CD唱机与镭射电影
在科技领域，有许多技术如热核技术、航天技术乃至于电子技术等，每当发布一项重大成果时，都会以排山倒海般的气势迎面扑来，引起人们的震惊和欢呼。但激光技术有些例外，它趁着人们还沉醉于上述技术的辉煌中时，如暗潮涌动，安详地浸没了您的脚面，当人们突然清醒之后就会蓦然发现，“镭射”电影的广告已贴到了家门口，“CD”，唱机的乐曲回荡在大街小巷。 “CD”为英文Compact Disc—Digital Audio的缩写，意为小型数码音频唱片。“CD”唱机是激光唱机的简称，是当代激光应用技术最为成功的杰作之一。与传统唱机相比，CD唱机具有许多无法比拟的优越性：能提供优良的高保真度、高纯度音质；立体声左右声道分离度达85分贝，频率响应在5～20000周（赫兹）之间；谐波失真为0.004％，不存在抖晃率问题；唱片寿命极长，几乎永不磨损；动态范围超过90分贝，已接近大型交响乐队的动态范围；可以使记录在唱片上最细微柔弱的声音忠实、清晰地再现出来。
CD唱机之所以具有上述的优越性，在于它的工作原理与普通唱机的工作原理截然不同。
普通唱机的唱片表面刻有一条连续不断的音轨“纹槽”，记录着各种模拟音响信号；当拾音器唱针直接接触音轨纹槽时，随着纹槽的摆动幅度和深度的不断变化，拾音器即从音轨上拾取唱片上的模拟信号。与此完全不同的是，CD唱机灌录在唱片上的信号是数字信号，是一连续不断的“坑点”轨迹即“0”和“1”数字符号。这些坑点的深度一般为0.1微米，轨迹之间距离为1.6微米，每毫米有625条。一张CD唱片的轨迹数高达2万条，全长5公里。CD唱片上的“小坑”是下凹的，光拾音器上的扫描激光束是来自唱片下部，因此，“坑点”对激光束来讲却是凸出的。当激光拾音器发出的激光束扫描聚焦于唱片镀铝的“坑点”上时，便被漫反射，这时的信号为“0”；当激光束照射在无“坑点”处时，光线被反射回光路并且被检拾出，这时的信号为“1”。随着唱片的转动，长短“坑点”不断扫过激光束，反射光的密度及强弱相应地变化，形成连续的信号流，经光电转换、电流电压转换、放大、整形后，即获得了唱片上所记录的数字声音信号。
“镭射”就是激光英文Laser一词的音译。镭射电影也就是激光电影。我们知道，普通电影是由胶片来存贮图像的，通过放映机在宽大的银幕上再现图像。激光电影的图像则存贮在一张小小的光盘上，就像CD唱机的唱片一样，只是直径大了一些，放映时用类似CD唱机的激光影像机（俗称“影碟机”）进行图像的再现。影碟机的工作原理与CD唱机无本质区别，只不过CD唱机放出来的只有声音没有图像，而影碟机则是音像俱佳罢了。
全息照片
提起照相，人们再熟悉不过了，从呱呱坠地的婴儿到倚杖挽须的老人，人们都希望能在生命之旅中留下美好的记录。以往当您走进照相馆时，服务员就会问您是来黑白照还是彩照，不久的将来，服务员就会问您：“是否来张全息照？”
全息照是激光优异的相干特性得以利用的最成功的一例。在传统的照相底板上，我们大致可以看出被拍摄物体的影像。但由于它记录的仅是物体表面上光线反射强度的分布，不能记录物体的纵深情况，因而失掉了立体感。但从激光全息底板上，却丝毫见不到被摄事物的影像，上面只有像指纹一样密密麻麻的条纹，正是这些条纹，不仅记录着物波（被物体反射到底片上的光波）的振幅，而且记录着物波的位相，从而反映出物体的纵深情况。也就是说，激光全息照能够记录有关物体的全部相貌信息，因而叫全息照。
全息照相的记录过程与传统照相不同。“照相机”可以不使用镜头，而是让感光板直接对着激光照明的物体，接受其反射光波进行曝光。这时，一束激光由分光镜一分为二，一部分用来照射所要拍摄的物体，并被物体漫反射成物波，另一部分经反射镜反射后直接射向底板，形成参考波。物波与参考波在全息底板上相干涉，形成密密麻麻的相干条纹。一般来说，两束光位相相同时，振动加强；位相相反时，振动减弱。两束光的位相会因物体的位置不同而变化，所以光振动增加或减弱随位置不同而异，这样就在两束光交叠处，产生了亮暗条纹。条纹的亮暗对比，反映了光强度的大小（因为光强与光波振幅平方成正比）；而条纹的分布情况和形状，反映了光波位相的变化。可见用干涉现象所产生的条纹，能很好地把振幅和位相变化情况全部记录下来。因为激光照相能有效区分不同振幅和位相的情况，所以只要从不同的角度拍摄，就会使反射光的振幅与位相也随之变化，这样就可以在同一底板上记录下不同位相和振幅的情况，甚至重叠拍摄不同物像也不会互相影响。
由全息照相的记录过程可以看出，全息照相的本质就是光的干涉记录，记录时对光源的相干性有极高的要求。因此，具有优异的相干特性的激光也就责无旁贷地担此重任了。激光全息照片不仅形象逼真，立体感极强，特别奇妙之处还在于观看全息照片时，观看者改变观察角度，便会看到照片中不同位置的景物。更奇妙的是，一张全息照片即使大部分已经损坏，只剩下一个角落，依然可以重现全部景物。
激光医学
随着激光技术的发展，一门崭新的应用学科——激光医学应运而生。激光医学包括用激光新技术去研究、诊断、预防和医治疾病，它解决了传统医学所不能解决的许多难题。
激光之所以能够在医疗中发挥作用，其原理基于激光本身的特性。激光的单色性好，方向性好，通过透镜可聚焦成极小的光斑。在可见光的范围内，治疗区域的直径可以小至微米量级，故能够精确选择破坏病变部位而很少影响周围正常组织。激光的高亮度特性则使聚焦的光斑具有很高的能量密度或功率密度，可在瞬息间发生作用。目前常用的连续波CO2激光器能切开皮肤、脂肪层、肌肉、筋膜和软骨等组织，一根肋骨数秒钟即可切断，所以它能缩短手术时间。在激光光斑处，巨大的能量密度和很高的温度还同时能封闭凝结切口边缘的微细血管，使手术过程中不出血或很少出血。因激光手术刀不接触手术部位，所以不易引起感染，使得病人手术后能很快恢复。
目前，激光在医学临床上的应用大体包括以下六种：
（1）切割分离。将激光手术器导光系统的聚焦镜头当作外科医生手中的手术刀，沿着需要切割的位置移动，光束就会切开组织。在切除肿瘤的过程中，激光束分离组织比较迅速且界限清楚。
（2）气化融解。调整CO2激光器的输出功率，光斑照射区达到200℃以上高温且有一定压强时，能使局部组织气化融解。对于良性、小肿瘤效果尤好。
（3）烧灼止血。被激光照射的部位在几毫秒时间内引起局部高温，使组织脱水凝固和细胞破坏，特别是聚焦后的激光是很好的烧灼工具。激光烧灼治疗痔疮不出血，痛苦小。对反复顽固性鼻出血患者，用激光烧灼止血十分有效。
（4）凝固封闭。激光光斑小，激光凝固可引起结疤，使血管和淋巴管阻塞和封闭，还可引起组织萎缩，适用于切割和封闭淋巴管瘤和背部血管瘤。激光凝固使丰富的淋巴管和毛细血管封闭萎缩，管腔被粘着结疤，不易复发。例如，视网膜焊接就是利用了凝固封闭操作方法。
（5）离焦照射。与聚焦成小光斑治疗相反，将激光束扩展成大光斑照射到患者部位，可以止痒、镇痛、消肿和促进创面愈合。
（6）穴位照射。激光照射穴位不但能给予刺激，还能给穴位输入能量，故兼有针和灸两种作用，并且具有无痛无菌和快速安全等优点。
激光与计量
在科研活动过程中，始终离不开计量工作。计量的手段、精度如何，将直接影响着试验的结果。所以各国科学家都在不遗余力地发展超精细计量技术。近30年来，由于激光技术的引进，计量技术取得了突飞猛进的发展。
长度和时间是最基本的物理量。如何确定它们的基本单位是计量学的重要任务，国际计量大会的任务之一就是统一世界各国的计量标准。激光器的问世，给新的计量标准带来了活力。原子气体激光器是以原子能级之间的受激发射为基础的，因此，从原理上讲，能够提供长度和时间的计量标准。激光器的输出波长λ可以设法稳定在原子跃迁的中心波长λ0附近。在真空中，光速的定义值C=299 792 458米／秒，长度l（或波长）的定义可以由时间t（或频率）通过公式l=ct（或λ=c／υ）导出。用光波频率确定的波长不受光学元件的影响，使波长测量精度大大提高。近年来，世界各先进国家都在努力建立光频标和发展激光原子钟，我国在这方面也有不少投入。1983年10月第17届国际计量大会通过决议：（1）米是光在真空中于1／299 792 458秒时间内的行程的长度。（2）废除1960年以来使用的建立在氪86原子在2P10和5d5能级之间跃迁的米的定义；并推荐了五种激光辐射作为波长标准。
为了满足导航、大地测量和外交、军事保密通信的要求，需要进一步提高原子钟的频率稳定度。为了提高导航精度和可靠性，需要将导航卫星上的原子钟的长期稳定度提高到小于或等于10-14量级。在外文保密通信中，为了把隐藏于虚假随机噪声中的信号提取出来，需要使发射与接收台之间建立同步关系，也要求原子钟的频率稳定度小于或等于10-14量级。要把原子钟的准确度和稳定度提高到10-15量级的水平上，可能的途径之一就是把激光技术引进原子钟去。目前各国都在开发这项有重大意义而又极为尖端的技术，而且主要工作集中在半导体激光抽运原子钟、离子储存型原子钟和激光冷却原子束原子钟等的研制上。
激光与军事
当初人类将激光用作武器是基于激光的热效应。例如把一束高功率激光用光学系统聚焦到金属的一小块面积上，就足以达到每平方厘米数百万瓦的光功率密度，从而使任何金属熔化，给敌方的人员、武器、装备造成伤亡和损毁。因此，激光又有“死光”之称。同时，激光能以光速（每秒约30万公里）出击，且没有“弹道”，对高速运动目标也无需提前度量，可以瞄哪儿打哪儿；激光武器没有后坐力，因此可以迅速转移打击目标，而且可以进行单发、多发或连续射击；从经济角度讲，激光武器也比常规的导弹武器便宜得多，如发射一枚巡航导弹就要损耗200万美元，而发射一个脉冲的激光只需数千美元。
尽管激光武器有如此之多的优点，迄今还是不能大量用于战场。这是因为采用激光的热效应直接攻击的方案还存在诸如激光器的功率、体积、可靠性以及光束在大气传输过程中所遇到的散射、损耗等尚未解决的问题。目前真正在战场上大显神威的激光技术还只是一些“装有激光瞄准仪的狙击步枪间接”攻击方式的“软兵器”，如激光测距、制导、侦察、识别、通讯、训练和光电对抗以及低功率致盲等装备。无论是常规兵器，还是现代武器装备系统，一旦与激光的上述“软兵器”相结合，武器的精度与威力便可大大提高。历时42天的海湾战争作了一次充分的演示。据五角大楼的一位高级官员透露，那次战争中，多国部队向伊拉克及其占领的科威特投下81980吨普通炸弹，命中率为25％，而投下的6520吨激光制导炸弹，命中率高达90％。摧毁伊拉克“飞毛腿”和“飞鱼”导弹库的“美洲虎”上装备的是250公斤重的普通激光制导炸弹。激光制导武器空袭命中目标的平均误差小于10米，而第二次世界大战时空袭的平均误差上千米，越战时为几百米。由此可见激光技术在现代战争中的巨大作用。
现代武器装备要求高精度的探测、跟踪、制导技术，还要求高能量集束式破坏技术，高速计算机，大容量数据处理技术和通讯技术，大面积且有节制的摧毁技术，以及全面的作战仿真技术等，其目标是使作战过程达到最有效、最有利的状态。激光技术在其中扮演着重要的角色。
从战略上考虑，早在20多年前，人们就设想用高能激光作为战略防御的手段。美国的“星球大战”计划，其实质就是研制一个全面的战略反导弹武器系统，其重要组成部分就是激光战略武器。
