全固态激光器的介绍
半导体激光器泵浦的固态激光器（LDPSSL）顾名思义是以 LD 或者 LD 阵列（Laser Diode Array，简写 LDA）作为泵浦源，以固体激光材料作为增益介质的激光产生装置。这种激光器核心部件没有液体（如染料、水等）或者气体（如一些惰性气体），常被称为全固态（或全固体）激光器（All Solid State Laser）。全固态激光器（DPL）具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点，市场需求十分巨大。全固态激光技术是目前我国在国际上为数不多的从材料源头直到激光系统集成拥有整体优势的高技术领域之一，具备了在部分领域加速发展的良好基础。
紫外激光器的分类
固体紫外激光器按泵浦方式分为氙灯泵浦紫外激光器、氪灯泵浦紫外激光器以及新型的激光二极管泵浦全固态激光器。固体紫外激光器光电转换效率一般较低，而LD全固态紫外激光器则具有效率高、重频高、性能可靠、体积小、光束质量较好及功率稳定等特点。由于紫外光子能量大，难以通过外激励源激励产生一定高功率的连续紫外激光，故实现紫外连续波激光一般是应用晶体材料非线性效应变频方法产生。全固态紫外激光谱线产生的方法一般有两种，一是直接对红外全固体激光器进行腔内或腔外3倍频或4倍频来得到紫外激光谱线；二是先利用倍频技术得到二次谐波然后再利用和频技术得到紫外激光谱线。前一种方法有效非线性系数小，转换效率低，后一种方法由于利用的是二次非线性极化率，转换效率比前一种高很多。晶体倍频可实现连续紫外激光，其光束形状为高斯型，所以光斑呈圆形，能量从中心到边缘逐渐下降。由于波长短和光束质量限制，光束可以聚焦在10微毫米量级范围。 气体激光器包括以脉冲方式工作的准分子激光器、以连续方式工作的离子激光器和氦-镉激光器以及金属蒸气紫外激光器。气体紫外激光器的波长依赖于所使用的气体混合物类型。准分子激光器是一种脉冲激光器，产生的光束呈非矩形，光束截面强度大致均匀且光斑边缘陡，其输出可使用掩膜技术来产生不同几何形状的光斑，也可使用全息术来产生具体的光束能量图样。准分子激光的产生可分3个过程，即：激光气体的激励过程、准分子生成反应过程和准分子解离过程。其激励方式有电子束激励、放电激励、光激励、微波激励和质子束激励等。不同活性物质产生不同波长的准分子激光，一般为紫外、远紫外和真空紫外波段。准分子激光器是二氧化碳激光器和YAG激光器之后的新一代激光器。其所发出的紫外短脉冲激光具有波长短、光子能量高等优点。常用的准分子激光器有ArF、KrCl、KrF等。激光脉冲频率一般在10~100Hz，有些特殊用途的能够达到1000Hz，平均功率一般在10~100W，脉冲宽度一般在ns量级。金属蒸气紫外激光器主要指铜蒸气紫外激光器，它产生波长为511nm和578nm的光，利用混频和倍频则可产生波长为255nm，271nm和289nm的紫外辐射。激光器光束分布服从高斯分布。气体激光器应用中的突出问题是设备占地面积大、可靠性有限、寿命短、高能耗和高费用。而且，准分子激光光束质量差，掩膜损失大。离子激光器和氦-镉激光器存在光束方向稳定性差的缺点。 20世纪80年代中期以来，半导体制造技术的发展以及与激光技术的结合，催生了半导体激光二极管，这类兼具半导体和激光器特性的激光源，具有更高的峰值功率和较低的能耗，且它的发射脉宽也较窄，本身不需要温度和光学补偿，比传统的发射光源具有明显的优势，并成为中紫外波段AlGaN发展的重点方向。因为该波段紫外辐射的激发效率最高，其输出效率也比较高。为了使紫外线辐射源更为实用化，半导体紫外二极管发展的一个方向是大幅缩小现有紫外激光器及其电源的体积和功耗，另一个方向是开发发射波长为280nm、功耗小于10mW的发光二极管以及发射波长为340nm、功耗小于25mW的激光二极管。
固体激光器的特性
固体激光器可作大能量和高功率相干光源。红宝石脉冲激光器的输出能量可达千焦耳级。经调Q和多级放大的钕玻璃激光系统的最高脉冲功率达10瓦。钇铝石榴石连续激光器的输出功率达百瓦级，多级串接可达千瓦。固体激光器运用Q开关技术（电光调制），可以得到纳秒至百纳秒级的短脉冲，采用锁模技术可得到皮秒至百皮秒量级的超短脉冲。由于工作物质的光学不均匀性等原因，一般固体激光器的输出为多模。若选用光学均匀性好的工作物质和采取精心设计谐振腔等技术措施，可得到光束发散角接近衍射极限的基横模（TEM00）激光，还可获得单纵模激光。
深紫外固态激光源的定义
深紫外全固态激光源指输出波长在200纳米以下的固体激光器，与同步辐射和气体放电光源等现有光源相比具有高的光子流通量/密度、好的方向性和相干性。 自上世纪90年代初开始研究深紫外非线性光学晶体和激光技术，经过20多年努力，在国际上首次生长出可直接倍频产生深紫外激光非线性光学晶体，并发明棱镜耦合技术，率先发展出实用化的深紫外固态激光源，使中国成为当今世界上唯一掌握深紫外全固态激光技术的国家。
深紫外固态激光源的装备
中国科学家利用独创、独有的深紫外技术和深紫外激光非线性光学晶体，已成功研制出深紫外激光拉曼光谱仪、深紫外激光发射电子显微镜等8台深紫外固态激光源前沿装备，均为当今世界所独有的科研利器，居深紫外领域国际领先地位。 总投资1.8亿元人民币的深紫外固态激光源前沿装备研制项目，2008年启动实施以来进展顺利，现已研制成功的8台前沿装备还包括深紫外激光光化学反应仪、深紫外激光光致发光光谱仪、深紫外激光自旋分辨角分辨光电子能谱仪、深紫外激光原位时空分辨隧道电子谱仪、基于飞行时间能量分析器的深紫外激光角分辨光电子能谱仪等国际领先水平的仪器设备，另外1台光子能量可调深紫外激光光电子能谱仪研制工作也已基本完成，正在调试之中，多台仪器设备已初步用于前沿科学研究，并表现出优异的性能。 中科院整合麾下理化技术研究所、物理研究所、大连化学物理研究所、半导体研究所科研资源，在财政部专项资金支持下，设立深紫外固态激光源前沿装备研制项目，设计出从“材料－器件－装备－科学研究”完整研发体系。在成功研制8台重大仪器设备的同时，还搭建有深紫外非线性晶体和器件研制平台、深紫外固态激光器研发平台和深紫外应用仪器开发平台，核心器件深紫外晶体及器件已实现小批量生产，为仪器设备后续发展尤其是产业化工作奠定了基础。 深紫外固态激光技术突破是中国新型科学仪器研发的难得机遇。中科院在前期工作基础上，正组织专家进一步调研，一方面，将研制成功的8台仪器设备中技术成熟、具有市场潜力的发展为商品化仪器设备，推动中国高端科学仪器产业化；另一方面，进一步整合人才、技术力量，继续研发新型深紫外科学仪器和设备。
有哪些美国掌握的技术中国没掌握？
美国掌握的技术中国没掌握的如下：
1.化妆品(配方)
目前，高端护肤品市场九成以上被外资品牌所占据，国产品牌尽管在近年强势发力，但只能停留在大众市场。业内人士表示，事实上，外资品牌在核心技术上并无压倒性优势。核心技术都在国际原料大厂手中，比如德国巴斯夫、法国Silab、美国道康宁、英国禾大、日本精化等。即使是强势的跨国品牌，也依赖这些生化巨头提供的原料和技术支持。而化妆品企业的研发，主要是基于原料厂商提供的建议配方进行应用性研究，以及消费者试用及评价的工作。但在这些方面，中国内资品牌依然十分欠缺。
2.跑鞋(减震系统)
对于跑步爱好者来说，一双高性能的跑鞋十分重要。但遗憾的是，很少会有消费者选择购买国产品牌的专业跑鞋。目前，外资品牌占据了专业跑鞋市场，而这些品牌也确实掌握着一些国产品牌所没有的核心技术。以中底减震技术来说，这是决定一双运动跑鞋好坏的关键。专业的跑鞋品牌SAUCONY拥有的GRID减震系统，被认为是全球惟一能够同时提供缓震和稳定功能的中底技术系统，它可以提高运动鞋的稳定与缓震性能。而目前国产品牌还没有突破这一核心技术。
3.手机系统(安卓、iOS)
上述这两大手机系统，目前核心技术开发都属于国外，其中安卓系统是以Linux为基础的开源移动设备操作系统，主要用于智能手机和平板电脑，由Google成立的Open Handset Alliance(OHA，开放手持设备联盟)持续领导与开发中，而iOS系统则是由苹果公司开发的移动操作系统，专用于系列的苹果品牌的数码。
4.工业制造(数控机床)
作为中国传统工业的重要助推器，高档数控机床的自主化问题一直扼制着中国先进制造业的发展，据相关人士透露，“大而不强”是中国制造业的现实。我国数控机床目前还是以中低端产品为主，高端数控机床主要依赖于进口。数据显示，目前国内所需要的80%高端数控机床是要从国外进口的。
5.医疗设备(CT)
就医疗设备而言，根据中国医药保健品进出口商会2014年公布的数据显示，由于国产医疗设备没有掌握核心技术，我国正在使用的高端医疗器械中，80%的CT、中高档监视仪，85%的检验仪器，90%的超声波仪器、磁共振设备、心电图机都是外国品牌。
一个典型的例子是，在医疗器械行业，CT、DR的管球技术垄断在业内尽人皆知。CT、DR的管球，是产生X线、进行扫描诊断的核心器件，是CT、DR器械的“心脏”，而管球的研发生产技术一直掌握在外资企业手中，数十年间，国内企业曾有尝试研发的，但因为外资的专利技术垄断捆缚我国科研机构手脚，知识产权屏障束缚CT、DR球管技术的研发突破。目前，全国的医疗单位全部依赖外资企业的进口才能获得管球，才能使用CT和DR。
6.汽车(发动机、电喷系统)
核心技术的缺失在汽车行业尤为明显。虽然近年来自主品牌在技术方面一直很努力，但不可否认的是，我们比起日本、欧美等国家还是有一定差距的。特别是在发动机等核心零部件方面。
7.家电(线性变频压缩机、DD直驱变频电机)
目前，彩电显示技术基本被国内几大企业所掌握，但在白色家电方面，除空调外，国内企业所掌握的核心技术并不强。据了解，包括线性变频压缩机(节能省电)、DD直驱变频电机(降低设备故障率)、智能灰尘压缩和光波技术等核心技术基本被国外家电生产商所掌握。
8.钢铁(模具钢、工具钢)
不仅仅是圆珠笔上的圆珠需要进口，据钢铁行业专家介绍，虽然国内钢铁产能过剩，但我国在模具钢、工具钢的制造方面与国外的制造水平仍存在一定差距。“模具钢就是机车轴承、精密仪器的零部件所使用的钢材，目前国内生产水平难以与国外相比较，大部分企业的采购渠道还是直接从国外进口，另外，做比较好的刀具所用的工具钢，现在也基本上要从国外进口。直言不讳地说，咱们自己做的菜刀不如国外的好。”上述业内专家坦言。
中国的高科技领域超美国了没
没有只能说有几个方面领域对美国构成威胁本月中旬美国众议院通过了一项为期10年的支持量子科学发展的议案，2018到2023的头五年期间将拨款13亿美元资助量子计算机开发。这项法案得到了美国两党议员的一致支持，该法案的目的是“确保美国在科学上的统治地位”，其中的压力就来自“中国公开宣布了在未来十年内实现超越美国的全国目标。”中国(科技)要在10年内超越美国?工信部长苗圩日前在采访中也提到了这个问题，他表示“中国要花10年时间在10大行业中取代美国，这是一种误读和误解，这也过高的估计了中国的实力。”来自人民日报的消息称，9月24日美国政府宣布对来自中国的2000亿美元商品加征10%的关税，中美经贸摩擦升级。中国制造业的韧劲究竟有多大?制造业有没有底气和能力应对各种风险挑战?今年前8个月我国工业运行的总体情况如何，呈现出哪些特点?工信部已经采取并且后续还会采取哪些措施帮助企业应对目前面临的困难?苗圩在采访中谈到了中国制造业的一些新动向及需要改进的地方，还有一个问题就是中美之间的竞赛，“我注意到海外有报道称，中国要花10年时间在10大行业中取代美国，这是一种误读和误解，这也过高的估计了中国的实力。”苗圩说，早在2015年11月他曾给政协委员做过一个讲座，当时说到从技术、制造业发展等方面看，中美之间大概有三十年的差距。中国大体上要分三个阶段，花三个十年才能追上美国，至于说取美国而代之，这不是中国政府所制定的目标。中美两国应该是竞赛谁跑得更快，而不应该互相指责谁跑得更快，在这个方面加强合作、互利共赢是一条成功的经验。任何一个国家不可能关起门来只谋求自己的发展，这是多年来国际发展经验所证明的一条发展道路，必须坚持对外开放。“我们还是要保持战略定力，按照既定的目标和方针，实现中国从制造大国向制造强国的转变。”
