由美国国家科学基金会发起的专题讨论会主要探讨量子电子学或光波技术的未来研究与应用。会议于84年1月31日~2月2日在南加利福尼亚大学举行，组织者是M. Bass和E. Garmire两位教授。出席这次讨论会的160名科学家来自美国与其它5个国家。与会人员听取的22篇特邀报告涉及范围很广，同时还举行了小型专题讨论会。本报告由这次专题讨论会提供。希望对光波技术领域中基金会未来的研究起到指导作用。

1984年夏我受化工部的派遣，到美国进行学习和考察。现把所看到的点滴情况介绍如下。工业全息照相公司（ΙΗΙ),位于密执安州罗切斯特市。ΙΗΙ的前身是Grant公司，R. M. Grant博士是经理。他首先将激光无损检测技术应用于橡胶轮胎上，定验成功后便组建公司，从事激光无损检测设备的研制。公司从大学里聘请了三位博士做技术顾问。它占地面积约400平方米，人员只有20名(兼职技术顾问除外)，技术人员、工人和其它人员各占30%。公司主要从事轮胎的激光无损检测设备的生产，每月两台，产品远销世界很多国家。设备中很多零件是外购或请外面加工，如所用的激光器是从LEXEL公司购来的。产品出厂前，公司有关人员要在本子上签名，表示对自己工作负责。在Grant博士家里还有约100平方米的实验室，工裎技术人员在那里设计和实验。那里还有约25平方米的真空实验室，工作时连人带设备都处于部分真空之中。

研究CO2:N2:He激光混合气体中的非自持放电阴极层是很有意义的。通常，正是由于阴极层发展导致放电弧产生和电弧中放电中断的过程。从阴极附近区域传播出去的流体动力学扰动会使介质的光学质量变坏，而用非自持放电泵浦CO2激光器时，激光辐射的发散度就与这种扰动的主要因素有关。

最近在微微秒和亚微微秒超短脉冲形成方法方面提出了运用单模纤维光波导的各种方案: 1)在单模纤维光波导中，由于自相位调制效应脉冲的光谱被展宽后，用衍射光栅将它压缩; 2) 受激喇曼散射存在时微微秒脉冲的形成； 3) 在自相位调制和负群速度色散（对熔石英基的单模纤维光波导，λ>1.3 μm时，共同作用下,超短脉冲在单模光波导中的自压缩。

对于某些诸如与原子物理有关的应用来说，必须确定光的波长。例如染料激光器，或测定其波长的确定值，或只一般地知道其波长值。为此，法国奥赛Aime Cotton实验室的Pettelier教授最近正在研制一种简易的应用装置，尽管所用的方法技术性并不很强，但却能提供0.01埃的测量精度，其性能并不亚于复杂仪器。此外，这种波长计同现有仪器相比，其优点在于测量不受环境温度的影响。

近来，对地球表面遥测的各种观点引起了极大注意。这些研究首先着重于揭示大气和海洋的污染源，预测海洋生物的产量或农作物收成。这些工作既有从飞机机舱和宇宙飞行器中实现被动方法的报导，也有从地面装置或舰船上实现主动激光探测法的报导。把激光探测方法的众多优点同飞机上适当设备相结合是有前途的,这样就能有效地考察大面积海面,把不同水域和地域包含在一个考察队的范围内。美国NASA中心已研制成从150米髙度探测海洋的设备，进行了许多考察实验。

七十年代美国从测量技术和理论方面大力研究飞机着陆或起飞时机身后的涡流牵引作用。有人曾打算研究一种可根据风向和风强算出各种不同类型飞机的编队情况。

只有焦平面始终精确保持不变，自动聚焦系统才能以需要的复现性测出结构的实际宽度。此外，跟手动调焦相反,它能大大缩短测量所化的时间，因为自动调焦系统能找到预定的焦平面位置。釆用自动调焦系统除了纯技术需要之外，还考虑到经济因素。一个操作人员每天要对掩模和晶片进行几百次检验或测量，上述装置可以提高它的工作效率，将省下的时间用于更紧张的检验或测量。

今天差不多所有的材fh只要工件厚度 在10毫米以内，都能用CO2激光器切割。同其它切割方法相比，激光束切割的主要优点是割缝窄、热影响小和工作速度快。

激光卡是1981年3月初次问世的。4年前在蒙特卡洛(摩纳哥)发表的时侯，引起了很大的反响。它的创始人是美国的得莱克斯勒技术公司的G·得莱克斯勒经理。这个公司是制造半导体用的光掩膜、感光底板、光盘和光带等光学产品的制造厂家，研制激光卡的光学技术方面有着相当的储备。从某种意义上可以说它是应需要而诞生的产品。

已发表的文献指出，在一定限度内，激光可刺激动物创伤面的愈合。随之而来的问题是要了解这个作用的机理。美国和匈牙利布达佩斯各有一组科研人员，分别进行了有关的科学研究。至少使人们对涉及这一反应的生物化学过程有进一步的了解。

美国南加州大学座落在洛杉矶南面，是美国西海岸最大最老的私立大学，已有一百多年的历史。目前在校学生约28000人，半数以上是攻读硕士和博士学位的研究生。该校有19个学院。有关激光的研究工作主要分布在理学院的物理系和化学系，以及工学院的电子系、材料系和激光研究中心。约有15个小组从事非线性光学、相位共轭、激光与材料相互作用、集成光学、激光化学等领域的研究工作。

九州大学的激光研究，特别是有关激光应用方面，现就与笔者有直接关系的三个研究室作些介绍。

各国对激光产品制定的安全标准。

休斯飞机公司电光数据系统组正为巡航导弹研制激光雷达导航系统。通用动力公司与休斯合作搞些项目。这两家公司正为美国空军的巡航导弹先进导航演示计划签订的合同而努力工作。

1981年似乎就明白，虽然光纤陀螺有很大潜力，但在分立光学元件制作的试验系统变成实用仪器前，仍有许多问题有待解决。这个观点已为伦敦学院B. Culshaw等人所证实。他们认为对速率应用来说，尽管集成光学元件是重要的，但测速陀螺显然是最有前途的领域。尺寸较小以及依靠大量生产而使成本较低也都需要。在1976年开始的一个计划中，英国航空动力学小组正在进行宇航电子学应用的光纤陀螺研制。

苏联地球物理应用研究所的科学家研制出一台监测莫斯科大气纯度的激光系统。该激光系统监测莫斯科老城区、以及包括效外广阔住宅区、热电厂及其街道网在内的辽阔区域。其工作原理是根据激光发射束和反射束亮度的不同，从其差值中得出大气污染的情况。利用该装置还可以确定污染物散发的地点。在研究所的实验中记录了空气中臭氧、氨气、硫化物气体和一氧化碳的含量。该系统运行后可有效而正确地给出任一时刻莫斯科上空空气状况。还可马上精确地测出污染源,禁止有害物进入大气。

半导体工程师寻找有用的自显影光刻胶已有多年。这种光刻胶可用于半导体加工过程中很少几个阶段，可能节约生产成本。虽然已研究过几种这类材料，但它们都有一种或多种问题，诸如副产品有毒、曝光需要高强度辐照量、化学不稳定性等。

激光光谱学已能测定集成电路组件中微量水含量，其精度较以往的高。用贝耳实验室的J. A. Mucha研制的这种方法对10到100微升气体样品测量,精度为土50/10⁶。

最近美国能源部太平洋西北实验室的研究人员用先进的激光喇曼光谱学装置能分折材料在严酷环境中或暴露于强激光辐射时产生的变质现象。这种装置特别适用于评价和鉴定涂层工业所用材料的性能,能了解各种涂层的厚度和晶粒结构，从而确定涂层的耐用性。

美国光谱技术公司研制出一种高亮度激光等离子体源,用于集成电路的χ射线光刻术的快速生产。该法可能使晶片生产效率大大提高。目前，在集成电路平版印刷术中紫外线法占统治地位，然而该技术无法满足亚微米线宽的要求。虽然在短期内电子束源似乎有希望，然而对于大多数应用来说，它们太慢、太笨重。显然X射线光刻术是未来的方向。

橡树岭国家实验室的科学家研究成一种能测定从50，000至1,000，000年水样年代范围的技术。这个时标用象碳-14这样的测定方法是达不到的。这个小组在最近与一瑞士研究人员所作的实验中，首次使用这种方法测定从苏黎世附近砂石蓄水层取出的1立升地下水的年代。

光学衍射方法可以确定固体样品的晶体取向。本方法用于晶体需要精确调准的应用，如太阳电池半导体晶片和晶体振荡器的制造等。也适于表征太阳电池制造中用的小颗粒尺寸多晶硅衬底的特性。

此种加工机装有一系列与关节相连的转动光管和反射镜组件，能将5000 W的激光束引导至与机器人腕关节抓手连结的聚焦头上。

西德的多仑普公司研制成世界上首次利用激光切割和机器人的装有激光器的复合金属板材加工系统。

一段时间以来，人们知道用氩离子激光器和铜蒸气激光器可以复原传统方法无法解决的指纹。激光照射使残留在指尖接触表面的皮肤油脂发出荧光，这种荧光强度足够大，以致可以从衣服或皮肤表面指纹中提取出来——这是传统方法难以实现的。

苏联爱沙尼亚科学家研制出一种能置于手心的小型计算机，该机采用激光显示信息，并储存在单分子基片上。早在十年前，苏联科学家就描述过这种在传递、处理、储存信息方面引入注目的材料。这种材料能吸收一定频率的激光束。

美国兰十字/兰盾公司将在今后两年内发给160万马里兰顾客每人一张光存储“医疗卡”。这家医疗保险机构是经过Drexler技术公司的许可下发给的。这种医疗卡类似于信用卡,将记载持卡人的保险范围、病史、数字化照片和签名等信息。索赔信息 可在大夫诊所的读/写卡上进行修改。

制造导线的技术目前正在英国韦斯特兰直升机公司先进加工发展部进行研究。此技术包括用于飞机的导线系统的研制与生产。这种工作过去大部由人工进行，该部的目的是要创造一种自动加工方法，以大大减少直接劳动时间和缩短制造周期。

为了防止瓶塞或瓶盖出问题而造成物质损耗及对质量控制的指责,英国Erwin Sick光电子公司已利用该公司的产品形成一种独特的检测系统。

一种激光系统能无接触地检查动力控制和传动泵叶片。美国自动系统股份有限公司所制造的整套承包系统每分钟可检查100个部件。据说,此种325型激光测量仪是已知仅有的对以生产速度运动叶片进行非物理接触测量的方法。

人们从来都把非接触看作激光手术刀的一个优点。但实际进行手术时，与待照射部位的距离和角度不能保持恒定，使束径之类产生变动，导致照射效果不可靠，已被幵始视为问题，并成为普及激光手术刀的一大障碍。

英国标准通信实验室为存贮技术公司开发的一项工作可把许多激光器集成在一块晶片上。现有技术由于激光运转电流很高而不宜集成。

东芝公司已研制成一台多波长发射机，据透露，它是世界上第一台由集成型半导体激光器（该激光器把五个激光元件装在一块晶片上）和一个把五种不同波长组合在一起的多路波长调制器组成。因此，发射机可以通过单根光纤同时发射五个不同波长的红外信号。

加州大学伯克利分校K. L.陈和S. 王已研制 出一种用耦合腔方法制作单频二极管激光器的新变种,他们用化学蚀刻方法在折射率控制的沟道衬底InGaAsP激光器中形成三个腔。

日本电气公司成功地得到世界上波长最短的671 nm波段的可见(红光）半导体激光的室温连续振荡(图1)。

日本夏普公司研制成一种在谐振腔内部设有光反射区的双重谐振结构干涉型可见光半导体激光器IRI-VSIS,在世界上首次在可见光区域实现纵模稳定，同时该所运用由各自的谐振腔所决定的两种激光相互干涉的新技术，实现了纵模随环境温度和反馈光量变化的高度稳定性。

传输CO2激光可用功率输出简单方法的研究 已进行多年。Laakmann电光公司的用于10.6 μm激光辐射的柔性波导传输系统可望用于材料加工及医学上。

据研制者B. Inguwall说，Polaroid公司研制的新型全息介质可以大大减少体全息照片的成本。体全息照相能用于显示、广告和书画刻印艺术方面，但是有一种不同类型的全息图——浮雕全息图——目前被用来检验信用卡。Polaroid公司的新型材料称为DMP-128,它比重铬酸明胶介质用起来容易得多，后者常常用于上述两种全息照片。

世界各国继续加快研究可擦除光学记录介质。日本富士通实验室近来研制成功的硒合金可能使这场竞争的局面有所改变。

—个在14.8~18.5 μm之间可调谐的微微秒行波红外源已经产生了2 μJ的辐射。近年来,这种红外源的用途日益受到人们的注意,尤其在光通讯、多光子吸收研究、分子振动能转移和激光聚变方面。

日本保谷公司利用从声光调制器、声光偏转器出来的衍射光频率会随超声波频率而移动的性质、制成光频变换组件。这种组件的研制成功将使采用光外差检测法的各种测量更加廉价与简便。