激光陀螺仪
现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。
简介
现代光纤陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种，它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的：当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化，如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度，这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪，如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉，也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度，就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出，干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小，所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度，而谐振式的陀螺仪在实现干涉时，它的光程差较大，所以它所要求的光源必须有很好的单色性。
自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。１９７６年等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可*等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。分类
现代光纤陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种，它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的：当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环
路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化，如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度，这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪，如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉，也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度，就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出，干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小，所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度，而谐振式的陀螺仪在实现干涉时，它的光程差较大，所以它所要求的光源必须有很好的单色性。
原理
陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。就像前面第四页的活动中，我们可以轻易的改变旋转中车轮转轴的方向一样。所以设置在飞机、飞弹中的陀螺仪是*内部所提供的动力，使其保持高速转动。
用途
陀螺仪通常装置在除了要定出东西南北方向，还要能判断上方跟下方的交通工具或载具上，像是飞机、飞船、飞弹、人造卫星、潜艇......等等。它是航空、航海及太空导航系统中判断方位的主要依据。这是因为在高速旋转下，陀螺仪的转轴稳定的指向固定方向，将此方向与飞行器的轴心比对后，就可以精确得到飞机的正确方向。罗盘不能取代陀螺仪，因为罗盘只能确定平面的方向；另方面陀螺仪也比传统罗盘方便可*，因为传统罗盘是利用地球磁场定向，所以会受到矿物分布干扰，例如受到飞机的机身或船身含铁物质的影响；另方面在两极也会因为地理北极跟地磁北极的不同而出现很大偏差，所以目前航空、航海都已经以陀螺仪以及卫星导航系统作为定向的主要仪器。
激光陀螺
原理
激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（Sagnac 效应）。在闭合光路中，由同
一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条
纹的变化，就可以测出闭合光路旋转角速度。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激
光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气
体）的管子，两个不透明的反射镜和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体，
产生单色激光。为维持回路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透明镜将激光导
出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角度成比
例的数字信号。
通过右边的
示意图更加容易理解。
激光陀螺仪需要突破的主要技原理术为漂移、噪声和闭锁阈值。
激光陀螺仪的飘移
激光陀螺仪的飘移表现为零点偏置的不稳定度，主要误差来源有：谐振光路的折射系数
具有各向异性，氦氖等离子在激光管中的流动、介质扩散的各向异性等。
激光陀螺仪的噪声
激光陀螺仪的噪声表现在角速度测量上。噪声主要来自两个方面：一是激光介质的自发
发射，这是激光陀螺仪噪声的量子极限。二是机械抖动为目前多数激光陀螺仪采用的偏频技
术，在抖动运动变换方向时，抖动角速率较低，在短时间内，低于闭锁阈值，将造成输入信
号的漏失，并导致输出信号相位角的随机变化。
激光陀螺仪的闭锁阈值
闭锁阈值将影响到激光陀螺仪标度因数的线性度和稳定度。闭锁阈值取决于谐振光路中
的损耗，主要是反射镜的损耗
激光陀螺是在光学干涉原理基础上发展起来的新型导航仪器，成为新一代捷联式惯性导航系
统理想的主要部件，用于对所设想的物体精确定位。石英挠性摆式加速度计是由熔融石英制
成的敏感元件，挠性摆式结构装有一个反馈放大器和一个温度传感器，用于测量沿载体一个
轴的线加速度。
光纤陀螺三轴惯测组合由三个光纤陀螺仪和三个石英挠性摆式加速度计组成，可以实时
地输出载体的角速度、线加速度、线速度等数据，具有对准、导航和航向姿态参考基准等多
种工作方式，用于移动载体的组合导航和定位，同时为随动天线的机械操控装置提供准确的
数据。主要性能：加表精度1×10-4g ；光纤陀螺精度(漂移稳定性)≤1°/h ；标度固形线性度
≤5×10-4 。
激光于1960 年在世界上首次出现。1962 年，美、英、法、前苏联几乎同时开始酝酿研制用激光来作为
方位测向器，称之为激光陀螺仪。
激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（Sagnac 效应）。在闭合光路中，由同一光源发出的
沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，就可以测出闭合
光路旋转角速度。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合
光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气体）的管子，两个不透明的反射镜和一个半透明镜。用
高频电源或直流电源激发混合气体，产生单色激光。为维持回路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。
用半透明镜将激光导出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角
度成比例的数字信号。
[相关技术]控制技术；测量技术；半导体技术；微电子技术；计算机技术
技术难点
激光陀螺仪需要突破的主要技术为漂移、噪声和闭锁阈值。
激光陀螺仪的飘移
激光陀螺仪的飘移表现为零点偏置的不稳定度，主要误差来源有：谐振光路的折射系数具有各向异性，氦氖等离子在激光管中的流动、介质扩散的各向异性等。
激光陀螺仪的噪声
激光陀螺仪的噪声表现在角速度测量上。噪声主要来自两个方面：一是激光介质的自发发射，这是激光
陀螺仪噪声的量子极限。二是机械抖动为目前多数激光陀螺仪采用的偏频技术，在抖动运动变换方向时，抖动角速率较低，在短时间内，低于闭锁阈值，将造成输入信号的漏失，并导致输出信号相位角的随机变化。
激光陀螺仪的闭锁阈值
闭锁阈值将影响到激光陀螺仪标度因数的线性度和稳定度。闭锁阈值取决于谐振光路中的损耗，主要是
反射镜的损耗。
国外概况
美国斯佩里公司于1963 年首先次做出了激光陀螺仪的实验装置。1966 年美国霍尼威尔公司开始使用
石英作腔体，并研究出交变机械抖动偏频法，使这项技术有了使用的可能。197 2 年，霍尼威尔公司研制出
GG-1300 型激光陀螺仪。1974 年美国国防部下令海军和空军联合制定研究计划，1975 年在战术飞机上试
飞成功，1976 年在战术导弹上试验成功。
进入80 年代以来，美国空军表示要坚定地把激光陀螺应用到空军系统中去，并与麦克唐纳·道格拉斯公
司签定了两项合同，以实施一项名为"综合惯性基准组件"的研制计划，其内容是研制一种采用激光陀螺的
双盒组件式传感器系统。海军也计划在80 年代内将激光陀螺惯导系统用到舰载飞机中，这种系统称为
CA1NS1 。陆军准备将激光陀螺用于陆军飞机的定位／导航、监视／侦察、火控以及飞行控制系统。
1985 年美国提出了战略防御计划（SDI）后，激光技术在军事系统和空间武器上的应用倍受重视。根据
SDI 预算，1985 财年在这方面投资10．4 亿美元，大部分用于开展激光实验，其中包括激光陀螺的研制。
90 年代，根据先进巡航导弹和战术飞机导航的要求，美国进行了激光陀螺捷联性能的研究（SPS）。麦
克唐纳·道格拉斯公司被选为SPS 的主承包商，其次还有霍尼威尔、利顿、洛克威尔、辛格·基尔福特等公
司参加。
国外激光陀螺仪的研制单位很多，其中，美国和法国研制的水平较高，此外还有俄罗斯、德国等国家。
1.美国
美国研制激光陀螺仪的厂家有霍尼威尔、利顿、斯佩里等公司。
（1）霍尼威尔公司
理想的战术惯性器件必须同时具有低成本、体积小、重量轻、坚固等几个特点，霍尼威尔公司的GG1308
和GG1320 就是为此研制的最新产品。
该公司采用的关键技术如下：
1）在提高精度方面
输出信号的细分技术，在小型化的RLG 中，保持所需的分辨率。提高抖动偏频的频率，以提高RLG 的
采样频率。小型化RLG 的惯性小，谐振频率高，在抖动偏频装置的设计上，可以提高频率。由此，可以提
高RLG 的采样频率和捷联惯性导航系统SINS 的计算频率，有利于保证捷联惯性导航系统SINS 的精度。
2）在降低成本方面
利用玻璃熔结工艺来实现反射镜和电极等的密封。采用BK-7 光学玻璃取代Zer odur 等零膨胀系数材料，
为此需要建立光波在谐振器中谐振的条件，并对温度误差采取补偿。采用GG13 08 组成的一种惯导系统型
号为HGl500 一IMU。采用GG1320 组成的惯导系统型号为H-764C 。
（2）基尔福特公司
在单轴RLG 的基础上，为满足小型卫星和航天器的需要，该公司研制了微型三轴激光陀螺仪MRLG。
该公司采用力反馈式加速度计和MRLG 组成惯性测量组合IMU。这种惯性导航系统也可用于战术武器，包
括鱼雷。
2.法国
法国的激光陀螺仪和系统技术具有很强的实力。法国SWXTANT 公司和SAGE M 公司均从70 年代开始
研究激光陀螺技术，到目前已经形成不同尺寸和精度的激光陀螺仪。
（1）SEXTANT 公司
SEXTANT 公司1972 年开始研究激光陀螺仪，1979 年SEXTANT 型激光陀螺仪首先用于"美洲虎"直升
机飞行。1981 年33cm 型激光陀螺仪在ANS 超音速导弹项目中标，1987 年首次把激光陀螺仪用在"阿里
安"4 火箭的飞行，1990 年SEXTANT 公司在法国未来战略导弹项目上中标。
（2）SAGEM 公司
SAGEM 公司从1977 年开始研究环行激光陀螺仪。1987 年组装了第一个样机GLS32 型。在工艺成熟
后，主要生产用于航空及潜水艇的捷联惯导系统。1987 年组装了GLC16 型样机，主要用于直升机和小型
运载火箭的捷联惯导系统。
影响
作为飞行器惯导系统核心的惯性器件，在国防科学技术和国民经济的许多领域中占有十分重要的地位。
激光陀螺仪花费了很长时间和大量投资解决了闭锁问题，直到80 年代初才研制出飞机导航级仪表，此后就
迅速应用于飞机和直升机，取代了动力调谐陀螺和积分机械陀螺仪。目前已广泛用于导航、雷达和制导等
领域。
透析中国三大激光产业集群 导读：目前我国激光产业主要应用于激光加工、医疗等行业，其中科研开发领域占12%，材料加工领域占32%，通讯领域占12%，信息领域占14%，医学领域占20%，测量与其他领域各占9%和1%。 OFweek激光网讯：激光加工（包括激光切割、焊接及表面处理等）是一种先进的生产技术。我国激光加工产业正大踏步地向前迈进，激光这个高科技名词已经由“阳春白雪”变为了真正的社会生产力，“发展高科技，实现产业化”已成为中国激光加工行业的现实。 激光作为新型光源，具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点。以激光器为基础的激光工业在全球发展发展迅猛，现在已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科研等方面。据统计，从高端的光纤到常见的条形码扫描仪，每年和激光相关产品和服务的市场价值高达上万亿美元。 激光产业已形成完整、成熟的产业链分布，上游主要包括激光材料及配套元器件，中游主要为各种激光器及其配套设备，下游则以激光应用产品、消费产品、仪器设备为主。国内激光市场主要包括激光加工设备、光通信器件与设备、激光测量设备、激光器、激光医疗设备、激光元部件等，要应用则在于工业加工和光通信市场，两者占据了近7成的市场份额。 目前我国激光产业主要应用于激光加工、医疗等行业，其中科研开发领域占12%，材料加工领域占32%，通讯领域占12%，信息领域占14%，医学领域占20%，测量与其他领域各占9%和1%。 截至目前，全国共有5个国家级激光技术研究中心，10多个研究机构；有21个省、市生产和销售激光产品，常年有定型产品生产和销售、并形成一定规模的单位有200多家。国内激光行业已形成激光晶体、关键元器件、配套件、激光器、激光系统、应用开发、公共服务平台等环节构成的较完整的产业链。 我国激光加工产业可以分为四个产业带，珠江三角洲、长江三角洲、华中地区和环渤海地区。这四个产业带侧重点不同，珠三角以中小功率激光加工机为主，长三角以大功率激光切割焊接设备为主，环渤海以大功率激光熔覆和全固态激光为主，以武汉为首的华中地区则覆盖了大、中、小激光加工设备。 随着中国制造业转型升级，一些老工业基地及小企业基地，开始向高端制造领域转型。例如温州激光产业集群及鞍山大力发展激光产业等。 一、2020年武汉将成全球激光技术创新和产业发展集聚地
激光陀螺专用控制芯片的温度采集功能实现 [ 10-05-30 11:17:00 ] 作者：李杰郭 成编辑：studa20 摘要:简要分析了温度实时采集与补偿在激光陀螺控制中的原理和作用;介绍了激光陀螺专用控制芯片的功能和特性、1-WIRE总线数字温度传感器DS18B20的结构和原理;通过对多片温度传感器连接在激光陀螺专用控制芯片上进行实际测试,成功验证了陀螺控制芯片的温度采集模块与温度传感器构成的温度测量系统的测温功能。 关键词:温度补偿陀螺控制芯片 DS18B20 测温系统 二频机抖激光陀螺作为惯性导航的理想器件,还具有启动时间短、可靠性高、寿命长等特点。但在高低温变化的工程化应用过程中,陀螺内在的温度特性对陀螺各方面带来的影响制约了陀螺性能的进一步提高,因此,实现温度漂移的实时补偿就很有必要。 而要进行实时的温度补偿,就必须实时地进行陀螺内部的温度测量。二频机抖激光陀螺专用控制芯片便包含了温度采集模块,笔者在实验室利用DS18B20数字温度传感器与陀螺专用控制芯片连接,成功实现了芯片的温度采集功能。 1 温度对激光陀螺的影响和温度补偿的作用 温度对激光陀螺的影响主要表现在以下几个方面:从热源来说,陀螺工作时,自身要发热,需要几个小时才能达到平衡,而且在环境温度等条件发生变化时,温度场将变得更为复杂,也更难平衡,所以陀螺自身温度变化与环境温度变化都将影响陀螺的性能;从物理特性来说,气体的折射率、材料的导热系数、光学器件的光学性质也会发生变化; 从几何特征来说,器件的热胀冷缩、弯曲变形都可造成光路发生变化,谐振系统损耗增加;最后温度场的变化引起气流流场的变化,使两臂的放电电流出现不平衡,加剧了朗谬尔流效应带来的零偏影响。这些变化都将影响激光陀螺的输出。温度几乎影响到物性参数、几何变形、气体流场等所有因数[1],如对于温度影响气体的折射率,由L=n×L可知,折射率的波动将影响总的光程长,最终将影响标度因数,从而影响到零偏。温度对激光陀螺零偏的影响主要表现在以下三个方面:温度变化、温度梯度与温变速率[2]。 实时温度补偿减小了温度变化对零偏的影响,提高了激光陀螺的精度和性能,通过加入温度补偿前(图1)后(图2)零偏曲线可说明[3]: 加入补偿后,温度在一定范围内变化时,陀螺零偏大幅减小, 陀螺精度提高了数倍。 2 陀螺控制芯片 激光陀螺主要工作部分是环形激光器和控制电路。机抖激光陀螺专用控制芯片将激光陀螺的抖动控制、稳频控制、稳流控制、光强采集、温度采集、信号放大、倍频、鉴相、滤波等模块集成到一个芯片上,将激光陀螺的某些重要性能(例如信号处理)采用硬件电路实现,大大减小了信号延时,提高了激光陀螺的
2020年智能交通系统激光雷达行业分析 一、行业概况 (2) 二、行业竞争状况 (3) 1、SICK (4) 2、IBEO Automotive Systems GmbH (4) 3、Velodyne Lidar (4) 4、速腾聚创 (4) 5、禾赛科技 (5) 6、思岚科技 (5) 三、行业主要壁垒 (5) 1、技术与人才壁垒 (5) 2、资质壁垒 (6) 3、资金壁垒 (6) 4、品牌和客户资源壁垒 (7)
一、行业概况 智能交通系统（即ITS-Intelligent Transportation System）是将信息技术、计算机、数据通信、传感器、电子控制、自动控制、人工智能、运筹学等技术有效集成运用，对交通管理、交通运输、公众出行等交通领域全方位以及交通建设管理全过程进行管控支撑，使交通系统在区域、城市各时空范围内具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行交流和管理水平。 智能交通行业是以智能交通系统为载体，智能交通服务为最终目标的、相互关联的增值活动企业个体所组成的企业群，其构成包括智能交通信息采集与处理设备制造商、智能交通信息服务集成商、智能交通信息服务提供商、智能交通信息通信网络运营商、智能交通信息服务和管理终端设备制造商及其软件系统开发商、交通工具生产商和政府管理部门等。其中，智能交通信息采集与处理设备是整个智能交通系统尤为重要的环节，智能交通信息采集与处理设备利用先进传感技术、电子控制技术、现代微波通信技术、嵌入式软硬件技术等，采集并处理交通基础数据，将信息按照一定的接口和编码规范输出给智能交通信息管理应用平台，为使用者和管理者提供应用依据，对智能交通系统和服务的质量起着先导作用。我国政府积极出台相关政策，快速促进智能交通行业发展。政府、行业和企业协力促进智能交通行业的技术革新、标准制定和产品研发。我国开展一系列的示范项目，
国外激光陀螺laser gyroscope的发展与应用 来源：《国外惯性技术信息》2017年第4期，作者：国防科技大学张斌，罗晖，袁保伦，汪之国 激光陀螺（RLG）是一种以萨格奈克（Sagnac）效应为基础的光学陀螺，主要用于运动载体的角运动（运动角速度或转动角度）测量。 1913年，法国科学家Sagnac进行了环形光路中外界转动引起干涉条纹变化的实验，并从理论上对此现象进行了解释，提出了著名的Sagnac效应：在环形闭合光路中，从某一观察点发出的一对光波沿相反方向运行一周后又回到该点时，这对光波的光程（或相位）将由于闭合光路相对于惯性空间的旋转而不同，其光程差（或相位差）与闭合光路的旋转角速度成正比。 在随后的很长一段时间里，由于没有合适的相干光源，光学Sagnac效应的研究基本上没有任何实用性进展。直到1960年，世界上的第一台激光器诞生以后，激光陀螺作为激光技术的一个重要应用而成为世界各军事强国研究的热点。 1激光陀螺及其特点 激光陀螺是由腔体（一般采用超低膨胀系数的微晶玻璃材料）和高质量反射镜构成的环形激光器，腔内运行的顺、逆时针激光能够以不同的频率独立振荡。由于激光谐振条件的要求，Sagnac效应产生的光程差转换成了顺、逆时针运行激光的频率差，因此极大地提高了陀螺的响应灵敏度。当激光陀螺固定在运动载体上，并相对于惯性空间以角速度Ω旋转时，该频 率差为：，式中为标度因数，它由环形谐振腔的面积A、环路长度L以及激光波长λ决定。 激光陀螺的原理光路如图1所示，采用合光棱镜使其输出的顺、逆时针激光以微小夹角合并，经光电转换后可得到频率为?v的拍频信号，从而实现载体转动角速度的测量。
中国激光技术发展回顾与展望 名称研制成功时间研制人 He-Ne激光器1963年7月邓锡铭等 掺钕玻璃激光器1963年6月干福熹等 GaAs同质结半导体激光器1963年12月王守武等 脉冲Ar+激光器1964年10月万重怡等 CO2分子激光器1965年9月王润文等 CH3I化学激光器1966年3月邓锡铭等 YAG激光器1966年7月屈乾华等 可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于光机所多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。一项新技术的开发，没有足够的技术支撑是很难形成气候的。 激光科技事业从一开始就得到了领导和科学管理部门的高度重视。当时中国科学院副院长张劲夫提出建立专业激光研究所的设想，很快得到国家科委、国家计委的批准。主管科技的聂荣臻副总理还特别批示：研究所要建在上海，上海有较好的工业基础，有利于发展这一新技术。1964年，我国第一所，也是当时世界上第一所激光技术的专业研究所——中国科学院上海光学精密机械研究所（简称“上海光机所”）成立。当年12月在上海召开全国激光会议，张劲夫、严济慈出席并主持会议，140位代表提交了103篇学术报告。 1964年启动的“6403”高能钕玻璃激光系统、1965年开始研究的高功率激光系统和核聚变研究，以及1966年制定的研制15种军用激光整机等重点项目，由于技术上的综合性和高难度，有力地牵引和带动了激光技术各方面在中国的发展。我国的激光科技事业，虽然也遭遇了“文革”十年浩劫，但借助于重点项目的支撑，仍艰难地生存了下来并取得可贵的进展。 1、“6403”高能钕玻璃激光系统 1964年启动，最后从技术上判定热效应是根本性技术障碍，于1976年下马。这一项目对发展高能激光技术有历史贡献是不可忽视的，它使我国激光技术的水平上了一个台阶。其成果主要表现在：（1）建成了具有工程规模的大口径（120毫米）振荡—放大型激光系统，最大输出能量达32万焦耳；改善光束质量后达3万焦耳。（2）实现了系统技术集成，成功地进行了打靶实验，室内10米处击穿80毫米铝靶，室外2公里距离击穿0.2毫米铝耙，并系统地研究了强激光辐射的生物效应和材料破坏机理。（3）第一次揭示了强光对激光系统本身的光损伤现象和机制。（4 ）第一次深入和理解激光光束质量的重要性和物理内涵，采用了一系列提高光束质量的创新性技术，如万焦耳级非稳腔激光器、片状激光器、振荡—扫瞄放大式激光系统、尖劈法光束质量诊断等。（5）激光元器件和支撑技术有了突破性提高，如低吸收高均匀性钕玻璃熔炼工艺、高能脉冲氙气、高强度介质膜、大口径（1.2米）光学精密加工等。（6）培养和造就了一批技术骨干队伍。 2、高功率激光系统和核聚变研究 1964年王淦昌独立提出激光聚变倡议，1965年立项开始研究。经几年努力，建成了输出功率10（上标10）瓦的纳秒级激光装置，并于1973年5月首次在低温固氘靶、常温氘化锂靶和氘化聚乙烯上打出中子。1974年研制成功我国第一台多程片状放大器，把激光输出功率提高了10倍，中子产额增加了一个量级。在国际上向心压缩原理解密后，积极跟踪并于1976年研制成六束激光系统，对充气玻壳靶照射，获得了近百倍的体压缩。这一系列的重大突破，使我国的激光聚变研究进入世界先进行列，也为以后长期的持续发展奠定了基础 3、军用激光研究 1966年12月，国防科委主持召开了军用激光规划会，48个单位130余人参加，会议制定了包括含15种激光整机、9种支撑配套技术的发展规划。虽未正式批准生效，但仍起了有益的推动作用。此后的几年内，这一领域涌现了一批重要成果。例如：（1）靶场激光距技术初试成功：采用重复频率为20赫兹的YAG调Q激光器，测距精度优于2米，最远测量距离达660公里，加在经纬仪上，可实现对飞行目标的单站定轨。这一成果为以后完成洲际导弹再入段轨迹测量创造了必要条件。（2）红宝石激光人造卫星测
国内外激光陀螺调研报告 1、激光陀螺的发展历程和水平 1.1激光陀螺发展历程 1913年法国物理学家G. Sagnac提出环形光干涉与输入角速度成正比的sagnac 效应。1960年7月7日第一台红宝石固体激光器诞生。美国人C. V. Heer(1961年)和A. H. Rosenthal（1962年）提出将激光器用于Sagnac干涉仪构成激光陀螺。 1962年0.6328μm波长He-Ne气体激光器实现运转。此时美、英、法、前苏联开始研制用激光来作为方位测向器，称之为激光陀螺仪，其原理是利用光程差来测量旋转角速度（Sagnac效应）。1963年2月美国斯佩里公司的Macek和Davis宣布他们用环形行波激光器感测转速率获得成功，研制出世界上第一台环形激光陀螺实验装置，该装置的光程长达4米，精度约50 /h。 激光陀螺固有的闭锁效应以及零漂误差等给激光陀螺的研制带来许多困难，直到70年代，美国和法国的一些公司才陆续有激光陀螺产品问世。1972年，霍尼韦尔公司研制出GG-1300型激光陀螺仪，经随后的改进后其零漂值达0.004o/h，尺寸大小为18cm×20cm×5cm，重量为3公斤。1975年，霍尼韦尔公司又研制出机械抖动偏频的单轴激光陀螺，并首次成功地应用于战术飞机。激光陀螺从此进入实用阶段。并且成功地应用到战术导弹、直升机、潜艇、运载火箭等项目上。 80年代初期，激光陀螺进入批量生产阶段。1982年，霍尼韦尔公司研制的ARINC 704激光陀螺惯性基准系统正式投入民用航线使用，该系统使用的是GG1342激光陀螺。现在，世界上的大中型民航客机（如波音系列和空中客车系列）基本上都安装了激光陀螺惯性基准系统，用于导航与稳定。80年代后期，霍尼韦尔公司和Litton 公司研制成功的激光陀螺产品零漂值优于0.01o/h，在航空领域获得广泛的应用。 90年代，又解决了激光陀螺的光学集成和数字化技术，使其更加易于工程实现。1994年2月，日本H-2运载火箭呼啸升空，激光陀螺首次在航天运载器中取代挠性陀螺。此外，法国Sextant公司研制的二频抖动激光陀螺，零漂值达0.005o/h，也用于阿里亚娜4火箭、阿里亚娜5火箭、军用机和远程导弹上。
一文看懂中国激光行业竞争格局 欢迎下载OFweek APP查看更多新闻说到激光，很多人对此的认识可能还停留在《星球大战》的激光能量武器上。好在，近年来很多激光舞之类的表演，增加了人们对激光的认知，原来激光不只是存在于电影中的，还可以应用到现实表演之中。如果你对美容有所了解，应该会知道那些在韩国飞航班上头部被包扎的像个粽子似的美女们，其实就是到美容医院被韩国美容师欧巴割了几刀。只是这刀不是“金丝大环刀”，而是激光刀。当然，激光刀不只是可以用于美容，目前在医疗领域的应用已经非常广泛：为我们所熟知的用以做放射治疗的伽马刀其实就是一种激光，切近视眼的医疗技术也是用激光。一家大型三甲医院应用激光技术的科室，最少也不会少于10个。医疗激光也只是激光应用的一部分，在民用领域：能量激光、信息激光、激光防伪、敏感元器件、物联科技;机械、汽车、航空、钢铁、造船、电子、通讯等大型制造产业中，激光都被广泛应用，“光加工”工业革命已是全球趋势;在军事方面：高功率、高光束质量光纤激光器，已成欧美军事大国定向新概念武器首选光源之一，“光对抗”很有可能推动全球军事变革。激光已经以“无所不能”之势，走进各行各业。7年前，美国GDP的50%都与激光相关产业有关。中国市场规模增长迅速，2017年有望突破450亿中国
激光产业市场起步较晚，但随着中国装备制造业的迅猛发展，近年来的中国激光产业发展迅速。尤其是2010 年以来，因为技术的逐步成熟，产业链下游的应用市场不断拓展，中国激光产业也逐渐驶入高速发展期，市场规模日趋增长。根据相关报告，2012-2016年，全球激光器行业收入规模从87亿美元增加至2016年的104亿美元，年复合增长率为4.47%。事实上，至2015 年，中国已经取代欧洲，首次成为激光器最大的消费市场，市场规模增长至28亿美元左右，约占全球市场规模的29%。由于中国的企业数量多，人口基数大，只要激光技术能应用到某几个行业，就能带来B端企业的大量应用，从而实现市场规模的快速增长。中国是世界制造工厂，制造业市场活跃，因此也是工业激光设备的主要市场。而在宏观经济发展、制造业产业升级、国家政策支持等因素的影响下，我国激光行业市场增长迅速。2016年，在工业、信息、商业、医用和科研领域的激光设备（含进口）市场销售总收入高达385 亿元，较2015年增长了12个百分点。预计2017 年，中国激光设备市场销售总收入有望突破455 亿元。中国工业激光产业，已成受高度关注的产业之一。2010-2017 年中国激光设备的销售情况国际巨头看好中国未来市场，大型激光企业纷纷入局欧美以及日本的激光企业在技术上相对 成熟，并逐步在助力各自国家的制造业升级之后，早在几年前也将目光瞄准了正在发展的中国市场。因为国市场因为以
MEMS激光陀螺仪综述姓名：赵琬婷学号：22013305
1.陀螺仪的发展简史 陀螺仪器最早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得到广泛的应用。自1910年首次用于船载指北陀螺罗经以来，陀螺已有近100年的发展史，发展过程大致分为4个阶段:第一阶段是滚珠轴承支承陀螺马达和框架的陀螺；第二阶段是20世纪40年代末到50年代初发展起来的液浮和气浮陀螺；第三阶段是20世纪60年代以后发展起来的干式动力挠性支承的转子陀螺；目前陀螺的发展已进入第四个阶段，即静电陀螺、激光陀螺、光纤陀螺和振动陀螺。 2、激光陀螺仪概述 现代陀螺仪是一种能够精确的定位运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了许多方面的制约。 3、激光陀螺仪的原理及分类 3.1激光陀螺仪的原理 激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（ Sagnac 效应）。在闭合光路中，由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，就可以测出闭合光路旋转角速度。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气体）的管子，两个不透明的反射和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体，产生单色激光。为维持路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透明镜将激光导出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角度成比例的数字信号。 3.2激光陀螺仪的分类 激光陀螺原理上根本不同于普通的机电式陀螺。常规机电转子陀螺依据普通的刚体力学原理按照机械储能方式工作，而激光陀螺是以双向行波的环形激光器为核心的
激光陀螺仪 Image:11814415179160472.jpg 激光陀螺仪 现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。１９７６年等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可*等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。 现代光纤陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种，它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的：当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化，如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度，这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪，如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉，也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度，就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出，干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小，所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度，而谐振式的陀螺仪在实现干涉时，它的光程差较大，所以它所要求的光源必须有很好的单色性。 陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来
船舶稳定平台解决方案 陀螺稳定平台（gyroscope-stabilized platform）利用陀螺仪特性保持平台台体方位稳定的装置。简称陀螺平台、惯性平台。用来测量运动载体姿态，并为测量载体线加速度建立参考坐标系，或用于稳定载体上的某些设备。它是导弹、航天器、飞机和舰船等的惯性制导系统和惯性导航系统的主要装置。 稳定平台作为一种安放在运动物体上的设备，具有隔离运动物体扰动的功能。稳定平台在航空航天、工业控制、军用及商用船舶中都有比较广泛的用途，例如航拍、舰载导弹发射台、船载卫星接收天线等。船舶上工作面或者平台姿态检测，船载天线稳定平台系统，会应用倾角传感器定时（较长时间）读取数值，通过计算后，对稳定平台进行校正。平台的实际运动由单片机控制外部机械装置以达到对稳定水平平台进行修正，以保证其始终处于水平状态。某些倾角传感器作为船体液压调平系统中的反馈元件，提供高精度的倾角信号。既可用于水下钻进也可用于水下开采等。 在国外，陀螺稳定跟踪装置被广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载以及各种航天设备中。20世纪40年代末，为了减少车体振动对行进间射击的影响，在坦克上开始安装火炮稳定器，从50年代起，双稳定器在坦克中得到了广泛的应用。在英、美等国的先进武器系统中，基于微惯性传感器的稳定跟踪平台得到了广泛的应用，如美国的M1坦克、英国“挑战者”坦克、俄罗斯T-82坦克、英国“标枪”导弹海上发射平台和“海枭”船用红外跟踪稳定平台等，都采用了不同类型的稳定跟踪平台。美国海军采用BEI电子公司生产的QRS-10型石英音叉陀螺，研制出WSC-6型卫星通讯系统的舰载天线稳定系统，工作12万小时尚未出现故障；Honeywell公司以红外传感器平台稳定为应用背景，研制的以GG1320环形激光陀螺为基础的惯性姿态控制装置，很好的满足了稳瞄跟踪系统的要求。美军配装的Honeywell公司采用激光陀螺技术研制的自行榴弹炮组件式方位位置惯性系统(MAPS6000) ，在工作时可连续提供高精度的方位基准、高程、纵摇、横摇、角速率、经度和纬度输出，性能大大高于美军MAPS系统规范的要求。在导弹制导方面，俄罗斯的X-29T、美国的“幼畜”AGM-65、以色列的“突眼”等成像制导导引头中，都采用了陀螺稳定跟踪平台。在机载设备中，陀螺稳定平台在机载光-电火控系统和机载光电侦察平台中也得到极其广泛的应用，美国、以色列、加拿大、南非、法国、英国、俄罗斯等国家都已研制出多种型号产品装备部队。如以色列的ESP-600C型无人机载光电侦察平台采用两轴平台，其方位转动范围360o×N、俯仰+10o----10o、最大角速度50o/s、最大角加速度60o/s2，其稳定精度达到15μrad，所达精度代表了国际先进水平。 国内对陀螺稳定平台的研究起步较晚，20世纪80年代开始研制瞄准具稳定平台，而90 年代初才开始陀螺稳定平台的研制。虽有不少单位，如北京电子3所、长春光机所、中科院成都光电所、西安应用光学研究所、华中光电技术研究所和清华大学等都在开展该应用领域的研究工作，但在稳定跟踪平台技术的研究上与国外相比仍有较大差距，由于惯性元件的技术不过关，成本较高，致使该项技术的研究始终没有取得突破性的进展。 一、船用红外/可见光陀螺稳定平台 近年来，随着精密机械、电子技术、数字信号处理技术和模式识别技术的飞速发展，陀螺伺服稳定跟踪系统的性能也有了很大的提高。陀螺伺服稳定跟踪系统，其主要任务是完成
激光陀螺仪项目立项申请书 一、项目概况 （一）项目名称 激光陀螺仪项目 （二）项目背景 到2020年，人均地区生产总值和人类发展指数（HDI）达到中等发达国家水平，率先建成创新驱动型、社会和美型、文化交融型、资源节约型和环境友好型城市，率先全面建成小康社会，争当全国“五大发展”示范市，建成美丽中国典范城市。 （一）经济实力迈上新台阶 地区生产总值年均增速8.5%，培育形成一批千亿产业链（群），第三产业比重力争突破60%，创新型城市建设和人才强市战略实施取得重大进步，研究与试验发展经费投入强度达到4%，科技进步贡献率达到65%，高新技术产业占规模以上工业总产值比重达到70%，成为区域性创新中心、研发中心。比全国提前三年实现国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番。 （二）城市发展实现新跨越
岛内外一体化、厦漳泉龙同城化和城乡一体化发展水平进一步提升，城市建成区面积拓展到400平方公里以上，形成“一岛一带多中心”和山、海、城相融的城市格局，建成现代化综合交通运输体系， 完善与城市规模和功能相匹配的城市基础设施保障体系，形成与发展 水平相适应的城市综合管理能力，基本建成“大海湾”、“大山海” 城市，城市发展的系统性、协调性、承载力和中心城市功能显著增强。 （三）人民生活水平实现新提升 城乡居民收入稳步提高，居民人均可支配收入达到6万元，城市 与农村居民人均可支配收入差距从2.43：1缩小到2.2：1；民生保障 水平持续提升，基本公共服务均等化程度居东部发达城市前列，社会 治理体系和治理能力现代化走在全国前列。法治厦门建设全面推进， 人权得到切实尊重和保障，社会更加和谐稳定，人民生活更加幸福。 （四）公共文明程度实现新提高 市民文明素质和社会文明程度显著提升，市民精神健康向上，城 市公共文明指数位居全国前列，公共文化建设提质增效，基本建成与 国际都市相匹配的现代公共文化服务体系。城市文化特色更加鲜明， 对外影响力进一步提升，建成中国东南沿海重要的文化中心。 （五）生态文明建设开创新局面
竹签陀螺 一、教学目标 1、让学生了解物体的重心以及物体能稳定不倒的条件。 2、通过实验，锻炼学生的动手能力，使学生能独立完成实验。 3、通过实验，锻炼学生的观察、推理、探究的逻辑思维能力。 二、教学重点与难点 教学重点：探究竹签陀螺能立住不倒的原因 教学难点：使学生理解什么是物体的重心 三、教学准备 四、教学过程 （一）回顾：回顾上次课所学内容，2-3个学生回答，教师总结 （二）情境引入 探究实验——玩游戏 总共有两个游戏，每个游戏有两关，请同学们仔细观察身体的变化。 游戏1： 第一关——踮脚站立：请几位同学站在讲台旁边，保持立正姿势，然后尽可能地踮起脚后跟保持这姿势6秒。通关则进入下一关，否则失败回座位。 第二关——面壁思过：请第一关闯关成功者面向墙壁并保持立正姿势，此时有个限定条件是双脚的脚尖必须紧贴墙壁不允许离开。再请同学们尽可能地踮起脚后跟保持这姿势6秒。 请同学们分析闯关者动作、身体形态的变化。 游戏2： 第一关——芭蕾舞者：请几位同学站在讲台旁边，保持立正姿势，然后尽可能地侧平举起左腿并保持这姿势6秒。通关则进入下一关，否则失败回座位。第二关——倚墙抬腿：请第一关闯关成功者的身体与墙壁垂直并保持立正姿势，
此时有个限定条件是右脚、右腿、右半身都要紧贴墙壁。再请同学们尽可能地平举起左腿并保持这姿势6秒。 老师提问当同学们闯第一关时身体形态出现了怎样的变化？第二关和第一关相比难度增加在什么地方？为什么第二关没有办法闯关成功？这与什么知识点有关呢？请同学们分析讨论。 （三）知识点梳理 我们刚刚做的游戏都涉及到一个知识点——重心。什么是重心？重心在什么地方？重心的位置可以改变吗？重心有什么作用？请同学们分享自己的想法。老师总结（重心从字面上解释就是其重量的重心点，和学生接触过线段长度的中间点中点类似，只不过一个是以重量划分，一个是以长度划分。规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。物体的重心，不一定在物体上。支点是把这个物体支撑起来的一个点，与重心的相对位置关系有三种）。 游戏揭秘：以第二个游戏举例，当人站在平地上的时候，支点是两只脚，重心在我们肚脐眼附近。两个支点的中点和人的重心刚好在一条竖直的直线上，因此人可以保持平衡。当我们抬起一只脚，身体不动的话，重心不变，但是支点变了，如抬起的是右脚，那么支点就变成了左脚，重心相对于支点来说就稍微偏右了，人就会往右倒。如果想要保持平衡，我们身体必须往左倾斜，让我们的重心位置偏移到左脚的正上方。此时人会再次达到平衡状态。但是做游戏的时候，我们靠着墙壁，身体就不能够往左倾斜，这样支点和重心就不会在同一条竖直的直线上，就不会保持平衡了。综上所述，我们可以得出一个结论：重心和支撑点如果在同一条竖直的直线上，物体会保持最佳的平衡状态。 （四）探究实验——尝试找重心 请同学们试试身边的书本、直尺等，试试能不能找出重心的位置并用铅笔尖将它们顶起来保持平衡呢？ 寻找重心的方法——悬挂法。即用一根线悬挂住物体的任一端，然后沿着竖直的线在物体上画一条线。再悬挂住另外一头，再画一条竖直的线，两条线的交叉点就是这个物体的重心。 （五）重心的其他特点 小朋友们玩过篮球或足球吗？在进行两项运动的时候，如果需要防守人，你是摆怎样的动作防守的呢？请学生上来试一试。原来防守人需要半蹲，为什么不是站的很直防守呢？半蹲和站直有什么区别吗？学生思考并回答。原来两者的区别就是重心的高度不一样，支撑点都是两只脚，但是重心的高度变低了，这样做的话，我们身体的平衡性就会更高。由于生活的经验，我们又得出一个结论；重
激光陀螺仪综述 姓名：学号：2010 1、激光陀螺仪概述 现代陀螺仪是一种能够精确的定位运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了许多方面的制约。 2、激光陀螺仪的原理及分类 2.1激光陀螺仪的原理 激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（ Sagnac 效应）。在闭合光路中，由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，就可以测出闭合光路旋转角速度。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气体）的管子，两个不透明的反射和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体，产生单色激光。为维持路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透明镜将激光导出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角度成比例的数字信号。 2.2激光陀螺仪的分类 激光陀螺原理上根本不同于普通的机电式陀螺。常规机电转子陀螺依据普通的刚体力学原理按照机械储能方式工作，而激光陀螺是以双向行波的环形激光器为核心的量子光学仪表，其依据基于广义相对论的Sagnac效应。所谓的Sagnac 效应是指在任意几何形状的闭合光路中，从某一观察点出发的一对光波沿相反方向运行一周后又回到该观察点时，这对光波的相位将由于该闭合环形光路相对于惯性空间的旋转而不同。其相位差（或光程差）的大小与闭合光路的转动速率成正比。激光谐振腔内的相位差又可以成为放大数百万倍的频率差，这样就可以通过测量光电信号的频率来测量物体的角速度、角度等。
激光行业简介 (一)激光的定义 激光是原子受激辐射的产物，当原子收到泵浦源能量的激励时，可跃迁至高能量状态，此时当遇到一个外来的特定频率的光子时，会释放一个完全相同的光子，这两个光子又会使更多的原子发生跃迁产生相同的光子，这个过程成为受激辐射，所产生的光便称为“激光”。 激光器是用来产生激光的部件，是激光设备中最为核心的部件。激光器通常由三部分组成，即激光工作介质、泵浦源、光学谐振腔。激光工作介质是实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有能实现能级跃迁的物质才能作为激光器的激光介质。激励光源（光泵）作用是给工作物质以能量，即将原子由低能级激发到高能级的外界能量。光学共振腔是激光器的重要部件，其作用一是使工作物质的受激辐射连续进行，二是不断给光子加速，三是限制激光输出的方向。 (二)激光器的分类
按照激光工作介质的不同，激光器可以分为光纤激光器、固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器等；按照工作方式可分为连续激光器和脉冲激光器；按照脉冲宽度可分为毫秒、微妙、纳秒、皮秒、飞秒激光器等；按照功率又可分为高功率、中功率、低功率激光器等。 其中光纤激光器光纤激光器是目前激光器的主流技术路线，占到全球激光器规模的近50%。原因是光纤激光器结构简单、且后期无需维护，整体成本较低。 (三)激光工作应用方式
激光工作应用场景广泛，具体有材料加工、电子信息、航天航空、通讯、美容、军事武器等方面。其工作方式除了郭博士提到的激光切割、激光修复、激光剥离、激光切边外还有激光焊接、激光显示、激光穿孔等，本篇简要论述前四种。 1.激光切割 激光切割是激光工作领域的主要方式。原理是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。与传统切割方法相比，激光切割具有切割尺寸精度高、切缝不变形、切口无毛刺、切割无锥度、切割速度快、切割良率高且能实现任意图形切割的优点。目前国内在激光切割领域，大族激光是第一龙头，市占比在10%上下。 2.激光修复 激光修复主要应用于美容领域，指的是通过激光手术实现祛疤、淡痕的效果，其工作原理就是利用不同波长的彩光能有效地进行治疗，分别作用于不同目标组织使皮肤不受损伤，光射入皮下，将颗粒变成粉末，使它们之间跳高加大，然后被巨噬细胞吸收和清除，如果疤痕组织颜色较深，可重复多次治疗，不断变换光的波长。激光祛疤一般可用于表皮或真皮浅层疤痕，还有增生性疤痕或疤痕疙瘩也同样适用。目前技术还不成熟，原因是第一消费者的体验恐惧还存在，第二术后需要1到2周的时间休养，休养不慎则易产生副作用。
中国激光行业SWOT分析 光谷激光连锁—蔡光斌目录： 前言 一、行业现状 二、目前存在的问题 三、我们的机遇与挑战 四、策略 前言 激光加工是一门21世纪发展极快的制造新技术,各国政府和工业部门都非常重视激光器和激光加工技术设备的发展。中国加入WTO以来国内正在迅速形成的“全球制造基地”，形成日益增长的巨大的激光加工应用市场和国际竞争新格局,中国的激光器和激光加工技术产业必将有一个大的发展。国内外投资者和激光业者正在抢滩这一市场。国内外从事激光器和激光加工技术系统研发、生产和经营的企业正面临极好机遇和挑战。 一、行业现状： 1、激光行业特点 A激光器市场的发展很大程度上依赖于某个特别应用市场的健康发展。80％的激光器销售主要集中在三大阵营：通信、数据存储和材
料加工。 B激光市场细分亮点：光纤激光器、二极管激光器、绿光激光器、锁模（超快）激光器以及用于制造太阳能电池的激光器成为市场中增长最为强劲 C激光器发展趋势：全固态激光器将取代传统激光器，并不断开拓新的重大应用领域。其方向为：微/小/中型器件沿着多样化、智能化、产业化方向发展，大功率器件将向高平均功率/高光束质量发展，而战略性应用的高能全固态激光器将得到特别加强而开发出更多新技术，如目前正待发展的热容运转技术和功率合成技术。；大功率半导体激光器及其阵列将成为新型高能激光源 2、国际激光市场特点： A激光市场几乎跟经济大环境同步衰退，市场的下滑引发市场份额的急剧变化。2009年全球经济经历了一场金融海啸的大洗礼，激光行业也未能幸免。2009年全球激光器市场的实际销售额为53.2亿美元，比2008年70.1亿美元的总销售额下降了24.1％，退回到了2003年的销售水平。主要原因是激光设备大多应用到工业制造领域，而制造业领域的整体衰退大大影响了激光厂商的业绩。 B世界激光器市场可划分为三大区域：美国（包括北美）占55% ，欧州占22%，日本及太平洋地区占23%。在世界激光市场上日本在光电子技术方面占首位，美国占第二位；在激光医疗及激光检测方面则美国占首位；而在激光材料加工设备方面则是德国占首位。相干
关于激光的简介 前言： 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的亮度为太阳光的100亿倍。它的原理早在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现，但要直到 1960 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。该项目在华中科技大学武汉光电国家实验室和武汉东湖中国光谷得到充分体现，也在军事上起到重大作用。 一．什么是激光： 激光——人类创造的神奇之光 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”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。 激光的产生原理：受激辐射基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出的一套全新的理论。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”，一段激活物质就是一个激光放大器。 二．激光的特点： （1）定向发光 普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。 （2）亮度极高
激光陀螺 1960年，激光第一次出现在了美国加利福尼亚州的休斯 实验室中，它的发明者梅曼也成为世界上第一个将激光引入实 用领域的科学家。不久之后，就因其独特的光学性质而被用于 医疗、电子产品、距离勘测等领域，一直被人们称之为“最快 的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。 激光陀螺是利用环形激光器在惯性空间转动时正反两束 光随转动而产生频率差效应进而测量敏感物体相对于惯性空 间的角速度或转角的仪器。激光陀螺由氦氖激光器、全反射镜、各种颜色的激光 半透半反镜组成，没有旋转的转子部分，是一种无质量的光学仪器，对载体的震动及冲击加速度都不敏感，无需不平衡补偿系统，输出信号没有交叉耦合项，精度高。用它给武器系统导航，能更精准的打击目标。 激光陀螺是利用Sagnac（萨格纳）效应来测量角速度的，Sagnac效应是指在闭合光路中，从一点发出的一对光波沿闭合光路的相反方向运行一周后再回到原点，这对光波各自经历的光程将根据闭合光路相对惯性空间的旋转而改变，光程差与闭合光路的转动角速率成正比。在激光陀螺的环形激光器中，沿环形谐振腔顺时针和逆时针运行的激光能够以不同的频率独立振荡。激光的谐振条件要求腔长为激光波长的整数倍，因此Sagnac效应所导致的光程差转换成反向运行激光的频率差，该频差与环形激光器相对惯性空间转动的角速率成正比。通过测量激光陀螺瞬时的频差，即可实现角速率或角度的高精度测量。 1962年，美、英、法、前苏联开始研制用激光来作为方向测向器，将其称为激光陀螺仪。1963年，美国的斯佩里公司率先研制出激光陀螺仪，1974 年美国军方参与制定研究计划，不久之后分别在飞机和导弹上 试验成功。此后，激光陀螺仪在航空航天、航海、战车定位方 面广泛应用。我国的激光陀螺技术研究起步均晚于其他发达国 家，但是在几代人辛勤的努力下，终于达到了国际先进水平。 尤其是在我校高伯龙院士的带领下，研究团队克服重重困难， 在2014年构建了具有独立知识产权的高水平激光陀螺全闭环 研发体系，水平达到了国际先进、国内领先的水平。激光陀螺仪激光陀螺具有良好的物理特性，成为衡量一个国家光学技术发展水平的重要标志之一。在航空上，陀螺仪用来测量飞机的姿态角(俯仰角、横滚角、航向角)和角速度，以它为核心构成的惯导系统可以为飞机提供姿态、航向、速度和位置，即导航所需的所有参量，因此被称为飞机上的中心信息源。在航海上，陀螺仪早已成为航海的重要导航仪器。航海惯导能够为舰船提供位置、姿态、速度等数据，不仅可用于舰船自身的导航， 还可为舰载武器提供方位基准或稳定平台。在地面上，坦克、火炮等 常规兵器的机动能力和运动中攻击能力对保存自己、打击敌人极为重 要，这就要求它们具有定位定向和导航能力。在惯性制导上，目前各 种战术导弹和战略导弹广泛采用陀螺仪来测量导弹的姿态和航向，进 行制导控制。 激光陀螺的研制，无论是理论上的支撑，还是工艺上的设计，都 是非常复杂的过程，但是基本的原理还是来源于物理学中光的干涉。 如图1所示，有一半径为R的圆形闭合光路，一观察者站在圆环的A 点，发射一光脉冲，该脉冲将分成两半，分别沿相反的方向绕圆环传