光分為人造光和自然光。我們能看到客觀世界中瞬息萬變的多色調景象，是因為我們的眼睛接收到了物體發出、反射或散射的光。光與人類生活和社會實踐密切相關。
嚴格來說，光是壹種人眼可以觀察到的輻射。實驗表明，光是電磁輻射，這部分電磁波的波長範圍大約是紅光的0.77微米到紫光的0.39微米。波長在0.77微米以上至約1000微米的電磁波稱為“紅外線”。低於0.39微米至約0.04微米的稱為“紫外線”。紅外線和紫外線不能引起視覺，但可以用光學儀器或照相的方法來測量和檢測這種發光物體的存在。所以光學中光的概念也可以推廣到紅外和紫外領域。甚至X射線也被認為是光，而可見光的光譜只是電磁波譜的壹部分。
光具有波粒二象性，即可以看作是壹種高頻電磁波(1012 ~ 1015hz)，也可以看作是壹種粒子，即簡稱光子。
光是地球上生命的來源之壹。
光是人類生活的基礎。光是人類認識外部世界的工具。光是信息的理想載體或傳播媒介。
據統計，人類感官從外界接收的全部信息中，至少有90%是通過眼睛傳遞的...
光本質上是壹種電磁波，覆蓋了相當廣泛的電磁頻譜(從X射線到遠紅外)，但其波長比普通的無線電波要短。肉眼可見的可見光只是整個電磁波譜的壹部分。
當壹束光投射到物體上時，會發生反射、折射、幹涉和衍射。
光波，包括紅外線，比微波的波長更短，頻率更高。因此，從電通信中的微波通信發展到光通信是壹種自然而必然的趨勢。
普通光:壹般來說，光是由很多光子組成的。在熒光(普通日光、燈光、燭光等)下。)，光子之間沒有聯系，即波長不同、相位不同、偏振方向不同、傳播方向不同，就像壹支無組織無紀律的光子大軍，所有的光子都是散兵遊勇，無法統壹行動。
激光——光學的新世界
在激光束中，所有光子都是相互關聯的，即它們具有相同的頻率(或波長)、相位、偏振方向和傳播方向。激光就像壹支紀律嚴明的光子軍隊，行動壹致，所以戰鬥力很強。這就是為什麽激光可以做很多事情，而陽光、燈光、燭光做不到的主要原因。
激光技術應用簡介
激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性，以切割、焊接、表面處理、打孔、微加工材料、識別物體為光源的技術。最傳統的應用領域是激光加工技術。激光技術是壹門涉及光、機、電、材料、檢測等多學科的綜合性技術。傳統上，其研究範圍壹般可分為:
激光加工系統。包括激光器、光導系統、加工機床、控制系統和檢測系統。
2.激光加工技術。包括切割、焊接、表面處理、鉆孔、劃線、標記、微調等加工技術。
激光焊接:汽車車身厚板、汽車零部件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件，以及各種不允許焊接汙染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器。
激光切割:汽車行業、電腦、電氣櫃、木工刀具模具行業各種金屬零件及特殊材料的切割，圓鋸片、亞克力、彈簧墊圈、2mm以下電子零件的銅板、部分金屬網板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍鉛鋼板、磷青銅、膠木板、薄鋁合金、應時玻璃、矽橡膠、氧化鋁陶瓷板1mm以下。使用的激光器是YAG激光器和CO2激光器。
激光打標:廣泛應用於各種材料和幾乎所有行業。目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器。
激光打孔:激光打孔主要應用於航空航天、汽車制造、電子儀器、化工等行業。激光打孔的快速發展主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率從五年前的400w提高到800w，達到1000w，目前國內激光打孔比較成熟的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產以及鐘表儀器、飛機葉片、多層印刷電路板等行業的寶石軸承的生產。目前使用的激光器大部分是YAG激光器和CO2激光器，但也有壹些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。
激光熱處理:廣泛應用於汽車行業，如氣缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零件的熱處理，以及航空航天、機床工業等機械行業。激光熱處理在我國的應用遠比國外廣泛。目前使用的激光器多為YAG激光器和CO2激光器。
激光快速成型:是將激光加工技術與計算機數控技術、柔性制造技術相結合而形成的。多用於模具和模型行業。目前使用的激光器多為YAG激光器和CO2激光器。
激光鍍膜:廣泛應用於航空航天、模具、機電行業。目前使用的激光器多為大功率YAG激光器和CO2激光器。
二、激光加工技術研發和產業發展的重點
目前，激光加工技術的研發和產業發展可以概括如下:
目前,( 1)新壹代工業激光器的研究正處於技術更新期，其標誌是二極管泵浦全固態激光器的研制和應用。
(2)激光微加工的應用研究。
(3)激光加工用高功率CO2、固體激光器、準分子激光器的型號研究，開發專用激光加工機床，提高激光產品在生產線上的穩定運轉周期。
(4)智能加工系統。系統集成不僅僅是加工本身，還有實時檢測和反饋處理。隨著專家系統的建立，智能加工系統已成為必然的發展趨勢。
(5)建立了激光加工設備參數的檢測方法，並對該方法進行了研究。
(6)激光切割技術的研究。對現有的激光切割系統進行再開發和產業化，提供性能好、價格低的2-3軸數控CO2切割機，並研究相應的切割技術，使該技術廣泛應用於材料加工、汽車、航空航天、造船等領域。因此，應重點設計和開發激光外圍設備，如導光系統、過程監控、噴嘴、浮動裝置和CAD/CAM等。
(7)激光焊接技術的研究。開展激光焊接技術與材料、焊接工藝裝備要求和焊接工藝參數監控技術的研究，掌握普通鋼、有色金屬和特種鋼的焊接技術。
(8)激光表面處理技術的研究。開展對CAD/CAM技術、激光表面處理技術、材料性能和激光表面處理工藝參數的監控研究，使激光表面處理技術在更大程度上應用於生產。
(9)激光加工光束質量和加工外圍器件的研究。研究了各種激光加工技術對激光束的質量要求、激光束和加工質量監控技術、光學系統和加工頭的設計與開發。
(10)開展激光加工技術研究，重點研究和推廣材料表面改性和熱處理；開展激光快速成型技術的應用研究，拓寬激光的應用領域。
3.激光技術是光電技術和產業的基礎，將取代和促進傳統的電子信息產業。
21世紀知識經濟占主導地位，大力發展高新技術是迎接知識經濟時代到來的必然選擇。目前全球工業界公認的發展最快、應用日益廣泛的最重要的高新技術是光電技術，它必將成為21世紀的支柱產業。在光電技術中，其基礎技術之壹是激光技術。科學界預測，到2005年，光電產業產值將達到電子產業，到2010年，以光電信息技術為主導的信息產業將形成5萬億美元的產業規模，到2010年到2015年，光電產業可能取代傳統的電子產業。光電技術將繼微電子技術之後，再次推動人類科技的革命和進步。
21世紀激光技術和產業的發展將支撐和推動高速、寬帶、海量的光通信和網絡通信，並將引發壹場照明技術革命。小型、可靠、長壽命和節能的半導體(led)將主導市場。此外，各種各樣的光電消費產品(如VCD、D VD、數碼相機、新型彩電、PDA電子產品、智能手機、手持音頻播放設備、攝影、投影和成像、辦公自動化光電設備如激光打印、傳真和復印等)。)和新型信息顯示技術產品(如CRT、LCD、PDP、FED、OEL平板顯示器等)。)將被引入並進入人們的日常生活。激光產品已經成為現代武器的“眼睛”和“神經”，光電軍事裝備將改變21世紀的戰爭格局。
在推動未來光電產業快速發展的過程中，激光技術與其他技術應用領域的結合有以下幾個方面:
1.激光化學:傳統的化學過程是將反應物混合在壹起，然後往往需要加熱(或加壓)。加熱的缺點是分子因為能量增加而不規則運動，破壞了原有的化學鍵，並結合成新的鍵，而這些不規則運動破壞或產生鍵，會阻礙預期的化學反應。
但如果用激光來指揮化學反應，不僅能克服上述不規則運動，還能獲得更大的收益。這是因為激光攜帶了高度集中和均勻的能量，可以精確地打擊分子的鍵。比如用不同波長的紫外激光打擊硫化氫等分子，改變兩束激光束的相位差，就會控制分子的斷裂過程。還可以用改變激光脈沖波形的方法，非常準確有效地將能量打在分子上，觸發某種預期的反應。
激光化學應用廣泛。制藥行業是第壹個受益的領域。激光化學技術的應用不僅可以加速藥物的合成，還可以去除不必要的副產物，使壹些藥物更加安全可靠，價格也可以降低。再比如，用激光控制半導體，可以改進新的光開關，從而改進計算機和通信系統。盡管激光化學仍處於初級階段，但它的前景是非常光明的。
2.激光醫療:激光在醫學上的應用可分為激光診斷和激光治療兩大類。前者以激光為信息載體，後者以激光為能量載體。多年來，激光技術已經成為臨床治療的有效手段和發展醫學診斷的關鍵技術。它解決了醫學上的許多難題，為醫學的發展做出了貢獻。目前在基礎研究、新技術開發、新設備研制生產等方面保持了持續強勁的發展勢頭。
目前，激光醫學的優秀應用研究主要表現在以下幾個方面:癌癥的光動力治療；心血管疾病的激光治療；準分子激光角膜移植術；良性前列腺增生的激光治療:激光美容；激光纖維內窺鏡手術；激光腹腔鏡手術；激光胸腔鏡手術；激光關節鏡手術；激光碎石術；激光手術；激光在吻合術中的應用:激光在口腔頜面外科和牙科中的應用:弱激光療法等。
激光醫療的近期研究熱點包括:
(1)研究激光與生物組織的相互作用，特別是激光與生物組織的相互作用，已經廣泛應用於許多有效的療法中；研究不同激光參數(包括波長、功率密度、能量密度和工作模式等)的影響。)在不同的生物組織、人體器官組織和病理組織上，獲得系統的數據；
(2)研究弱激光的細胞生物學效應及其機制，包括:弱激光與細胞生物學現象(基因調控和細胞雕亡)的關系，弱激光鎮痛的分子生物學機制，弱激光與細胞免疫(抗菌、抗毒素、抗病毒等)的關系和機制。);
(3)深入研究光動力療法、激光介入療法、激光心血管成形術和心肌血管重建術的機理，積極探索其他激光醫療新技術。
(4)醫用光子學技術中重要的、新穎的光子器件和儀器的探索性研究，如研制醫用半導體激光系統、用於角膜成形術和血管成形術的準分子激光設備、激光美容設備(拉皮、除皺、植發)或其他新型激光設備、研制新工作波段的醫用激光系統、研制Ho: YAG和Er: YAG激光刀等。
3.超快超強激光:超快超強激光主要致力於飛秒激光的研究和應用。飛秒激光作為壹種獨特的科學研究工具和手段，其主要應用可以概括為三個方面，即飛秒激光在超快領域的應用、在超強領域的應用和在超微細加工中的應用。
飛秒激光在超快現象的研究領域中起著快速過程診斷的作用。飛秒激光就像壹個極其精細的時鐘和超高速的“照相機”，可以分析和記錄自然界中的壹些快速過程，特別是在原子和分子水平上。
飛秒激光在超強場(也叫強場物理)的應用，歸功於壹定能量的飛秒脈沖峰值功率和光強可以很高。這種強光對應的電磁場會比原子中的庫侖場大很多，所以很容易把原子中的電子全部剝離。因此，飛秒激光是研究原子和分子系統中高階非線性和多光子過程的重要工具。飛秒激光對應的能量密度只能存在於核爆炸中。飛秒強光可以用來產生相幹X射線和其他波長極短的光，可以用於可控核聚變的研究。
用於超微細加工的飛秒激光是飛秒激光技術除了用於超快現象研究和超強現象研究之外的另壹個重要應用研究領域。這壹應用近年來開始發展，並取得了許多重要進展。與飛秒超快、超強研究不同，飛秒激光超精細加工與先進制造技術密切相關，可以對壹些關鍵工業生產技術的發展起到更直接的推動作用。飛秒激光超精細加工是當今世界激光和光電子產業中壹個極其引人註目的前沿研究方向。
4.新型激光器研究:激光測距儀是激光在軍事上應用的起點，在火炮系統中的應用大大提高了火炮的射擊精度。與無線電雷達相比，激光雷達發散角小，方向性好，測量精度大大提高。同理，激光雷達沒有“盲區”，所以特別適合在初始階段對導彈進行跟蹤測量。但由於大氣的影響，激光雷達不適合大範圍搜索，只能作為無線電雷達的有力補充。還有精確的激光制導導彈，以及利用激光武器技術模擬戰場。在激光實戰演習的戰場上，類似於實戰場景。
激光武器的優勢:不需要彈道計算；無後座力；操作簡單、靈活，適用範圍廣；無放射性汙染，性價比高。
激光武器的分類:不同功率密度、不同輸出波形、不同波長的激光，在與不同的目標材料相互作用時，會產生不同的殺傷破壞效果。激光器有很多種，名稱不同。按工作介質分，有固體激光器、液體激光器和分子、離子、準分子氣體激光器。按其發射位置可分為天基、陸基、艦載、車載和機載型，按其用途又可分為戰術和戰術型，即戰術激光武器和戰略激光武器。
激光是壹種方向性好、亮度高、單色性好、相幹性好的光，這種光原本在自然界是不存在的。物理學家將激光產生的機理追溯到愛因斯坦在1917解釋黑體輻射定律時提出的假說，即光的吸收和發射可以經歷三個基本過程:受激吸收、受激輻射和自發輻射。眾所周知，任何壹種光源的發光都與其物質中粒子的運動狀態有關。當處於低能級的粒子(原子、分子或離子)吸收適當頻率的外界能量(光)並被激發跳躍到相應的高能級(受激吸收)時，它們總是試圖跳躍到更低的能級，同時以光子的形式釋放多余的能量。如果沒有外來光子的作用，光是自發釋放的(自發輻射)，此時釋放的光就是普通光(如電燈、霓虹燈等。)，其特征是光的頻率、方向和節奏不壹致。但是，如果外來光子直接從高能級躍遷到低能級時，多余的能量以光子(受激輻射)的形式釋放出來，那麽釋放出來的光子在頻率、相位、傳播方向上與外來入射光子完全壹致，這就意味著外來光得到了加強，這就是所謂的光放大。顯然，如果通過受激吸收，高能級的粒子數多於低能級的粒子數(粒子數反過來)，這種光的放大現象會更明顯，此時就有可能形成激光。
激光被稱為神奇的光，是因為它具有普通光根本不具備的四個特性。
1.方向性好——普通光源(太陽、白熾燈或熒光燈)向各個方向發光，而激光的發射方向可以限制在小於幾毫弧度的立體角內(圖8-9)，使照射方向的照度增加千萬倍。激光準直、制導和測距都利用了這種良好方向性的特點。
2.高亮度——激光是當代最亮的光源，只有氫彈爆炸瞬間的強烈閃光才能與之相比。太陽光的亮度約為103W/(cm2。球形)，高功率激光器輸出光的亮度比太陽光高7 ~ 14個數量級。這樣，雖然激光的總能量不壹定很大，但由於能量的高度集中，很容易在壹個微小的點上產生高壓和幾萬攝氏度甚至幾百萬攝氏度的高溫。激光鉆孔、切割、焊接和激光手術都利用了這壹特性。
3.單色性好——光是電磁波。光的顏色取決於它的波長。普通光源發出的光通常包含各種波長，是各種顏色光的混合。太陽光包括紅、藍、黃、綠、青、藍、紫等七種顏色的可見光和紅外光、紫外光等不可見光。某種激光的波長僅集中在非常窄的光譜帶或頻率範圍內。例如He-Ne激光的波長為632.8 nm，其波長變化範圍小於萬分之壹納米。由於激光良好的單色性，為精密儀器測量和激發某些化學反應等科學實驗提供了極其有利的手段。
4.良好的相幹幹涉是波現象的壹個屬性。基於激光的高方向性和高單色性的特點，它必然具有優良的相幹性。激光的這壹特性使全息攝影成為現實。——所謂激光技術，是指探索和發展產生激光的各種方法，探索和應用激光的這些特性，造福人類。自1960年美國成功研制出世界上第壹臺紅寶石激光器，1961年中國也成功研制出第壹臺國產紅寶石激光器以來，激光技術被視為20世紀繼量子物理、無線電技術、原子能技術、半導體技術、計算機技術之後的又壹重大科技成就。在過去的30年裏，激光技術突飛猛進。不僅研制出了各種不同特性的激光器，而且激光的應用領域不斷擴大，形成了激光視盤機、激光醫療、激光加工、激光全息、激光照排印刷、激光印刷、激光武器等壹系列新興產業。激光技術的飛速發展使其成為當今新技術革命的“主導技術”之壹。