的好坏直接影响光纤通信系统的性能。实用光纤通信系统对光源有以下要求。

（1）合适的发光波长。在目前的光通信系统中作为第一窗口的0.85μm短波长窗口已基本不用了，1.31μm的第二窗口正在大量应用，并且光纤通信系统正在逐渐向1.55μm的第三窗口转移。

（2）足够的输出功率。一般光源的输出功率大于lmW。

实际应用中，一般都以对数来表示光功率的大小，把lmW的光功率记作0dBm。

（3）可靠性高，寿命长。目前通信工程要求光源平均工作寿命为106小时（约100年），一般不允许中断通信。

（4）输出效率高。目前输出效率的标准是大于10％，将来希望达到50％。

（5）光谱宽度窄。

（6）聚光性好，尽可能多地把光送进光纤，即耦合效率高。

（7）调制方便。即是把话音等信息附载在光波上。

（8）价格低廉。能批量生产，同时体积小、重量轻，便于在各种场合应用。

四、             激光在农业上应用：主要由于育种，试验表明，激光照射种子能诱发变异，从而改良种子。还有刺激生长、提高发芽率、促进作物早熟增产和改变性状的作用。

五、             激光在医学上的应用：

激光大显身手的另一领域是医学。在外科手术中它不仅可以作为激光刀使用，而且在眼科、牙科、皮肤科与整容各方面都有独到的应用。激光刀的妙处在于它切割的同时也进行了灼烧，这恰好封闭血管防止其出血，也减少了感染的危险。用激光对牙齿进行无痛钻孔和去牙蛀，使人们对以前望而生畏的牙科手术大感轻松。相比以前的机械打孔，激光钻孔不仅不会产生大量的摩擦热，而且其所蒸发掉的只是被腐蚀处的黑色牙区，不会对健康的牙组织产生影响，从而疼痛感会大大减轻。激光在眼科上的应用是最令人叹为观止的。激光可以焊接脱开的视网膜，封闭破漏的血管，彻底摧毁飘浮在眼中冻胶状液体中的微小的沙粒(使其气化)。激光手术的优点是不需要切开眼睛就能完成手术，而且手术的疼痛感大为缓和。

对于目前的不治之症——癌症，激光也提供了有效的武器。一方面，激光可以用作激光刀来切除肿瘤；另一方面，在癌症的早期诊断方面也卓有成效。癌症的早期诊断对于其治疗有着决定性意义。借助于激光能准确地确定肿瘤细胞和正常细胞，同时也提供了一个新的治疗途径。借助于一些特殊的化学物质，采用激光化疗法，能使这些特殊物质在激光作用下杀死肿瘤细胞，从而达到治疗癌症的目的。

六、             激光在军事上的应用

1、                  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。

2、                  激光制导：激光制导子弹，还有精确的激光制导导弹。

3、                  激光武器：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。按其用途还可分为战术型和战略型两类。激光致盲武器、激光防空武器、激光反卫星武器、激光等离子武器、

4、                  激光对抗：针对未来战争中激光武器的威胁，各国都纷纷加紧对激光武器的防护研究。当前，采用的主要措施有：一是在飞机、战术导弹、精确制导武器的光电系统中采取相应的防护加固和对抗措施。十是研究激光防护器材，用以防护人员及武器装备。三是利用不良的气象和烟幕，来对抗激光干扰机、激光致盲武器和激光反传感器武器、四是对未来应急作战部队的人员进行防激光武器的教育和训练，使他们对激光武器的特性及其防护方法有所了解，消除神秘感和恐惧感。五是研究激光干扰的方法。在激光实战演习的战场上，酷似实际战争场面。一支激光步枪，每发射一次就射出一束激光。而演习双方战士的身上都有光电接收器和发声装置。如果某束光射中一名士兵，则通过其随身的计算机分析会得出“死亡”、“受伤”和“丧失战斗能力”等结论，并同时发出声音和烟雾。美国一名发明家最近研制出新概念“致僵”武器，这种非致命武器依靠“致僵射线”，即利用紫外激光器发出光束来，在空气中电离出一条通道使电流导向目标，使被击中者周身肌肉神经抽搐、痉挛，直至僵硬而丧失活动能力，进而丢掉武器束手就擒。由于身体组织的保护，被击者的心脏、隔膜等重要器官不会受到影响，因此不会危及生命。但电流超过250毫安后，会干扰被击者心脏跳动的节律。调节激光器的发射波长，“致僵射线”技术系统还可以破坏微芯片，从而使装有芯片的机器，包括飞机、坦克、汽车、舰船及其它武器系统失调丧失战斗能力。据报道，这种激光致僵武器已在实际应用中取得良好的效果。

七、             激光与人类生活

激光唱片机简称激光唱机、CD机，又称音频光盘机，它是"综合信号激光盘系统"中的一种。它实际包括激光唱片和唱机两部分：激光唱片是一张以玻璃或树脂为材料、表面镀有一层极薄金属膜的圆盘，通过激光束的烧蚀作用，以一连串凹痕的形式将声音信号刻写存贮在圆盘上，形成与胶木唱片相似的信号轨迹；激光唱机则是以激光束读取激光唱片上的光信号并转换为电信号，输出给音响播放装置再转换为声音信号。1980年，荷兰飞利浦与日本索尼两家公司开发出Compact DiscDigital Audio(简称为CD)的小型教学数字音频光盘，也称激光唱片（盘），并制订了它的技术标准。起初它只存储音乐供欣赏。1982年，激光唱片与唱机以音质好、容量大、体积小等优点纷纷上市。激光唱片的直径为5英寸（12.7厘米），反面贴标签，单面双声道存贮数字音频的信息，可存放约70分钟（最长为74分钟42秒）的内容。激光唱片也可在计算机上听，计算机上要装有CD─ROM、声卡和音箱等一些设备及软件。

继激光唱片之后，厂商又推出了一种单曲激光唱片CD Single，简称CD─S，其盘的外径仅8厘米，录有两首曲子，最长可播10分钟，在激光唱机上徼CD─S，主轴需加装转换器，80年代末生产的许多激光唱机已能对它兼容。

激光影碟机是“综合信号激光盘系统”中的一种。它的工作原理与激光唱片、激光唱片机相同，只是它所录制、读取和播放的信号包括音响、静止动态画面及文字等多种信号。这种综合信号激光盘用于教学、娱乐等。在激光影碟机的发展中出现了LD、CD─G、CD─V、VCD、DVD等。

LD（激光影碟）──1978年，世界上第一张激光影碟（Laser VideoDISK，简称LD或LVD）问世，其出色的视听效果令人惊叹。LD首次实现了激光与数字技术相结合的视频、音频信号的录放，开创了视频、音频录放数字化的新天地。

激光影碟具有极高的记录密度，它以一个个间断的凹坑记录信息，凹坑深0.1微米，宽0.4微米，对于30厘米的影碟，每面上的凹坑总数达145亿个。影碟之所以看起来表面上色彩闪烁，正是入射光在这大量的凹坑上产生绕射光棚，使白色分解成五光十色光栅的缘故。它每面可录放60分钟的图像与伴音，为了重现录制的影音信息，播放时需用LD Player激光影碟机。

CD─Graphic(CD─静图唱片)，简称CD─G.。这种唱片在直径5英寸的碟盘上存贮70分钟的静止画面、音乐及歌词字幕。早期普通CD唱机上并不能放CD─G，只有在内装图形解码器的CD─G专用机上播放才能通过电视机与音响重现立体声音乐、歌词字幕，近期的组合音响中已都带有视频输出，已可兼容CD─GF、CD─F的音质、动态范围、信噪比与LD机一样，只是图像是静止的。

CD─V（电视唱片）。其全称为CD─Video.又称CD电视唱片。1987年荷兰菲利普公司颁布了CD─V的标准，1988年推出世界上第一台CD─VPLAYER机。CD─V唱片是在碟片上记录了20分钟左右的数字音频信息与5分钟左右的带数字立体声伴音的NTSC制活动图像模拟视频信息（或6分钟左右的PAL制带数字立体声伴音的活动图像模拟视频信息）。CD─V是录有数字音频加模拟视频信息的唱碟（音像碟），活动的画面比CD─G更为诱人。

VCD(CD视盘)──其全称为Video─CD，它是1993年下半年才付诸实用的新技术，也称CD视盘。VCD是采用ISO国际标准化组织1991年才最终认定的MPEG压缩编码技术的新秀，所以同样5英寸直径的碟盘（与CD─V，CD─G等一样大），但可播放74分钟的全屏幕、全动态、立体声影片。由于经过数字图像压缩编码处理，所以它在普通LD机上不能播放，除非是带有数字图象解码器的影碟机才行。由于经过信息压缩处理，所以放出的音频虽与CD唱片一样，但图像比LD和CD─V要粗糙、模糊。但由于VCD唱片的制作成本小，价格远远低于LD（约五分之一），产品体积小（与CD唱片相似），所以在视听系列产品上有很强的竞争力。VCD的视频压缩和解码技术是由美国人发明的，通过压缩把一部电影的动态图像和声音压缩到1.2G信息容量左右的光盘中去，并通过数字解码技术把压缩的电子信号重新播放出来。但世界上第一台家用VCD机（实验用机）却是由中国安徽现代电视技术研究所于1992年12月研制成功的。1993年9月取名“万燕”的第一代VCD机（产品）面世。短短几年VCD市场即达到巅峰状态。另外，VCD盘也可在计算机上播放；使用在计算机上的CD视盘不仅可以存放、录像等，它还可以存放电子游戏。人们可以通过操作计算机来达到双向交流，不但能看到精彩的画面、听到动听的声音，还可以参与其中扮演角色，从而给人们带来了更大的乐趣。

DVD――全称为Digital Video DISK数字视频光盘机，它是1994年才诞生的新机种。从原理上来说，DVD与VCD没有本质的不同，DVD也是对电影画面进行视频压缩，将压缩的图像储存在光盘上。播放时DVD影碟机对光盘上的数字信号进行解码，还原出图像在显示器上播放。但VCD盘只能单面使用，一张盘只能储存640MK的信息，一部电影需要用2张或3张光盘才能储存；VCD的分辩率也较低，它的播放效果只不过和录像带的播放效果相近；VCD只有2个声道，播放时并不能实现真正的立体声。和VCD相比，DVD产品在各个方面有了全面的提高。DVD光盘储存的数据可以达到4G，一个DVD电影光盘可以储存多部电影，大大方便了消费者携带，也降低了光盘的生产成本；DVD产品的分辩率是VCD产品的4倍；DVD产品的电影具有8个声道，DVD和VCD相比，播放效果上有了质的飞跃。DVD的高清晰度也对其它配套产品提出了更高的要求。如电视的清晰度应在800线以上，而目前我们一般的电视清晰度不过500线甚至更低；目前的电视机还无法实现DVD的多声道立体声效果。DVD要象VCD一样普及还需要一段过程，不仅有上述原因，还有诸如价格、在DVD上放置的软件、DVD光盘标准等等。但不管怎样，DVD是VCD的下一代产品，它代表了数字视听产品的发展方向。

激光的出现引发了印刷工业中的一场革命。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。因此在信息传播中，加快印刷速度，缩短出版周期也就有了相当重要的意义。现在已经得到广泛应用的激光照排技术就是一项重大的革命。激光照排是将文字通过计算机分解为点阵，然后控制激光在感光底片上扫描，用曝光点的点阵组成文字和图像。现在我国已广泛应用的汉字排版技术就采用了激光照排，它比古老的铅字排版工效至少提高5倍。

八、             激光的发展

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”。1964年钱学森给它起名为“激光”。

受激辐射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。

1950年，波尔多一所中学的教师阿尔弗雷德·卡斯特勒同让·布罗塞尔发明了“光泵激”技术。这一发明后来被用来发射激光，并使他在1966年获得了诺贝尔物理学奖。

激光器的发明实际上提出了更多的问题。它必须使反射谐振器适应极短的波长。1951年，美国哥伦比亚大学的一位教授查尔斯·汤斯（Townes）对微波的放大进行了研究，经过三年的努力，他成功地制造出了世界上第一个“微波激射器”，即“受激辐射的微波放大”的理论。汤斯在这项研究中花费了大量的资金，因此他的这项成果被人们起了个绰号叫做“钱泵”，说他的这项研究花了很多的钱。后来汤斯教授和他的学生阿瑟·肖洛（Schawlow，诺贝尔物理奖的获得者）想，既然我们已经成功地研究了微波的放大，就有可能把微波放大的技术应用于光波。1958年，汤斯和肖洛在《物理评论》杂志上发表了他们的“发明”——关于“受激辐射的光放大”（即LASER）的论文。结果这项研究的成果被第三者西奥多·梅曼（Maiman）利用了。

梅曼是美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员。在梅曼开始建造他的红宝石激光器之前，有人断言红宝石绝不是制造激光的好材料，而肖洛也支持这种观点。这使得很多人中止了用红宝石来制造激光的尝试，但梅曼却怀疑这个说法。为此，他花了一年的时间专门测量和研究红宝石的性质，终于发现上述论断所依据的基础是错误的，而红宝石确是制造激光器的好材料。从此他着手建造那个世界上第一台激光器。他的准备工作十分地详细完备，1960年7月，梅曼在加利福尼亚的休斯空军试验室进行了人造激光的第一次试验，当按钮按下时，第一束人造激光就产生了。它是一种固体激光器，它的激励系统是一支能突然爆发出强光的螺旋形闪光管，激光物质是一个插在螺旋管中间的4厘米长的圆柱形宝石棒，这种红宝石的主要成份是混有铬离子的氧化铝。

在梅曼成功之后不久，氦氖激光器也试验成功。这一系列的成功使实力雄厚的贝尔实验室也投入到激光器的研究之中，而其资金和人力资源又迅速推动着研究工作的进展。

自从1960年以来，激光家族有着迅猛的增长。现在有各种不同形状不同大小的各种各样的激光器，可以产生出不同功率、不同波长的激光。这些激光的范围包含从红外到紫外以至X射线的所有区域。