序

1917年爱因斯坦提出了受激辐射理论，即光可以激发分子使其放出能量。随着量子力学和微波光谱学的发展，汤斯和肖洛于1958年写出了关于激光产生方法的论文，提出根据受激辐射，当光照射处于高能级的分子，分子将跃回低能级并将能量传给光，从而得到放大的光，即激光。1960年，美国工程师梅曼制造出了世界上第一台激光器。

激光发明以来，光学的应用领域发生了巨大变化，出现了许多传统光学无法实现的新应用和新技术。激光可作为高强度的光源，如上千兆瓦的激光，可持续百万分之一秒，而且可以聚焦在一微米大小的尺度上，形成极大的能量聚集。因此激光可以切割最硬的东西，如钻石。激光还可以用于汽车制造等。在医学领域，激光可以被用作外科手术刀，用于切割和缝合血管，以及做视网膜手术等。在科学研究方面激光是非常有用的工具，激光可以测量极短的时间，可用于观察分子的反应过程，并在极短的时间内对其进行测量。激光器也可以产生出非常微弱的受控光，它可以聚集在一个细胞上，把这个细胞完整地取出来放在另外一个地方，这就是激光镊子。在天文学中可用激光测量星体的大小。从汤斯第一个因激光研究获诺贝尔奖以来，目前为止，已有12个诺贝尔奖授予了把微波激射器和激光器用作科学工具的科学家。

把光学和电子学结合在一起，光学和电子学的用途都会大大拓展。通信便是光学和电子学结合的最重要的用途之一，以激光器为光源、光波为信息载体的光通信技术，开创了通信领域的新时代，已成为有线信道最重要的通信方式。激光在记录和读取信息方面也非常重要，理论上，我们可以把全世界所有的电视、电话和无线电信息放在一束激光中。激光存储和激光全息技术的相关产品，已成为现代信息社会中重要的信息载体。光通信和光信息技术必将在21世纪信息化时代得到蓬勃发展并发挥更加重要的作用。

当前，激光的应用还处在发展阶段，不断拓展新的应用领域，发明新的激光光源，提高和改善激光的性能，是光学、电子学和信息领域的学者和科研人员面临的新课题。激光原理已成为光通信、光信息和光电信息工程等专业学生的重要专业基础课程。

《激光原理及应用》是作者根据在光通信和光电信息领域多年的科研和教学实践经验，并充分吸收国内外激光应用领域最新发展的基础上编著。教材针对通信和信息类专业的学生和专业技术人员，在深入浅出地阐明基本原理和物理概念的基础上，较详细地介绍激光在光通信和信息领域的新技术、新知识及应用实例，既保证激光原理的系统性、完整性，又兼顾可读性和实用性。目的在于使通信、信息类专业的学生掌握激光的基本原理、主要技术，以及激光在通信、信息和其他领域的最新应用。

中国科学院院士、天津大学教授

2008年12月