毫米波自由电子激光器和其它强流相对论电子射频器件的应用及其潜力主要在两个方面：首先是研究应用，包括高能物理研究用的先进加速器技术;以电子回旋共振加热磁约束等离子体；利用红外、远红外乃至亚毫米波研究材料科学和生物医学，太空探测用的地基雷达等等。这要求器件输出较强的功率和较高的频率以适应不同的研究目的。其次是**应用，包括雷达、通讯、电子对抗等。与研究应用相比，**应用i强调它的功能而不强求增大功率。例如要求带宽更宽，运转电压低，尺寸紧凑，造价低,在恶劣环境下工作可靠等。

近几年对衍射光学的兴趣有很大的提高。这一新领域的基础是光通过薄相位片时由于衍射而产生的辐射波阵面变换的众所周知的事实。衍射光学元件是这一新光学领域的元件基础。

虽然研究人员对科学技术的发展作了很多努力，但光学材料的发展是靠需要和科学好奇心来推动的。从彻利略的望远镜到当今的激光核聚变，每前进一步都从可行的光学材料开始。新发展确定了新需要，进而推动材料的发展。明年，朗缪尔-布洛杰特薄膜和读写光学存储装置的应用将达到商品化。

自从激光器和全息术出现以来，人们对采用全息图作光学系统的衍射元件产生了强烈兴趣。这类元件有时称为全息光学元件(HOES)，它很像普通全息图，用两激光束干涉方法产生。一般情况下，全息光学元件的功能与透镜类似。当激光束被它们折射时，衍射光束的波前可变成任意形状。全息光学元件通过衍射来改变光线，而透镜和棱镜则是通过折射而改变光线。

近年来，条码读出器市场扩大的速度令人瞠目。随着应用领域的扩大，条码读出器的特性将涉及许多方面，所用的光源也不例外。由于激光器是左右装置性能的重要部件，强烈要求改善其特性。据此，作为条码读出器的光源，开发了最隹红光半导体激光器TOLD 9200,现已商品化。

本文叙述用激光束装饰实用玻璃器皿的方法。与传统的装饰法，如拋光、雕刻、丝网印刷、蚀刻、喷砂相比，激光法有如下优点。

点焊早在十年前就引入自动化加工业， 至今已被广泛应用。该法简单、经济、可靠，费用通常很少。采用功率为10~20 W的中小型激光器和光束导向、光束传输装置，每小时可焊10000个点。

活塞是发动机的基本零件之一，发动机的寿命与它有关。活塞最薄弱的地方是上面的气环槽(在压缩环下)。为了提高其耐磨性，在放置气环处镶装一道由耐蚀镍合金、灰铸铁或钢制的环，但这种方法并不十分可靠(由于保证镶环与母体材料可靠联接十分复杂)。采用氩弧焊、等离子堆焊和电子束焊接时，由于很难得到均质强化层，没有解决气环槽的强化问题。因此，苏联汽车工业工艺科研所的专家们提出了自己的新方法——通过激光用耐磨配料将铝活塞环槽合金化。

在小块全致密反应烧结的氮化硅（Si3N4) 和部分稳定的氧化锆试样上所进行的初步试验表明：二氧化碳激光束热加工可能成为取代目前采用金刚石磨料的陶瓷加工的一种新方法。

原子蒸气激光同位素分离(AVLIS)法较之气体扩散法铀浓缩，成本可下降1/2左右，引起世界的注意。美国在过去的15年间投资7亿美元，不间断地进行原子法的开发研究。1987年结束了1/2尺度的实践性浓缩演示，198S年进行了提高浓缩度的试验，计划1992年完成实践演示试验。原子法的性能业已阐明，得到了必要的数据，实现了几十小时的运转，与子系统(铜蒸气激光器、染料激光器、蒸气源、分离机和铀处理)间的匹配性也得到论证。

对浓缩技术的选择使法国原子能委员会将其研究开发集中到气体扩散法和原子激光法上，离心法、化学交换法、等离子体法和分子激光法均被取消，尽管它们各具特点。

西德铀同位索分离公司Uranit的职员说，如果联邦研究和技术部不同意拨给1989年的激光浓缩研究经费，西德在过去18个月中在激光浓缩方面取得的显著进展就可能付之东流。

美国宇航公司AS30激光导弹的首次夜间发射获胜。试验是1988年8月30日在兰德试验中心用“美洲豹”飞机进行的，机上装备带热像仪的激光指示箱和AS30激光导弹发射装置组成的系统。发射在反映夜间任务的典型环境中，在安全距离上进行，从而开创了该系统应用的新前景。在夜间飞行条件下，其命中精度和白昼获得的完全相同。

计算机集成加工的基本前提是来自工厂各部门的传感器信息。联邦德国在1984~1987年的加工技术计划范围内实施了“加工用智能传感器系统”联合项目。

美国海军**中心需要发展一种能进行红外搜索和跟踪以及能进行激光测距的集成传感器，打算用在地面收集10000英尺高度以上飞机的特征和P-2、波音767飞机的图形。

日本东京大学尖端科学技术研究中心柳田博明的研究组，试制成在检测元件中使用碳化硅纤维的全新型红外传感器。

最近，一家汽车装配厂已完成一台能自动确定钢板和复合体部件表面质量的机械视觉检验系统。该系统由美国通用汽车公司人工智能部研制，能测量表面微观轮廓的变化，区分肉眼看不见的表面微细缺陷。Diffracto公司制作的图象传感器以数字方式收集壳体面板的图象数据，然后用计算机软件处理。

英国光纤陀螺仪的研制已进入关键时刻。随着光学元件和微电子的成功集成，已生产出小尺寸的单轴陀螺仪，目前光纤陀螺样机已可装到子系统中。光纤陀螺的性能及整体结构使它适用于廉价的导弹制导、姿态控制及航向定位系统，装到陆、空应甩的多普勒全球定位、卫星、地形跟踪和磁性辅助等导航系统中。

日本日立电线公司研制成把光学系统和信号处理系统结为一体将体积大幅度缩小的小型光纤陀螺“OFG-2”。公司继去年3月首次推出光纤陀螺产品后，此次进而出售小型、轻量的机种，从今年起积极开拓市场，2年后确立批量生产体制，扩大市场供应。

日本电报电话公司的相干光通信技术实用化将指日可待。利用该技术在大容量光传输、多路光通信和光信号处理这三个领域的技术开发方面，日本已领先于世界。一条光缆所能传输的信息将为现在的1万倍以上。相干光通信网络可望作为推进新的计算机通信网络(CCN)革命的通信基础，日本电报电话公司旨在早于美、欧,在九十年代后半期开始实用服务。

日本立石电机公司今年底将向英国电讯公司供应光卡用读取写入装置，电讯公司用它作保健用医疗卡，进行现场试验。供给的样机是控制器和主机结为一体的新型装置,预计将供应几十台。

美国Laser Fare公司接受空军4.8万美元小项目革新研究的资助，用以证明用液体光学元件和激光打小孔的可行性。用普通方法进行激光打孔，其直径极限约为50 μm，但Laser Fare公司认为，液体光学元件 至少可以打直径为20 μm的圆柱形小孔，也许还能打出其它形状的孔。公司打算用一种非线性自聚焦液体来聚焦激光，在六个月内探索掺钕YAG和红宝石激光器。研究如获成功，可能再拨款50万美元研制这种装置。

国际商业机器公司用酸性催化光刻胶研制了准分子激光分步重复光刻机，称为先进芯片成像系统(GCA AWIS)。此系统是一台样机，由氟化氪准分子激光器装到DSW-8000分步重复光刻机而成。

用泰晤士工程技术学校研制的三维电视系统可以检查料堆储量。这种系统由激光器、计算机和电视摄象机组成，测量料堆的表面轮廓。其原理是电视摄象机能探测材料散射表面的激光照明,并通过计算机控制系统算出摄象机轴与摄象机和激光光斑连线之间的角度。借助激光器方位就可算出料堆表面激光光斑的位置。

意大利CISE为检测米兰市甲烷分布网泄漏而设计的激光系统基于光雷达一差分吸收光雷达技术。它由发射频率与甲烷的高红外辐射吸收带一致的远红外激光源组成。

对于天然气管道的漏气，现在是几年一次从飞机上进行目视检查，但只能发现明显的漏气。检查员还一年一度在地面沿管道用便携式探测器检查。由于费时费资(每千米500美元)，精度也不高，因而不能定量把握敷设在全美640000 km输气管道的漏气情况。

光热瞬态辐射测量术(OTTEE)可用于材料无损检测。该技术在英国斯特斯克來德大学用于研究潜在光热测量技术。在此技术中，激光脉冲使试样表面温度急骤上升，然后又返回常温。这种热冲击响应特性曲线可用高速红外探测器测得，并以数字形式记录，以便分析和显示。

英国邓洛普精密橡胶部将首批激光切割机之一装在英国橡胶工业部门。该系统主要用于将模压垫圏切割成飞机制造商所要求的精密复杂形状。

美国国家标准局时间与频率部的研究人员已用扫描激光辐射法使单个被俘198Hg+离子冷却，冷却时间为约束阱中离子基态时间的90%。他们首次报导了处于清晰边带范围束缚原子的激光冷却，在此状态下，跃迁线宽大大小于阱中粒子振荡的频率。

1988年在罗马举行的第五届高温和能源材料国际会议上，激光蒸压技术成了会议重点。R. W. Ohse作了“激光在高温材料中的应用”的报告，综述了激光在表面改型、合金化和高温性能测量方面的应用。

美国微电子学和计算机技术公司(MCC)的研究人员已发展一种激光自动焊带法，把引线焊到有源半导体结构表面的输入/输出焊片上。其它自动焊带(TAB)技术还有热声法或热模法（又称单点焊接法或多点焊接法)，都涉及高气压或高温，对焊片下面的电路不利，且只能用于芯片边缘。

迄今,制备超微粒的技术已有几十种，其中激光制备超微粒的技术已具有工程应用的条件。用激光制备超微粒的方法有：激光蒸发凝固法，激光热分解或化学合成法，用准分子激光制备金刚石微粒，用TEA CO2激光制备铁超微粒等。

在美国佐治亚洲亚特兰大市的石头山公园，每年5月份至10月份，可口可乐公司每天晚上都要举行激光电影表演。屏幕是一堵巨大的石壁。当夜幕降临时，只见一束束红、蓝、黄、紫等十多种颜色的激光，从十几个不同的地方射向石壁。

加州欧文市贝克曼激光研究所和医疗所的研究人员在一次激光微外科和生物学技术能力的图解演示中，用倍频脉冲Nd:YAG激光在红血球细胞上打孔。激光脉宽10 ns，能量为毫焦耳级，重复频率5 Hz。

日本松下电器产业公司技术部中央研究所在国立大阪医院眼科和大阪大学医学部附属医院眼科的指导下，研制成眼科用CO2激光手术刀。这种手术刀应用了最近由该公司研制成的柔性佳的红外光纤。

加州大学托兰斯分校医学博士B. White已用HGM公司的氩激光器首次进行人体血管焊接研究，他对10例血管破裂病人作了动脉-静脉焊接，发现激光光斑小和功率水平较低时效果最好，组织用水冷却，能量密度范围为1130~1520 J/cm2。

美国劳仑斯·里弗莫尔国家实验室的科学家对诺瓦装置激光玻璃放大器的260个圆盘成功更换后，正使这台世界最高功率的激光器恢复全功率运转。更换工作化了18个月，于1988年12月完成。原来的钕玻璃盘在制作期间无意中掺入铀微粒。

洛斯·阿拉莫斯国家实验室在1988年12月3日的一次实验中，96束的“曙光”激光器达到了2.5 kJ激光输出。在5 ns脉冲中提取千焦耳级能量，改善了用氯化氨紫外激光进行惯性约束聚变实验的生命力。高能量是用光学倍增法产生的，即把500 ns的脉冲分割，分割的光束通过一系列反射镜发送和延时，然后再把它们重新会聚，以5 ns同步脉冲链的形式照射到检测器上。89年1月将安装末级放大器实尺寸反射镜，预计输出能量可提高到4~7 kJ。

日本三菱重工业公司与工业开发研究所合作研制成最高输出7 kW的CO激光振荡装置,输出5 kW时连续振荡4小时以上。CO激光获得这样高的输出和长时间振荡在世界上尚属首次，它将用于切割废弃原子反应堆的厚物。此次成功为下一步研制的20 kW超高输出振荡装置铺平道路。

伊里诺斯州阿莫科激光公司的J. Dixon和科罗拉多州实验天体物理联合研究所的C. Tanner等报导用GaAlAs二极管激光器(在865 nm波长工作)被动光学锁模法已产生432nm的二次谐波振荡。

美国光谱物理公司和光谱二极管实验室在激光电光会议上将报导把二极管激光输出直接倍频到427 nm的实验。Amoco激光公司和JILA公司的新近工作是基于外共振倍频进行有效转换，光谱物理公司是用外倍频实验产生左右的衍射极限蓝光，光学转换效率为6.6%。研究人员还将介绍基本单片外倍频器的新结果，其反射镜直接制在铌酸钾晶体上。

光泵Na2超声束虽然激光输出很低，但由于其内自由度的有效冷却和分子快速通过相互作用区，使其成为高增益介质。这些优点是几年前西德凯泽斯劳腾大学的K. Bergann组发现的。

美国纽约州Excel技术公司报导，掺钛蓝宝石激光器的转换效率达到23%，远高于其它掺钛蓝宝石激光器所报导的光-光转换效率。当用1.7 W、527 nm波长、重复率l kHz的Nd:YLF激光泵浦时,该激光器的输出功率为400 mW。泵浦阈值功也值得注意，在800 nm波长时为200 mW。

超快三倍频Nd:YAG激光器是美国相干激光产品公司的两种新产品之一，它能产生以前没有的紫外高功率。此激光器用BBO晶体把基波（1064 nm红外)和二次谐波(532 nm绿光)激光混顿，产生紫外输出。

日本东京IRI激光实验室的S. Yoshida已使一台氧/碘化学激光器运转，输出波段从可见红光到近红外，即从630 nm到800 nm。

美国佐治亚理工学院最近改进了可见光化学激光器，使之从实验室阶段发展为一种实用器件。该院研究人员利用使能量从高激发亚稳态的氧化锗分子向铊原子转移的原理，使铊原子激发到比铊原子基态中较髙能级能量高得多的激发态。这种放大介质如与3%的输出耦合腔结构配合，可使激光功率增大十倍以上，并使方向性加强。

美国通用电气公司已研制出一种抗激光材料，可用于抵抗超声传播和核**效应所产生的热影响。这种抗激光材料为全炭材料，由许多层构成，每层厚约0.6 nm它通过反射大量入射能的方法使材料抵抗宽波段激光的作用。

据美国《国际先驱论坛》报道，美国加州一家小公司宣称，它已发现一种可作为抗激光的装甲塑料，叫作“激光盾”。最初，研究人员用能量较弱的工业激光器反复烧蚀这种塑料，发现末能留下痕迹。但尚末搞清“激光盾”塑料的内部结构和特性。有的实验表明，这种塑料能吸收激光，另一些报告说它能反射激光。

美国康乃尔大学在研究ΒΒΟ晶体时表明，它呈现很高的激光感生破坏阈值。H. Nakatani发现，该晶体的单次辐射体破坏阈值在1064 nm波长处为50 GW/cm2, 532 nm波长处为 48 GW/cm2,355 nm波长处为25 GW/cm2。

高纯度的金属盐用来制造灯泡，透过可见光，却不透过紫外线和红外线。生长优质激光晶体需要纯度高达99.99%的金属盐,像美国通用化学产品公司用黄色硫化镉和黑色硒化镉制造灯泡那样。科技人员不再着重研究如何控制杂质含量，而是研究如何提高透明度、色彩和取向。生长的晶体经过研磨和抛光。激光器使用这类优质激光晶体产生的光束可以复盖更大的波长范围。

单晶蓝宝石(Al2O3)光纤传输中红外激光的应用看来很有希望。由于这种光纤无毒，高强度，用作Er:YAG激光2.94 μm波长的医用传输系统似乎很理想，而玻璃纤维在此波长强烈吸收。斯坦福大学的一个研究组已成功拉制出长达1 m的蓝宝石细光纤。据报导，这种光纤用于医学组织烧蚀，显示相当低的光损耗和相当高的破坏阈值。

日本昭和电线电缆公司推出多成分玻璃光纤连续批量生产制造法。该法不是将通光的芯部和把光封闭在芯中的包层用的玻璃作成棒，而是直接放入二重坩埚制成光纤。与过去作成玻璃棒的制造法相比，生产率提高10倍以上,产品质量也大幅度提高。公司决定全面改成在成本上有竞争力的新制造法，从下年度在相模原事业所开始生产。

一种使二极管激光高效充满Nd:YAG模体积的侧面泵浦共振腔设计已取得44%的斜效率，产生3.8 W的衍射极限光输出。用扩展的纤維透镜分配泵浦光，输出的Nd:YAG激光束在镀膜的块状激光晶体作多次反射。

新泽西州Bellcore公司的E. Yablonovitch等人报导了一种把GaAs附到备种衬底上的技术。这种技术应用的一例是，他们在玻璃上生长了二极管激光器。

美国威斯汀豪斯研究开发中心最近推出一种全固态光源,名叫“薄膜电致发光边缘发射体阵列”(Emarr)。它可以使打印品达到1000点/吋的清晰度。它没有活动性零件，将用来代控目前激光打印机中甩的激光和扫描镜。

日本富士通研究所研制成使用全息透镜的激光打印机用的扫描光学系统。与过去由旋转多面镜或玻璃透镜等组成的扫描光学系统相比，体积大致缩小3/4,实现了小型化。新系统适合批量生产，价格也可能降到过去的1/2。

日本芦屋大学小盐高文等在东北大学科学计测研究所高岛幸史等的帮助下，推出衍射光栅面的扫描隧道显微镜检查法。试制的扫描隧道显微镜分辨率约为1 nm，根据用它观测到的衍射光栅的表面象，可推定和评价光栅的闪耀角和顶角。由于能在大气中简便地研究光栅面的特性因而将有助于衍射光栅的标准化。

日本东京电力公司与住友水泥公司合作研制成超小型偏振器,它有可能使光通信和光测试系统小型化，降低成本,提高性能，并已开始论证试验。与过去的等离子体型偏振器相比，新偏振器的最大特征是，厚度减至原来的几百分之一左右，为世界最小，成本降至原来的1/10以下。

英国剑桥大学的一个研究组发明了在組基片上蒸镀聚乙炔的金属绝缘半导体场效应晶体管（MISFET)。这种有机材料晶体管具有无机材料不可能有的光学特性，是开辟通向光计算机和光纤通信的划时代发明。有可能制成大小为过去硅集成电路和砷化嫁集成电路几百分之一的集成电路。聚乙炔作为有机半导体材料，具有无限的应用前景。

锗是红外热成象系统光学部件最常用的材料，通常为圆盖、透镜、圆形或矩形窗。但其透射率随温度的上升而减少,这就阻碍它更广泛的应用。

阿符科天文台所属的阿符科研究所利用光辐射研究地球的大气效应。该台使用三台望远镜、激光束导引器、光束导引器/跟踪器和它们的固架定。几种类型的激光器包括He-Ne离子、染料、红宝石和化学激光器在装置上运转。超小型计算机引导设备在空间上目标定位，并将目标保持在焦点上。

英国电讯公司的一个研究组制出一种能反射或透过整个孤波子脉冲的光开关，反射或透过视脉冲强度而定。该方案利用非线性折射率来改变全纤维干涉仪的相位条件。在脉宽为400 fs、脉冲能量达到46 PJ时发生开关作用，此能量是前所未有的最低值。

日本日立中央研究所已发展一种使用InGaAsP/InP交叉波导的小型4x4开关，它用电流注入（而不是电场感生转换）控制波导的交点。该器件比一般原型开关短（前者长度为8.1 mm，后者为60 mm)，但插入损耗(13.2 dB)和120 mA注入电流时的串音（-25 dB)都大。

在美**高级研究计划局的倡导下，加州Optivision公司基于PLZT技术已研制出一种16×16的光纤交叉开关，可使16根输入光纤中的信号以并行方式通到16根输出光纤中，开关时间为10 μs。

自半导体激光器首次演示以来，已过了四 分之一世纪，从第一个连续运转激光器产生以来已近20年。在这段期间，半导体激光器已取得广泛的进展，今天用这些激光器作为光通讯系统的光源已遍及全世界。最近半导体激光器已成为具有革命意义的光学存贮装置——小型光盘的关键部件，这种光盘甚至已进入家庭。