空氣激光，以空氣中的氣體組分為增益介質(zhì)，利用強(qiáng)場超快激光誘導(dǎo)，與空氣非線性作用，實(shí)現(xiàn)無腔、遠(yuǎn)場激光發(fā)射。空氣激光具有高亮度、窄線寬、高準(zhǔn)直等優(yōu)點(diǎn)。
激光依靠增益介質(zhì)、光學(xué)器件產(chǎn)生，在民用、軍用領(lǐng)域擁有巨大發(fā)展空間。激光器增益介質(zhì)主要包括氣體、液體、固體等形態(tài)，需要密封、固定在激光器內(nèi)，存在材料成本、工藝技術(shù)要求、環(huán)保等問題，也無法在空中任意位置移動，因此激光技術(shù)還在不斷發(fā)展。
2011年，中國科學(xué)院上海光機(jī)所與其他科研院所合作，在研究中紅外可調(diào)諧飛秒激光過程中，發(fā)現(xiàn)空氣激光，之后在全球范圍內(nèi)掀起了研究熱潮。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2030年中國空氣激光行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示，空氣激光以空氣為增益介質(zhì)，具有環(huán)境友好特點(diǎn)。空氣激光可以應(yīng)用在大氣遙感領(lǐng)域，利用超快激光遠(yuǎn)程激發(fā)空氣，使大氣分子產(chǎn)生相干激射，無需諧振腔，可以在任意時間、空中任意位置產(chǎn)生高亮度激光，進(jìn)而應(yīng)用在氣象監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)、傳染病預(yù)防等領(lǐng)域。
空氣中含量最多的氣體是氮?dú)猓∟2），氮?dú)夥肿与x子空氣激光最先被發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)生激光的過程涉及到分子電離、能態(tài)耦合等，其他例如氧原子、氬原子等空氣組分也可進(jìn)行空氣激光研究。目前，空氣激光的物理機(jī)理尚未完全明確，因此相關(guān)技術(shù)研究還在不斷深入。除我國以外，其他空氣激光技術(shù)研究國家還有美國、法國、德國、俄羅斯、瑞士、奧地利、日本等。
在我國，空氣激光相關(guān)研究成果主要有，2020年，華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊在超高量級空氣激光方面取得技術(shù)突破，借助近紅外波段光場構(gòu)成的偏振門場，結(jié)合了紅外1600nm激光，獲得了6個量級的激光強(qiáng)度的提高，研究成果發(fā)表于《理論物理通訊》；2022年，中科院上海光機(jī)所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊提出了一種空氣激光輔助的相干拉曼散射技術(shù)，利用該技術(shù)進(jìn)行大氣中溫室氣體CO2和SF6的測量，實(shí)現(xiàn)了大氣中濃度低至0.03%的溫室氣體檢測，相關(guān)成果發(fā)表于《超快科學(xué)》。
新思界
行業(yè)分析人士表示，2024年8月，我國工信部發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“新型顯示與戰(zhàn)略性電子材料”重點(diǎn)專項2024年度項目申報指南，將雙波長背向空氣激光技術(shù)列入。我國政府對空氣激光技術(shù)發(fā)展極為重視，有利于進(jìn)一步推動相關(guān)技術(shù)進(jìn)步。
