激光是受激辐射光放大的缩写，是一种发射特定波长的光并放大该光以产生聚焦在微小点上的非常窄、非常亮的辐射束的装置。 激光器有很多种类型，包括光纤激光器、气体激光器、固态激光器、染料激光器和二极管激光器，所有这些都共享一组基本组件。

如今，激光器已成为我们日常使用的许多产品的关键组成部分，从蓝光、CD、DVD 播放器和条码扫描仪等消费产品到激光打印机和 LASIK 眼科手术。 它进一步用于测量、切割、雕刻、钻孔和标记各种材料。

1960 年，基于阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein) 在受激发射方面的工作，第一台激光器诞生，他因此获得了 1921 年诺贝尔奖。 此后，全球激光技术市场显着增长，预计到 2027 年将达到 256 亿美元。

激光技术的应用

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由于提供单色、受控和精确定向的光束，激光已被证明是一种极其实用的工具。 其许多重要的现代应用在于光纤通信、激光加工和制造、痕量元素检测、激光计量和医学成像。

虽然光科学本身并没有改变，但激光技术多年来发展迅速。 因此，虽然几十年前就发明了，但先进的技术终于让激光开始发挥我们一直设想的作用。

现在，让我们来看看这项技术在各个行业中的最新进展以及所实现的一切

沟通

通过创建能够高速传输大量数据、提高效率和提高安全性的安全网络，激光技术正在成为卫星通信领域的游戏规则改变者。 因此，根据 Straits Research 的数据，到 2031 年，全球天基激光通信市场预计将翻两番。

在这个领域，激光提供了广泛的应用，例如卫星间通信和卫星到地面连接。 随着轨道卫星数量的不断增加，天基激光通信在卫星通信系统中只会变得更加重要。

最近，美国宇航局对其深空光通信（DSOC）系统进行了首次成功测试，这是一种通过激光发送信息的下一代通信链路。 作为美国宇航局为加速深空通信而进行的一系列测试的一部分，这是迄今为止距离最远的激光通信。 如果成功，美国宇航局官员预计宇航员在未来几十年内将使用它作为地面控制的手段。

尽管激光通信面临许多挑战，特别是在大气方面，但仍在探索自适应光学、光束控制和纠错算法等创新技术来减轻这些影响，这将推动激光通信的实际实施。

因此，虽然激光通信在太空中得到了典型应用，但研究、开发和投资正在不断增加，以增加激光通信的实际应用。 增加其带宽并在各种大气条件下运行将扩大激光通信在国防、民用、商业和农业市场中的应用。

国际社会也在进行标准化工作，以确保激光通信系统的互操作性和广泛采用。

防御

军事工业正致力于开发激光武器，因为它们易于操作、精确且不会造成附带损害。 此外，随着世界各地军队广泛采购致命无人机，激光武器的能力已成为所有军队关注的焦点。

去年，有人猜测俄罗斯已成为第一个使用激光武器“佩尔塞韦特”和“扎迪拉”在战斗中烧毁敌方无人机的国家。 美国还一直在推进激光防空工作。

今年早些时候，洛克希德·马丁公司的战术激光武器 DEIMOS 系统实现了“首光”里程碑。 这家美国公司也是以色列首个基于激光的铁束防空系统的一部分，该系统能够通过激光束击落敌方飞机、火箭、无人机和迫击炮。

随着激光系统的发展，科学家们还找到了一种新方法，可以显着提高光纤激光器的功率，同时保持其光束质量，使其成为未来对抗低成本无人机的关键防御技术。

这一突破涉及多模光纤的潜在用途，可将光纤激光器的功率输出显着提高 3 至 9 倍，而不会降低光束质量。 通过实现这一点，它使这些激光器能够有效地聚焦于远处的目标，从而产生极高的功率输出。 功率输出的增加增强了光纤激光器的实用性，使其对国防工业更有价值。

另一个军事超级大国中国也在激光武器方面取得了重大进展，几个月前，中国军事科学家声称他们已经开发出一种新的冷却系统，可以让高能激光器“无限”运行而无需任何增持废热的利用，是激光武器开发的一项重大技术挑战。

有了这个，武器现在可以随意产生激光束，而不会造成性能中断或下跌。 新系统采用先进结构，有可能通过增加射程和伤害、延长交战时间和降低成本来显着改变防御空间的面貌。

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健康

除了国防之外，激光技术由于其高精度、高生产率、可持续性和适应性，也广泛应用于医疗保健领域。 在该领域，技术被用来开发用于医疗保健应用的新假肢和工具，而医疗保健设备制造商正在使用激光器方便地设计和开发新的医疗设备。

激光的使用减少了劳动力和其他制造成本。 它还可以识别诊所和医院的假冒商品。 此外，外科医生可以使用激光轻松执行复杂的外科手术。

从眼科、牙科、皮肤科到泌尿科，激光技术在医疗保健领域的应用越来越广泛，可以治疗心脏病、青光眼、肿瘤、癌症、静脉曲张、前列腺问题、膝关节损伤和肾结石等问题。 与此同时，基于激光的超声系统可以提供身体内部特征的图像，同时有可能随着时间的推移跟踪疾病阶段。

除此之外，激光技术还应用于非侵入性医疗，如选择性激光小梁成形术、光动力疗法、去除纹身、嫩肤、低强度激光疗法和脱毛。 尤其是低强度激光治疗 (LLLT) 在牙科领域脱颖而出，因为它在安全性和患者舒适度方面具有明显的优势，并且不依赖药物干预。

此外，自从二十多年前 FDA 首次批准激光用于人类治疗应用以来，激光疗法及其治疗应用已经发生了很大的发展，主要用于缓解疼痛、组织再生和促进一般健康。健康。

然后，还有使用激光来防止蚊子快讯人类和传播疾病。 光子栅栏监控设备 (PFMD) 等产品可监控飞行中的昆虫，并通过使用微爆激光能量将其击落来消除那些被识别为目标的昆虫。 PFMD 的第一个应用是测试针对农业、酒店、政府、军事和住宅害虫控制市场中有害昆虫入侵的病媒控制措施的设计和有效性。

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分析与实验

激光技术因其独特的性能、精度和多功能性在各个分析和实验领域发挥着至关重要的作用。

在Atom和分子物理学中，研究人员和科学家正在使用激光在极低的温度下减慢和捕获Atom。 除了使用激光控制量子态外，其可调谐光源还有助于研究Atom和分子的能级和跃迁。

激光冷却技术于 40 年前首次被证明，彻底改变了Atom物理学，用于量子信息、量子简并气体、Atom钟和基础物理测试的研究，现在正应用于反物质。 通过激光操纵反物质Atom运动的能力预计将为未来的实验提供突破性的机会，例如反Atom喷泉和反物质分子的创造。

早在 2021 年，CERN 的 ALPHA 合作就成功地利用激光冷却了反氢Atom（最简单的Atom反物质形式），这被视为“光谱和引力测量的游戏规则改变者”。

与此同时，基于激光-Plasma相互作用的粒子加速研究也在进行，以了解Cosmos。 除了通过了解化学反应来了解所有生物的进化之外，这种技术的能力还有助于癌症治疗，它可以提供传统 X 射线放射疗法的替代方案。 基于激光-Plasma相互作用的粒子加速技术可以在非常小的距离内实现非常高的能量，从而可能在成交量方面带来非常显着的增益。

激光技术进一步用于生产具有独特化学和物理特性的Nano材料，并通过为Nano材料制造开发的几种基于激光的工艺，例如激光辅助还原、激光剥落和激光烧蚀。

清洁能源/核聚变

全球可再生能源的持续增长为激光加工技术提供了越来越多的机会。 在清洁能源行业，激光技术用于制造新的能源发电设备以及电厂报废后的退役。

除了用于制造之外，激光还可以用于熔覆（也称为激光金属沉积），并改善其处理的表面的性能。 与此同时，微型燃气轮机部件可以受益于光纤激光清洁。

在太阳能方面，激光触点有望提高太阳能电池的效率，并用于半导体晶片的切割和打标以及分离大型太阳能电池板的各个电池的电路。

未来，我们可能会看到激光器用于制造新一代太阳能电池板以及用于存储可再生能源产生的电力的电池的生产。

激光技术进一步见于核聚变。 一年前，美国能源部长宣布激光核聚变取得突破，一个研究实验室在地球上产生了一个微小的太阳。 本实验使用的光源是世界上最大的激光器，它使用 192 条光束来产生脉冲。 激光束产生的能量比原来多出 54%。

今年，192 束激光粉碎了一个充满氘和氚（氢的重同位素）的微小胶囊，引发聚变反应，产生的能量比在此过程中照射到目标上的激光束还要多。

罗彻斯特大学激光聚变实验室前主任、现供职于加州大学的迈克尔·坎贝尔 (Michael Campbell) 表示：

“在接下来的几年里，产量很有可能达到 5 到 10 MJ。”

但当然，为此，我们将需要高能量、高平均功率的脉冲激光器作为可现场更换的单元，这将带来许多新的工业应用。

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专注于激光技术的公司

现在，让我们来看看正在开发激光或基于激光的技术的著名公司：

#1. 洛克希德·马丁公司 (LMT)

这家领先的国防和航空航天公司还参与核聚变研究，市值为 1,117.4 亿美元，过去 12 个月 (TTM) 的收入为 676.8 亿美元。

洛克希德公司股价今年下跌 7.42%，股价为 450.4 美元，股息率为 2.80%。 该公司的每股收益（TTM）为27.38，市盈率（TTM）为16.45。

去年，洛克希德公司向美国国防部交付了高能激光武器系统，今年，美国陆军再次授予该公司开发间接火力防护能力激光原型机的合约。

#2. 相干公司 (COHR)

相干公司 (Coherent Corp.) 是通信、材料加工和医疗等多种应用领域激光系统的领先制造商，市值达 54.5 亿美元。

截至撰写本文时，其股价为 36.02 美元，年初至今上涨 2.62%。 过去连续 12 个月，相干公司公布的收入为 48.69 亿美元，每股收益 (TTM) 为 -3.01，市盈率 (TTM) 为 -11.96。

#3。 IPG 光子公司 (IPGP)

该公司生产用于材料加工、医疗和先进应用的激光解决方案。 几个月前，IPG Photonics 推出了一款具有“最高”单模核心功率的双光束激光器。

IPG Photonics 也涉足清洁能源研究，其股价目前为 95.62 美元，营收 (TTM) 为 13.2 亿美元。 该公司的 EPS (TTM) 为 1.82，市盈率 (TTM) 为 52.40。

＃4。 诺斯罗普·格鲁曼公司 (NOC)

诺斯罗普·格鲁曼公司是一家全球航空航天和国防公司，市值达 708 亿美元。 它还参与国防应用激光系统的开发。

2023 年 10 月，五角大楼太空发展局向诺斯罗普·格鲁曼公司提供了一份价值 7.32 亿美元的合约，用于建造 38 颗“数据传输”卫星，作为该机构正在建设的扩散战士太空架构的一部分。

目前，诺斯罗普·格鲁曼公司的股价为 469.58 美元，较年初下跌 13.9%。 该公司的收入 (TTM) 为 386.85 亿美元，股息率为 1.59%。

＃5。 赛默飞世尔科技公司 (TMO)

该公司提供分析仪器，包括基于激光技术的分析仪器以及用于医学研究、疾病诊断以及新药发现和生产的消耗品。

Thermo Fisher 的股价今年下跌了 11.47%，目前交易价格为 487.53 美元。 该公司市值为 1,883.6 亿美元，公布收入 (TTM) 为 434.21 亿美元，股息率为 0.29%，每股收益 (TTM) 为 15.27，市盈率 (TTM) 为 31.93。

结论

正如我们所看到的，激光技术具有巨大的潜力，并且正在各个领域得到应用。 虽然激光已经在提高人类的能力，但随着研究和进步的继续，突破将有助于技术的发展并变得更加强大。 从医疗、传感器、能源和电动汽车到数字化和量子，激光技术有望改变我们生活的各个领域。

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