度。

5、产生原理不同

激光通过受激辐射产生：当激发态原子受到特定频率光子刺激时，会同步发射相同频率、相位、方向的光子，形成光放大效应。普通光则通过自发辐射产生，如白炽灯通过热激发使原子随机发光，或荧光物质吸收能量后随机释放光子。

6、脉冲特性

激光可实现超短脉冲输出（如飞秒激光，脉冲宽度10?1?秒），用于精密加工或超快现象研究。普通光脉冲宽度通常在纳秒（10??秒）以上，且难以精确控制。

7、应用领域分化

激光：

工业：切割、焊接、3D打印

医疗：手术刀、眼科治疗（如LASIK）

通信：光纤传输

科研：精密测量、冷原子实验

普通光：

照明：家居、街道照明

显示：LED屏幕、投影仪

摄影：自然光拍摄

8、安全性差异

高功率激光可能灼伤皮肤或眼睛，需严格防护；普通光（如可见光）通常无直接危害，但强光（如弧焊光）仍需防护。

总结

激光的核心优势在于其“三性一高”（单色性、相干性、方向性好，亮度高），这些特性使其成为精密技术领域的首选光源；普通光则以低成本、广覆盖为特点，适用于日常照明和基础显示需求。