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”。它的亮度约为太阳光的100亿倍。
激光的原理早在 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。
我国在激光领域起步较早，并取得了一定的成果。
一、周炳琨院士
激光与光电子技术专家。1936年3月2日生于四川成都。1956年清华大学无线电系毕业。清华大学无线电电子学研究所所长、教授。1991年当选为中国科学院院士（学部委员）。
1984年在国际上率先研制出半导体激光泵浦固体YAG激光器，实现了当时世界上效率最高（6.5％）、线宽最窄、频率最稳定的固体激光器。发明单片单模环形YAG微型激光器。主持开展了晶体纤维生长与晶体光纤器件研究，建成激光加热基座法单晶纤维材料生长设备，应用设备对各种纤维材料的生长规律进行了研究。主持开展了“单模窄线宽可调谐外腔半导体激光器及其相关技术的研究”、“光纤环形腔与掺杂光纤激光器和放大器研究”以及“光纤高温传感器”的研制，取得了一系列高水平的研究成果。
学术论著：
1、激光原理
本书阐述了激光器的基本原理和理论。内容包括激光器的光谐振腔理论、速率方程理论和半经典理论；对典型激光器、激光放大器改善与控制激光器特性的若干技术作了简要介绍。
2、光电子产业的展望和机遇
激光发明40年来，光电子技术取得迅速发展并得到广泛应用；基础元器件的突破，DWDM全光网络应用将促进信息光电子技术和产业的发展；生物光子学、光纤传感技术等交叉学科有着广阔前景。
3、可调蓝光皮秒脉冲
利用351 nm紫外光泵浦非临界相位匹配LiB3O5光参量振荡器(LBO-OPO)，直接获得了在472～453nm范围内波长连续可调的蓝光皮秒脉冲序列.OPO所用LBO晶体的两端面切割成Brewster角，避开了晶体表面增透膜的稳定性问题，保证了LBO晶体端面低反射损耗和OPO长期稳定工作.紫外泵浦光由连续波锁模Nd∶YLF激光器输出的1053 nm基频光与526.5 nm二倍频光经和频过程得到，和频过程采用了走离补偿新方案.获得的最大蓝光输出功率为275 mW，脉冲宽度为12 ps.对使用F-P标准具提高输出光稳定性方面进行了探讨。4、程控宽带连续调谐外腔半导体激光器特性分析
对宽带调谐外腔半导体激光器进行了理论及实验研究， 分析了其最大调谐范围和连续调谐条件， 为宽带可调谐激光器的设计提供了依据. 完成了实用化的程控宽带连续调谐外腔激光器， 该器件调谐范围超过75 nm， 波长重复性精度为1 nm， 分辨率为0.01 nm。
5、光纤光栅外腔半导体激光器及新型梳状光滤波器的研究
该论文开展光纤光栅及其应用的研究，重点研制实用化的980nm光纤Bragg光栅，及其作为外反射器对980nm InGaAs应变量子阱激光器的光谱和功率的影响，以提高980nm泵浦激光器的泵浦效率。此外，论文还提出了一种采用周期级联的光纤光栅制作梳状滤波器的方法，给出了设计原则，并研究了这种新型梳状滤波器实现的可行性。这种器件在高速大容量光纤通信中，特别是波分复用系统中，有重要的应用前景。
6、晶体光纤激光器及其制作方法
一种线偏振晶体光纤激光器，属于激光技术领域。本发明是用能产生线偏振激光的ＹＡＰ晶体光纤的侧表面和位于其两端的两面反射镜组成激光谐振腔。用适当的光源对它进行泵浦即可以产生激光。它具有输出线偏振光、阈值泵浦功率低、激光谱线窄、激光光斑点小、与普通光纤耦合效率高等优点。若用半导体激光器作为泵浦源还具有体积小、寿命长、效率高和性能稳定的优点，这种激光器在光纤通讯和光纤传感等领域中有光明的应用前景。
7、自倍频激光器
一种新型自倍频激光器，属于激光技术和信息领域。本发明是由用激光介质膜反射镜组成的激光谐振器腔，置于该谐振腔之中的自倍频激光晶体，和泵浦光源所组成，其特征在于所说的自倍频激光晶体为ＬＮＹＡＢ晶体。它具有泵浦功率阈值低、光束质量高、输出功率大、体积小、寿命长、效率高和性能稳定的优点，在激光技术、光盘、激光打印、光通讯和医疗等技术领域有重要的应用。
8、程控/手动连续可调谐窄线宽外腔半导体激光器
本发明属于连续可调谐激光器结构设计领域，本发明提出一种使光栅转轴与外腔半导体光轴偏置ｈ距离的结构即达到只转动光栅就可实现光栅反馈波长与谐振频率移动同步。同时采用大数值非球面透镜以及使光栅刻痕与半导体平面平行放置等措施，使本装置具有结构简单，调谐精度高，调谐范围大，线宽窄，等诸多优点，并可方便地与通用微机接口，实现对频率调谐、波长定标，功率输出及温度的自动监控等多种功能，具有广泛的应用前景。
9、可调谐外腔激光器型全光波长转换器
本发明属于全光通信网技术领域，其特征在于，包括用光纤连成一体的可调谐外腔激光器，光环形器及可调谐带通滤波器，其中，所说的可调谐外腔激光器与光环形器２端相连，光环形器３端与可调谐带通滤波器的输入端相连。本发明不但保留原有激光器型波长转换器的优点，而且具有转换后光的调谐范围广的特点。
科研项目：
1、半导体激光器解理表面镀膜技术
该项技术是采用自身荧光监测厚度的方法在激光二极管解理表面镀增透膜及保护膜，所用的材料为三氧化铝及二氧化锆。其主要技术指标为：１／４波长膜层反射率１．２％；１／２波长膜层反射率，与未镀前自然解理面反射率相差１％；膜层牢固度，用水浸泡４８小时未见剥落。经鉴定认为，镀膜后的激光器提高了使用寿命，厚度为１／４波长的膜层改善了激光器的输出特性，尤其用于外腔结构中，使选模效果更好。该项技术在国内属首次采用，其膜层质量达到了国际水平。
2、短耦合腔(SCC)单膜可调谐半导体激光器
该激光器可应用于大容量单模光纤通信、光纤测试、光纤传感、信息处理和光谱分析等领域。其主要技术指标为：边模抑制比３５～４０ｄＢ；调谐范围４０～６０埃；单模线宽＜０．１埃；单模电流范围（１～１．６）倍阈电流；单模功率＞３ｍｗ。经鉴定认为，该器件的边模抑制比达到了目前国际最好水平，和解理耦合腔（Ｃ ）激光器的边模抑制比不相上下，从而证明了短耦合腔技术是实现高质量单模半导体激光器的有效途径之一。
3、平面镜外腔单模半导体激光器
该激光器采用外腔技术，成功地控制国产多模半导体激光二极管单模工作。该器件采用的外反馈元件是平面镜。其单模工作的机理是：靠复合腔的谐振效应改变各纵模间的（增益－损耗）差，使其某一纵模取得足够振荡优势，将其他边模抑制掉而单独振荡。该激光器的主要指标为：单模线宽＜５０ＭＨｚ；单模输出功率＞５ｍＷ（１．１倍阈值电流处）；单模电流工作范围（１～１．２）倍阈值电流。经鉴定认为，该器件系国内首次研制的成果，其综合指标与国际上同类器件的水平相当。
4、外色散腔单膜可调谐半导体激光器
该激光器可用于高速或相干光纤通信、传感、光信息存贮与处理、光学计量检测及光谱分析等。该器件采用国产多模激光二极管及光栅或平面反射镜构成复合腔激光器，并实现单纵模运转和调谐。解决的技术关键有复合腔设计最佳化、调整技术、单模运转的长期稳定、稳频技术及整套检测技术。主要技术指标为：工作波长０．８或１．３微米；单模线宽小于１００千赫；调谐范围１００－２００埃；输出功率大于３毫瓦；单模工作电流范围（１．０－１．４）倍阈值电流；器件可长期稳定运转。
5、长波长(1.3μM)F-P短耦合腔(SCC)动态单模半导体激光器
该激光器采用了Ｆ－Ｐ耦合腔对国产多模激光二极管进行选模，成功地实现了１５０ＭＨｚ调制下的稳定单模输出。与国外同类器件相比，该器件在方案选择，结构设计等方面有独创特色，性能达到国际先进水平，其边模抑制比优于国外有关报道的水平。该激光器可应用于大容量单模光纤通信、光纤传感、测试等领域。它的动态单模输出边模抑制比为４０ｄＢ；输出功率＞１ｍＷ；调谐范围为６０～１００埃。
6、1.3μm外腔粘接型窄线宽单膜半导体激光器
该器件主要用于大容量、相干光通信和激光光谱研究等方面，它由半导体激光器、自聚焦透镜和平面反射镜组成复合腔，并用粘接法组成整体，在氮气中封装而成。器件无需调整，在注入电流后即可获得窄线宽的单纵模。其单模线宽小于３６ＭＨｚ，谱线压窄率优于５×１００００，光斑尺寸及发散角均较小，单纵模稳定运行时间较长（在无腔体控温和无恒温控制时为１小时），在设计思想与工艺上与国内外同类器件相比有独到之处。
7、LD泵浦的NYAB自倍频激光器和双波长激光器
该成果研制的两种激光器均为小型近红外和绿色相干光源，可用于光通讯、水下通讯、光信息处理、光盘系统等领域。自倍频激光器用自倍频激光材料ＮＹＡＢ晶体作为激光晶体，同时又作为倍频晶体；适当降低它的输出端反射镜对基频振荡激光的反射率就可以制成双波长激光器。自倍频激光器的中心波长为０．５３μｍ，阈值泵浦功率为１４．８１ｍＷ，最大输出功率为２．２ｍＷ，斜效率为２．１％；双波长激光器的中心波长为０．５３μｍ和１．０６μｍ，阈值泵浦功率为１４．８１ｍＷ，最大输出功率为９．２ｍＷ，斜效率为７％。
二、刘颂豪院士
光学与激光专家。原籍广东顺德，1930年11月生于广东广州市，1951年毕业于广东文理学院。中国科学院安徽光学精密机械研究所研究员、所长，现任华南师范大学教授、校长。1999年当选为中国科学院院士。
早期研究稀土玻璃化学成分与其光学性质的关系，发展了高折射率低色散的稀土光学玻璃。研制成功的CaF：Dy2+红外连续固体激光器，是我国最早研究成功的三种固体激光器之一。研究激光与物质相互作用，发现受激克尔散射效应，并提出了相应的理论。研究激光对靶材和光电元件的相互作用效应，为应用提供了重要成果和参数。在我国率先建立超声分子束激光光谱学实验方法，用于物理和化学研究。率先开展激光生命科学研究，首次探测到常温下蛋白分子产生的双光子诱发荧光，系统研究了血卟啉衍生物治癌的光动学机理，为中国激光生物学和激光医学的发展作出了贡献。
学术论著：
1、变孔径色散补偿光子晶体光纤的数值研究
文中利用有限差分法对光子晶体光纤的色散补偿特性进行了数值模拟。在常规光子晶体光纤(PCF)的基础上，变化了第二环的空气孔，增加了光子晶体光纤的结构参量变化的自由度。通过数值模拟，研究了新型光子晶体光纤包层结构参量与其色散之间的关系，并且通过优化得出低至-924.6 ps/nm/km的色散值，这在常规色散补偿光纤(DCF)中是不可能实现的。并且针对常规单模光纤色散特性，设计出合适κ值的色散补偿光子晶体光纤，色散值为-519.3 ps/km/nm，补偿能力远大于常规色散补偿光纤。
2、脉冲Nd：YAG激光熔覆修复塑料模具工艺参数的优化
激光器的电压、电流、脉冲宽度、脉冲频率与激光的扫描速度、光斑直径等工艺参数直接影响着脉冲Nd：YAG激光熔覆质量.为了简化工艺调整过程，提出了重叠率的概念，并进行了理论推导，建立了重叠率与脉冲频率、激光扫描速度、激光光斑直径相互关系的方程式.利用预置法在低碳钢基体上熔覆Ni基合金粉末，获得了2组最佳工艺参数，即单脉冲能量、重叠率分别为6.7 J，97.4%和21 J，69.4%.研究表明：在单脉冲能量和重叠率一定的条件下，改变电流、脉宽、脉冲频率及熔覆速度不会影响熔覆质量。
3、液晶调制的光子晶体可控偏光片和光开关
与介质柱型光子晶体相比，空气孔光子晶体更易于制作和集成而更有应用价值.采用平面波展开法证实了填充液晶的二维三角形分布的空气孔光子晶体方向能隙的可调节性。数值模拟结果表明：1)通过外界电场控制空气孔中所填充的相列液晶的方向可以对光子晶体的方向能隙进行调节，这种可调节性可用于制作场敏偏光片。这与Liu等人研究介质柱型光子晶体的结论相类似； 2)用phenylacetylene型液晶替代5CB液晶作为填充物质所得到的空气孔光子晶体偏光片可使用的频率范围显著增大。在此基础上，还研究了填充液晶的光子晶体波导传输谱线的可调节性对特定波长的光切断和开通控制的原理，实现了与以往光开关原理不同的光子晶体光开关。
4、低强度脉冲半导体激光促进大鼠成骨细胞增生和分化的实验研究
目的探讨低强度脉冲半导体激光对大鼠成骨细胞增生和分化的影响。方法从新生SD大鼠颅盖骨分离成骨细胞，体外培养。用低强度脉冲半导体激光(650 nm，2 mW)照射细胞5 min(1.14J/cm2，A组)和10 min(2.27J/cm2，B组)，并与未被照射的细胞(C组)比较.采用MTT法和ELISA法检测细胞数量和碱性磷酸酶(ALP)含量，作为成骨细胞增生和分化的指标。结果经低强度脉冲半导体激光照射后第7天，A组和B组的细胞增生数量分别较C组平均增加7.7%和7.6%(n=8，P＜0.0001)；照射后第21天A组和B组的ALP含量(U/L)分别较C组平均增加81.7%和66.4%(n=8，P＜0.0001)；细胞增生数与ALP含量A组和B组组间差异无显著意义(P＞0.05)。结论低强度脉冲半导体激光能明显促进体外培养的大鼠成骨细胞的生长、分化和成熟，对骨重建有调节作用，对防治骨质疏松症等骨病可能是一种有效而安全的新疗法，值得深入研究。
5、低强度He-Ne激光照射对成纤维细胞功能的调节作用
目的研究低强度He-Ne激光对人正常皮肤成纤维细胞增殖及胶原合成功能的调节作用。方法采取固定照射时间、选用不同激光照射强度的方法来研究激光生物调节效应与照射剂量间的关系。采用MTT法[3-(4，5-Dimethylthiazol-2-yl)-2，5-diphenyltetrazolium bromide]和羟脯氨酸试剂分别检测不同强度激光照射对细胞增殖及胶原合成功能的影响。结果激光照射剂量由低至高可分为3个剂量段，激光强度在第一剂量段时的生物调节效应主要表现为抑制细胞增殖，在第二剂量段时则能促进细胞增殖并抑制胶原合成，在第三剂量段时则可促进胶原合成，且每个剂量段内的激光生物调节效应与照射剂量间大致呈线性相关。上述结果均支持生物信息模型的光生物调节作用分析。结论低强度He-Ne激光照射可以调节成纤维细胞的增殖及胶原合成功能，这可能是其促进伤口愈合的相关机制之一。
6、关于"广东光谷"及广州市光电子产业发展的思考
通过调查研究，具体分析了"广东光谷"及广州市光电子产业的现状、优势及劣势，提出进一步发展"广东光谷"及广州市光电子产业的对策与思路；建议重新确定"广东光谷"的发展方向和目标，借助"大学城"建设推动"广东光谷"的建设，逐步形成泛珠三角光电子产业带，推动光电子产业的发展。
7、金钢石锯片激光焊接
激光加工金刚石工小具属于激光先进制造技术领域，涉及光学工程、机械、电子、材料等多学科各专业.与传统的钎焊相比，激光焊接是通过激光能量，直接将基体和刀头局部熔化，使两者形成冶金结合。提高了焊接强度，激光焊接具有效率高、精度高、变形小，因此被国内外广泛的采用.作者结合生产实践，对影响激光焊接金刚石锯片的质量因素作了深入的研究。在基体和刀头材料一定的情况下，优化工艺参数(光束质量、激光功率、焊接速度、焦点位置及偏移量、保护气体流量及等离子体的控制)可以使金刚石锯片获得好的焊接质量。研究表明，在刀头和基体间加入1~1.5mm的过渡层，能避免刀头中金刚石的石墨化，同时还能提高焊缝强度。气孔、裂纹和热透镜效应是激光焊接中最常见的缺陷。研究发现，气孔是由于在激光焊接时，焊缝深且窄，冷却速度又快，焊接过程中产生的气体没有足够的时间从熔化区中逸出而产生的。裂纹的主要原因是由于两种材料的热物理性质相差较大。热透镜效应是在激光焊接时，透镜由于吸收一部分激光能量使温度升高，随之产生的折射率增大导致透镜的焦距变短，从而影响焊接质量的一种现象。
8、激光陶瓷--固体激光工作物质探索的新热点
简要评述了激光陶瓷的研究进展，作为固体激光工作物质，已显示出较目前常用的激光晶体和激光玻璃具有潜在优势。接着分别介绍了激光陶瓷的种类、激光离子、光谱与激光特性和激光陶瓷的制备方法。最后指出，Nd：YAG激光陶瓷很可能在未来几年会取代Nd：YAG激光晶体的地位。
9、掺镱双包层光纤激光器及其在激光加工中的应用
掺镱双包层光纤激光器是国际上近年来发展的一种新型固体激光器，它具有光束质量好、体积紧凑、效率高等优点。在简要介绍高功率掺镱双包层光纤激光器的原理特点以及发展现状的基础上，讨论了它在激光加工中的应用。
10、光纤激光器的新进展
简要地介绍光纤激光器的基本结构、特点及其在光纤通信中的应用，着重描述了双包层掺杂光纤激光器和任意形状光纤激光器，指出高功率光纤激光器在激光技术领域(如激光加工、光电探测、生物医疗、光存储等)中的广阔应用前景。
科研项目：
1、激光生物学研究
该成果研究激光生物效应及其机理、激光与ＤＮＡ相互作用、激光切割染色体、生物大分子的激光光谱和非线性光学及生物体的超弱发光，为激光遗传育种、治癌和研制新器件材料提供科学依据。总体水平达到国内领先水平。
2、光纤BRAGG反射光栅
该项目提供的光栅元件在光纤通信与光纤传感等方面有广泛的应用。其技术关键采用高压Ｈ〈，２〉处理光纤提高光折灵敏度、实时监测写入过程，用偏振紫外激光写入偏振灵敏的光纤光栅元件，其主要技术指标达国外同类产品的水平。
3、色散缓变光纤光孤子传输特性研究
该项目首次系统地研究了色散缓变光纤中光孤子传输特性，取得了系列创造性的研究成果，其中部分成果已被国内外重要文摘引用，在国际上产生了一定的影响，国内处于领先水平。该项目将对高码率全光孤子通信工程具有重要的实际指导意义。
4、光纤中非线性效应研究
该项目研究光纤中超短光脉冲传输的非线性效应，取得的主要成果有：一、首次严格推导出超短光脉冲在色散缓变光纤中传输时所满足的一般非线性演化方程，并用变分法求解了变系数非线性Schrodinger方程，得到了光孤子参数的演化表达式。利用演化方程研究了绝热放大孤子传输系统和色散缓变光纤中孤子的传输，获得了色散指数缓变光纤中光孤子的近似解析解；二、首次提出非线性折射率系数与二阶极化率有关， 从而可以在非零二阶极化率介质中观察到与二阶极化率相关的非线性薛定谔孤子现象； 三、证明了色散缓变光纤中基孤子可以被压缩，Raman自频移可被抑制；四、提出利用光纤调制不稳定性产生高质量(无底座)、高重复率（THz）明暗孤子脉冲序列的新方法；五、用简并四波混频实验研究了掺CdS1-xSex三元化合物的半导体晶格玻璃的非线性特性，证明了该种材料具有较大的三阶非线性系数和快速响应时间；六、 完善了掺铒光纤放大器光传输理论，证明了掺铒光纤放大器中诱导相移的存在并对交叉相位调制产生影响。该项目共发表学术论文22篇，其中8篇被SCI收录，8篇被EI收录。论文被独立引用23次。
5、血卟啉衍生物光敏治癌机理的研究
该研究属国家光敏治癌攻关任务基础组的一部分，是以激光光谱、离体癌细胞加hpd的光敏实验，理论估算等手段，以分子水平上对hpd的光敏治癌机理，hpd的分子结构，hpd的有效成份等课题进行研究，从而达到促进hpd光敏治癌临床应用的目的。该工作结合国内外已有资料上升到机理的理论研究，整个工作达到国际水平。
6、光纤中超短光脉冲产生、传输及其应用
⑴国内外一直认为正三阶色散效应无论对孤子传输或脉冲压缩都是有害的，课题组首次发现，负三阶色散与拉曼自散射效应的相互作用不仅对脉冲压缩无害，而且有益，即可以大大改善脉冲压缩效果。⑵孤子效应脉冲压缩对输入脉冲的峰值功率要求很高，即使借助于掺铒光纤放大器也很难从普通的半导体激光器获得。课题组首次发现，若同时利用另一被压缩脉冲的交叉相位调制效应，则可大大降低被压缩脉冲的初始峰值功率。⑶1992年之前的孤子效应脉冲压缩都是在常规光纤中进行的，课题组于1992年首次提出了利用色散渐减光纤进行孤子效应脉冲压缩的原理，发现可大大增强压缩效果。⑷国内外在此之前利用交叉相位调制效应产生的超短光脉冲总是伴随着严重的频率啁啾。课题组首次发现，若同时利用调制波对信号波的放大机制，则可产生无频率啁啾脉冲。⑸暗孤子的产生一直是国际性难题，课题组提出并验证了迄今为止最简易的基于交叉相位调制效应的暗孤子产生方法