21世紀(jì)高新技術(shù)論文

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　　高新技術(shù)論文篇一

　　題目：ROF技術(shù)概述及ROF系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)展

　　學(xué)院：物理與光電工程學(xué)院 班級(jí)：09物理學(xué)

　　姓名：鄒永亮 學(xué)號(hào)：20091306020

　　2011年12月5號(hào)ROF技術(shù)概述及ROF系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)展為滿(mǎn)足人們對(duì)寬帶無(wú)線(xiàn)多媒體服務(wù)(如視頻、音頻和因特網(wǎng)數(shù)據(jù))的迫切需求, 未來(lái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)之一是提高射頻(RF)工作頻率。如何最大限度地改善 通信性能和降低基站的建設(shè)成本將是取得商業(yè)成功的關(guān)鍵所在。光載射頻(ROF)

　　系統(tǒng)屬于一種模擬光纖鏈路，ROF 利用光學(xué)器CS)傳輸?shù)礁咏脩?hù)終端的分布式基站。為了克服電子瓶頸的限制，人們更傾向于用光學(xué)方式產(chǎn)生微波/毫米波信號(hào)，產(chǎn)生方法包括內(nèi)調(diào)制法、外調(diào)制法和光外差法等。利用馬赫-曾德(MZ)調(diào)制器產(chǎn)生光載 RF 信號(hào)是一種簡(jiǎn)單而有效的方法。普通的強(qiáng)度調(diào)制產(chǎn)生的是雙邊帶(DSB)型 光載 RF 信號(hào), 在光纖色散的影響下，基站中檢測(cè)出的 RF 信號(hào)出現(xiàn)周期性衰落的現(xiàn)象。為了克服周期性衰落效應(yīng)，可以采用光單邊帶調(diào)制(OSSB+C)方式。

　　在基于 OSSB+C 調(diào)制的 ROF 鏈路中，基帶信號(hào)往往被兩個(gè)光分量所攜帶，在光纖色散的影響下，各路基帶信號(hào)到達(dá)光電檢測(cè)器的時(shí)間不同步，導(dǎo)致檢測(cè)出的RF 信號(hào)所攜帶的基帶信號(hào)波形產(chǎn)生失真。本文綜合分析了頻帶間色散和頻帶內(nèi)色 散對(duì)基帶信號(hào)波形產(chǎn)生的影響。根據(jù)波形失真程度和整個(gè) ROF 鏈路誤碼率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得出了 ROF 鏈路傳輸容量的理論上限(以誤碼率由于多種原因，RF 信號(hào)通過(guò)光強(qiáng)調(diào)制器對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制時(shí)的調(diào)制深度通常較小 (即調(diào)制指數(shù)小)，導(dǎo)致調(diào)制產(chǎn)生的光載 RF 信號(hào)的載邊比不合理。本文對(duì)OSSB+C 調(diào)制方式建立了準(zhǔn)確的理論模型，在此基礎(chǔ)上分析出光載 RF 信號(hào)的載邊 比可以由調(diào)制指數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)，并且存在一個(gè)最優(yōu)的調(diào)制指數(shù)可以使載邊比達(dá)到理想

　　狀態(tài)。針對(duì)光調(diào)制器在小信號(hào)調(diào)制狀態(tài)下 (即調(diào)制指數(shù)小)產(chǎn)生的光載 RF 信號(hào)載邊 比不合理的問(wèn)題，我們對(duì) MZ 調(diào)制器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn), 提出了一種基于 1×3 多模 干涉耦合器的三臂 MZ 調(diào)制器，該三臂調(diào)制器不用改變調(diào)制指數(shù)就能改善光載 RF 信號(hào)的載邊比。調(diào)制器中包含了一條“直流臂”，通過(guò)控制直流臂上的直流偏置可以 調(diào)節(jié)光載 RF 信號(hào)的載邊比。多模干涉耦合器是一種集成光學(xué)耦合器。在 ROF 技 術(shù)中融合集成光學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)是一件很有意義的事情。光調(diào)制器是一種非線(xiàn)性器件，RF 信號(hào)驅(qū)動(dòng) MZ 調(diào)制器產(chǎn)生光載 RF 信號(hào)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)用的高階諧波分量。本文提出了一種新型的基于 1×4 多模干涉耦合器的四臂 MZ 調(diào)制器，可以在實(shí)現(xiàn)光單邊帶調(diào)制的同時(shí)把主要的高階諧波分量抑制掉，增強(qiáng)調(diào)制過(guò)程的線(xiàn)性化。抑制高階諧波分量對(duì)于單信道/多信道 ROF 鏈路都具有重要意義。由于利用了 1×4 多模干涉耦合器各輸出端口之間固有的光波相位關(guān)系，調(diào)制器可以工作在無(wú)偏置狀態(tài)下。多模波導(dǎo)中多個(gè)傳導(dǎo)模式間的相長(zhǎng)性干涉產(chǎn)生的自鏡像效應(yīng)是多模干涉耦合器件的基本工作機(jī)制。相應(yīng)的, 自鏡像理論也是人們一直沿用的設(shè)計(jì)多模干涉耦合器的理論。但隨著弱導(dǎo)材料光通信器件的發(fā)展，傳統(tǒng)的自鏡像理論逐漸暴露出了其不足之處——設(shè)計(jì)弱導(dǎo)材料多模干涉耦合器件時(shí)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)誤差較大。本文指出了產(chǎn)生設(shè)計(jì)誤差的主要原因并提出了一種改進(jìn)的自鏡像理論，并在此基礎(chǔ)上提 出了兩種具體的器件設(shè)計(jì)方法。通信技術(shù)的最高目標(biāo)是用各種可能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，滿(mǎn)足 Wherever，Whatever 進(jìn)行信息交換的要求。移動(dòng)化與寬帶化的結(jié)合是無(wú)線(xiàn)通信主

　　要的發(fā)展趨勢(shì)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要把不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行融合，使其互相補(bǔ)充，揚(yáng)長(zhǎng)避短為了增加寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的傳輸容量，不可避免的要提高工作頻率。隨著工作頻率的不斷提高，無(wú)線(xiàn)信號(hào)在大氣中的衰減增加，基站覆蓋范圍減小，這樣就需要大量的基站以實(shí)現(xiàn)一定范圍的覆蓋，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及維護(hù)成本急劇增加。在眾多的簡(jiǎn)化基站結(jié)構(gòu)、降低網(wǎng)絡(luò)成本的技術(shù)中，光載射頻(ROF)技術(shù)成為近年來(lái)通信技術(shù)領(lǐng)域的亮點(diǎn)。ROF 技術(shù)結(jié)合了無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以模擬光纖鏈路代替金屬導(dǎo)線(xiàn)/大氣來(lái)傳送寬帶無(wú)線(xiàn)信號(hào)，光纖通信技術(shù)的日益成熟，為 ROF 技術(shù)的發(fā)展提供了良好的條件。借助 ROF 技術(shù)可以以較低的成本拉近用戶(hù)和基站距離，為用戶(hù)提供高帶寬、業(yè)務(wù)靈活性強(qiáng)的接入手段，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及多媒體業(yè)務(wù)的需求。智能交通系統(tǒng)能夠提供交通信息，如電子導(dǎo)航、電子信息、路況信息以及娛樂(lè)( 多媒體) 服務(wù)等。若將此系統(tǒng)擴(kuò)展到定位系統(tǒng)可以比GPS 更快捷和準(zhǔn)確。

　　1.2.1 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)

　　在第二、三代(3G)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，ROF 系統(tǒng)的主要應(yīng)用是建筑物內(nèi)部的覆蓋，典型應(yīng)用場(chǎng)景如地鐵站、火車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、大型商場(chǎng)、展覽中心等。在這些大型建筑物內(nèi)，建立一個(gè)中心基站和分布式天線(xiàn)系統(tǒng)(DAS)，以實(shí)現(xiàn)有效覆蓋。在第四代移動(dòng)系統(tǒng)(或稱(chēng) B3G)中，隨著工作頻率的提高(3～5GHz)，傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)不能直接照搬到 B3G 系統(tǒng)中，否則基站及移動(dòng)終端的發(fā)射 功率要增加 10～20 倍甚至更高，移動(dòng)終端工作在如此高的發(fā)射功率狀態(tài)下顯然是 令人無(wú)法接受的，因?yàn)檫@不利于節(jié)省電池能量以及減小微波輻射對(duì)人體的傷害。

　　為了在保證高傳輸速率的情況下降低發(fā)射功率，B3G 系統(tǒng)將采用一種基于 ROF 技 術(shù)的新型小區(qū)結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為“泛小區(qū)”，其基本思想是在小區(qū)的多

　　1.2.2 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)

　　由前面的分析可以得知，寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)(如 WLAN)的工作頻率不斷增加，甚至高達(dá) 50～70GHz。目前使用的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的頻段為 2.4 GHz，數(shù)據(jù)速率近 11 Mbit/s，也有可能達(dá)到 45Mbit/s，而將來(lái)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)則要求數(shù)據(jù)速率達(dá)到 100 Mbit/s 以上，因此需要更大的帶寬。高頻信號(hào)的傳播受到高衰減和視距傳輸?shù)睦_，對(duì)建筑物內(nèi)的應(yīng)用而言上述問(wèn)題更為嚴(yán)重，因?yàn)樾盘?hào)傳播要受很多物體的影響，比如墻、家具等。要覆蓋整個(gè)建筑需要數(shù)量龐大的 AP(access point)，系統(tǒng)的 成本激增。但如果采用 ROF 技術(shù)，通過(guò)光纖傳輸 RF 信號(hào)，則 AP 不需要具有復(fù) 雜的 RF 信號(hào)處理功能，這些功能可以集中在一個(gè)單獨(dú)的處理的 (RGResidentialGateway)上，因此 AP 的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，整個(gè)系統(tǒng)的可行性增加，因?yàn)檫@個(gè)頻段的系統(tǒng)許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。雖然信號(hào)傳播損耗較高，但是對(duì)于近距離傳輸并不重要，而且可以在較小的干擾條件下實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用。

　　1.2 ROF 系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)展

　　1980年代美國(guó)首次將ROF系統(tǒng)用于軍事用途。1990年，Cooper等提出將ROF用于無(wú)線(xiàn)通信。ROF技術(shù)得到了快速的發(fā)展，典型的例子是2000年的悉尼奧運(yùn)會(huì)上，采用了名為BriteCell的radio over fiber系統(tǒng)來(lái)解決無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)大量集中的問(wèn)題，該系統(tǒng)有500個(gè)遠(yuǎn)端天線(xiàn)。在開(kāi)幕式上短短幾分鐘時(shí)間里，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)中就有約11萬(wàn)名觀眾打了17萬(wàn)5千個(gè)電話(huà)。如果沒(méi)有BriteCell系統(tǒng)及時(shí)處理如此龐大而集中的業(yè)務(wù)量是難以想象的ROF系統(tǒng)具有易安裝、低功耗、成本低等優(yōu)點(diǎn)，目前主要用于蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、寬帶，無(wú)線(xiàn)接入、智能交通系統(tǒng)以及軍事系統(tǒng)中。

　　1.2.3 智能交通系統(tǒng)

　　智能交通系統(tǒng)(ITS) 應(yīng)用最新的移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)提高交通信息的傳輸能力，使交通變得更為安全、高效和舒適。ITS主要包括兩種系統(tǒng) (RVC)和 (VVC)。目前日本已經(jīng)研制出基于ROF技術(shù)的RVC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 預(yù)計(jì)RVC系統(tǒng)中的每個(gè)移動(dòng)終 端能達(dá)到2～10 Mbps的速率，RVC系統(tǒng)可以提供多種業(yè)務(wù)，其工作頻率可能在40GHz或60 GHz。實(shí)現(xiàn)RVC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，就是建立基于ROF技術(shù)的RF信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)。用模擬光纖鏈路在中心站(CS)和基站(BS)之間傳輸毫米波信號(hào)。各基站只起到光/電轉(zhuǎn)換的作用，對(duì)傳輸?shù)男畔⒍允峭该鞯摹?/p>

　　在歐洲， 63～64 GHz 和76～77 GHz 的頻段已經(jīng)分配給基于ROF技術(shù)的智能交通系統(tǒng)，其目標(biāo)是在主干道上實(shí)現(xiàn)連續(xù)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋以便實(shí)現(xiàn)智能交通。因此 B3G 系統(tǒng)中的蜂窩覆蓋層(CCL)將會(huì)與傳統(tǒng)的蜂窩覆蓋層在結(jié)構(gòu)上有著根本性的差異。目前，可以傳輸個(gè)人數(shù)據(jù)蜂窩網(wǎng)信息的 ROF 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在日本實(shí)現(xiàn)并進(jìn)入了實(shí)用化階段。

　　1.2.4 軍事應(yīng)用

　　ROF技術(shù)為解決高速雷達(dá)數(shù)據(jù)以及雷達(dá)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸問(wèn)題提供了有效途徑。ROF技術(shù)使得雷達(dá)控制站同它們的天線(xiàn)在空間上遠(yuǎn)距離分開(kāi)成為可能，因而雷達(dá)站不容易被敵方發(fā)現(xiàn)并摧毀。對(duì)于多基地雷達(dá)而言，多站間的信號(hào)傳輸距離可能會(huì)達(dá)到幾十到幾百公里。這樣的傳輸距離對(duì)于電纜傳輸鏈路而言是遙不可及的，但基于ROF技術(shù)的光纖鏈路而言卻并無(wú)太大困難。對(duì)于軍事平臺(tái)上的大量RF信號(hào)傳輸系統(tǒng)而言，同軸電纜的體積和重量一直是重要的問(wèn)題。在軍用飛機(jī)、潛艇以及水面艦艇中同軸電纜的尺寸和重量應(yīng)該盡可能的減小。此外，把不易彎曲的銅線(xiàn)電纜和波導(dǎo)安裝在窄的空間也是一個(gè)大問(wèn)題。而借助ROF技術(shù)，則可有效的解決上述問(wèn)題

　　高新技術(shù)論文篇二

　　21世紀(jì)高新技術(shù)展望

　　結(jié)課論文

　　學(xué)院：材料與冶金學(xué)院

　　班級(jí)：09冶金一班

　　學(xué)號(hào)：0961102109

　　姓名：張帥

　　關(guān)鍵字：產(chǎn)生 特點(diǎn) 應(yīng)用

　　摘要：激光具有單色性好、方向性強(qiáng)、亮度高等特點(diǎn)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的激光工作物質(zhì)有幾千種，波長(zhǎng)范圍從軟X射線(xiàn)到遠(yuǎn)紅外。 激光技術(shù)的核心是激光器，激光器的種類(lèi)很多，可按工作物質(zhì)、激勵(lì)方式、運(yùn)轉(zhuǎn)方式、工作波長(zhǎng)等不同方法分類(lèi)。根據(jù)不同的使用要求，采取一些專(zhuān)門(mén)的技術(shù)提高輸出激光的光束質(zhì)量和單項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，比較廣泛應(yīng)用的單元技術(shù)有共振腔設(shè)計(jì)與選模、倍頻、調(diào)諧、Q開(kāi)關(guān)、鎖模、穩(wěn)頻和放大技術(shù)等。

　　【簡(jiǎn)介】

　　激光的最初中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱(chēng)LASER的音譯，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞的頭一個(gè)字母組成的縮寫(xiě)詞。意思是“受激輻射的光放大”。激光的英文全名已完全表達(dá)了制造激光的主要過(guò)程。1964年按照我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森建議將“光受激發(fā)射”改稱(chēng)“激光”。

　　激光是20世紀(jì)以來(lái)，繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體之后，人類(lèi)的又一重大發(fā)明。它的原理早在 1916 年已被著名的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理論準(zhǔn)備和生產(chǎn)實(shí)踐 迫切需要的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，它一問(wèn)世，就獲得了異乎尋常的飛快發(fā)展，激光的發(fā)展不僅使古老的光學(xué)科學(xué)和光學(xué)技術(shù)獲得了新生，而且導(dǎo)致整個(gè)一門(mén)新興產(chǎn)業(yè)的 出現(xiàn)。激光可使人們有效地利用前所未有的先進(jìn)方法和手段，去獲得空前的效益和成果，從而促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。

　　【激光產(chǎn)生】

　　若原子或分子等微觀粒子具有高能級(jí)E2和低能級(jí)E1,E2和E1能級(jí)上的布居數(shù)密度為N2和N1，在兩能級(jí)間存在著自發(fā)發(fā)射躍遷、受激發(fā)射躍遷和受激吸收躍遷等三種過(guò)程。受激發(fā)射躍遷所產(chǎn)生的受激發(fā)射光，與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方向。因此，大量粒子在同一相干輻射場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生的受激發(fā)射光是相干的。受激發(fā)射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比于入射輻射場(chǎng)的單色能量密度。當(dāng)兩個(gè)能級(jí)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重相等時(shí)，兩種過(guò)程的幾率相等。在熱平衡情況下N2N1,這種狀態(tài)稱(chēng)為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)。在這種情況下，受激發(fā)射躍遷占優(yōu)勢(shì)。光通過(guò)一段長(zhǎng)為l的處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的激光工作物質(zhì)(激活物質(zhì))后，光強(qiáng)增大eGl倍。G為正比于(N2-N1)的系數(shù)，稱(chēng)為增益系數(shù)，其大小還與激光工作物質(zhì)的性質(zhì)和光波頻率有關(guān)。一段激活物質(zhì)就是一個(gè)激光放大器。

　　如果，把一段激活物質(zhì)放在兩個(gè)互相平行的反射鏡(其中至少有一個(gè)是部分透射的)構(gòu)成的光學(xué)諧振腔中(圖1)，處于高能級(jí)的粒子會(huì)產(chǎn)生各種方向的自發(fā)發(fā)射。其中，非軸向傳播的光波很快逸出諧振腔外：軸向傳播的光波卻能在腔內(nèi)往返傳播,當(dāng)它在激光物質(zhì)中傳播時(shí)，光強(qiáng)不斷增長(zhǎng)。如果諧振腔內(nèi)單程小信號(hào)增益G0l大于單程損耗δ(G0l是小信號(hào)增益系數(shù))，則可產(chǎn)生自激振蕩。原子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以分為不同的能級(jí)，當(dāng)原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)釋放出相應(yīng)能量的光子(所謂自發(fā)輻射)。同樣的，當(dāng)一個(gè)光子入射到一個(gè)能級(jí)系統(tǒng)并為之吸收的話(huà)，會(huì)導(dǎo)致原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷(所謂受激吸收);然后，部分躍遷到高能級(jí)的原子又會(huì)躍遷到低能級(jí)并釋放出光子(所謂受激輻射)。這些運(yùn)動(dòng)不是孤立的，而往往是同時(shí)進(jìn)行的。當(dāng)我們創(chuàng)造一種條件，譬如采用適當(dāng)?shù)拿劫|(zhì)、共振腔、足夠的外部電場(chǎng)，受激輻射得到放大從而比受激吸收要多，那么總體而言，就會(huì)有光子射出，從而產(chǎn)生激光。

　　【激光的特點(diǎn)】

　　(一)定向發(fā)光

　　普通光源是向四面八方發(fā)光。要讓發(fā)射的光朝一個(gè)方向傳播，需要給光源裝上一定的聚光裝臵，如汽車(chē)的車(chē)前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡，使輻射光匯集起來(lái)向一個(gè)方向射出。激光器發(fā)射的激光，天生就是朝一個(gè)方向射出，光束的發(fā)散度極小，大約只有0.001弧度，接近平行。1962年，人類(lèi)第一次使用激光照射月球，地球離月球的距離約38萬(wàn)公里，但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照燈光柱射向月球，按照其光斑直徑將覆蓋整個(gè)月球。

　　(二)亮度極高

　　在激光發(fā)明前，人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高，與太陽(yáng)的亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過(guò)氙燈的幾百億倍。因?yàn)榧す獾牧炼葮O高，所以能夠照亮遠(yuǎn)距離的物體。紅寶石激光器發(fā)射的光束在月球上產(chǎn)生的照度約為0.02勒克斯(光照度的單位)，顏色鮮紅，激光光斑明顯可見(jiàn)。若用功率最強(qiáng)的探照燈照射月球，產(chǎn)生的照度只有約一萬(wàn)億分之一勒克斯，人眼根本無(wú)法察覺(jué)。激光亮度極高的主要原因是定向發(fā)光。大量光子集中在一個(gè)極小的空間范圍內(nèi)射出，能量密度自然極高。

　　(三)顏色極純

　　光的顏色由光的波長(zhǎng)(或頻率)決定。一定的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)一定的顏色。太陽(yáng)光的波長(zhǎng)分布范圍約在0.76微米至0.4微米之間，對(duì)應(yīng)的顏色從紅色到紫色共7種顏色，所以太陽(yáng)光談不上單色性。發(fā)射單種顏色光的光源稱(chēng)為單色光源，它發(fā)射的光波波長(zhǎng)單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源，只發(fā)射某一種顏色的光。單色光源的光波波長(zhǎng)雖然單一，但仍有一定的分布范圍。如氪燈只發(fā)射紅光，單色性很好，被譽(yù)為單色性之冠，波長(zhǎng)分布的范圍仍有0.00001納米，因此氪燈發(fā)出的紅光，若仔細(xì)辨認(rèn)仍包含有幾十種紅色。由此可見(jiàn)，光輻射的波長(zhǎng)分布區(qū)間越窄，單色性越好。

　　激光器輸出的光，波長(zhǎng)分布范圍非常窄，因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長(zhǎng)分布范圍可以窄到2×10-9納米，是氪燈發(fā)射的紅光波長(zhǎng)分布范圍的萬(wàn)分之二。由此可見(jiàn)，激光器的單色性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何一種單色光源。

　　此外，激光還有其它特點(diǎn)：相干性好。激光的頻率、振動(dòng)方向、相位高度一致，使激光光波在空間重疊時(shí)，重疊區(qū)的光強(qiáng)分布會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的強(qiáng)弱相間現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫做光的干涉，所以激光是相干光。而普通光源發(fā)出的光，其頻率、振動(dòng)方向、相位不一致，稱(chēng)為非相干光。

　　閃光時(shí)間可以極短。由于技術(shù)上的原因，普通光源的閃光時(shí)間不可能很短，照相用的閃光燈，閃光時(shí)間是千分之一秒左右。脈沖激光的閃光時(shí)間很短，可達(dá)到6飛秒(1飛秒=10-15秒)。閃光時(shí)間極短的光源在生產(chǎn)、科研和軍事方面都有重要的用途。

　　【激光在各行業(yè)中的應(yīng)用】

　　應(yīng)用于牙科的激光系統(tǒng)

　　依據(jù)激光在牙科應(yīng)用的不同作用，分為幾種不同的激光系統(tǒng)。區(qū)別激光的重要特征之一是：光的波長(zhǎng)，不同波長(zhǎng)的激光對(duì)組織的作用不同，在可見(jiàn)光及近紅外光譜范圍的光線(xiàn)，吸光性低，穿透性強(qiáng)，可以穿透到牙體組織較深的部位，例如氬離子激光、二極管激光或Nd：YAG激光(如圖1)。而Er：YAG激光和CO，激光的光線(xiàn)穿透性差，僅能穿透牙體組織約0.01毫米。區(qū)別激光的重要特征之二是：激光的強(qiáng)度(即功率)，如在診斷學(xué)中應(yīng)用的二極管激光，其強(qiáng)度僅為幾個(gè)毫瓦特，它有時(shí)也可用在激光顯示器上。

　　用于治療的激光，通常是幾個(gè)瓦特中等強(qiáng)度的激光。激光對(duì)組織的作用，還取決于激光脈沖的發(fā)射方式，以典型的連續(xù)脈沖發(fā)射方式的激光有：氬離子激光、二極管激光、CO2，激光;以短脈沖方式發(fā)射的激光有：Er：YAG激光或許多Nd：YAG激光，短脈沖式的激光的強(qiáng)度(即功率)可以達(dá)到1,000瓦特或更高，這些強(qiáng)度高、吸光性也高的激光，只適用于清除硬組織。

　　激光雷達(dá)(laser radar)是指用激光器作為輻射源的雷達(dá)。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 。由發(fā)射機(jī) 、天線(xiàn) 、接收機(jī) 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發(fā)射機(jī)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長(zhǎng)可調(diào)諧的固體激光器等;天線(xiàn)是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡;接收機(jī)采用各種形式的光電探測(cè)器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見(jiàn)光多元探測(cè)器件等。激光雷達(dá)采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測(cè)方法分直接探測(cè)與外差探測(cè)。

　　激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效的定向能武器。根據(jù)作戰(zhàn)用途的不同，激光武器可分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類(lèi)。武器系統(tǒng)主要由激光器和跟蹤、瞄準(zhǔn)、發(fā)射裝臵等部分組成，目前通常采用的激光器有化學(xué)激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉(zhuǎn)向靈活、可實(shí)現(xiàn)精確打擊、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，但也存在易受天氣和環(huán)境影響等弱點(diǎn)。激光武器已有30多年的發(fā)展歷史，其關(guān)鍵技術(shù)也已取得突破，美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、以色列等國(guó)都成功進(jìn)行了各種激光打靶試驗(yàn)。目前低能激光武器已經(jīng)投入使用，主要用于干擾和致盲較近距離的光電傳感器，以及攻擊人眼和一些增強(qiáng)型觀測(cè)設(shè)備;高能激光武器主要采用化學(xué)激光器，按照現(xiàn)有的水平，今后5—10年內(nèi)可望在地面和空中平臺(tái)上部署使用，用于戰(zhàn)術(shù)防空、戰(zhàn)區(qū)反導(dǎo)和反衛(wèi)星作戰(zhàn)等。

　　【中國(guó)激光研究新進(jìn)展對(duì)軍事科學(xué)意義重大】

　　據(jù)中國(guó)科學(xué)院消息，經(jīng)過(guò)中國(guó)科學(xué)院物理所王樹(shù)鐸研究開(kāi)發(fā)小組人員的努力，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)大面積準(zhǔn)分子激光能量的直接測(cè)量，其有效測(cè)量直徑達(dá)100mm，在熱釋電型激光探測(cè)器的尺寸上為世界之最。經(jīng)過(guò)與中國(guó)原子能科學(xué)研究院的有關(guān)專(zhuān)家合作以及在國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的試驗(yàn)表明，此系統(tǒng)在不同能量區(qū)域(10-20J和100-200mJ)均達(dá)到了預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)。

　　據(jù)介紹，激光聚變研究是一個(gè)很有發(fā)展前途的能源開(kāi)發(fā)課題，激光可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)必將給人類(lèi)生活帶來(lái)新的轉(zhuǎn)折。激光聚變?cè)谲娛驴茖W(xué)研究中也具有重要意義。在激光聚變實(shí)驗(yàn)，特別是在間接驅(qū)動(dòng)聚變研究中，為了生產(chǎn)強(qiáng)的輻射驅(qū)動(dòng)場(chǎng)，人們正在追求高的X光轉(zhuǎn)換效率，良好的輻射輸運(yùn)環(huán)境，最佳的輻射驅(qū)動(dòng)場(chǎng)。在這些研究過(guò)程中，對(duì)準(zhǔn)分子激光的能量進(jìn)行直接監(jiān)測(cè)和研究是非常重要的。

　　該項(xiàng)研究成果表明，該項(xiàng)目的研究開(kāi)發(fā)除了有實(shí)力對(duì)已開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品市場(chǎng)不斷開(kāi)拓外，對(duì)國(guó)家正在發(fā)展的應(yīng)用需求項(xiàng)目也具備了承擔(dān)和開(kāi)發(fā)能力。 參考文獻(xiàn)：

　　[1]孫長(zhǎng)庫(kù) 葉聲華《激光測(cè)量技術(shù)》。

　　[2]蘇顯渝 李繼陶《信息光學(xué)》。