半导体激光器在建立工业基础方面起着同类似晶体管的作用。在激光发展的三大R&D领域（激光武器，受控聚变和半导体激光的发展）中，半导体激光器的发展主要是工业界自己投资的。（[9]，P26）它的意义重大，产生了许多新的工业部门：光纤通讯；激光印刷；视听光盘，数据储存和条形码读取等。其主要原因是：体积小，制造成本低，电压和能量需求低；效率高，与半导体集成电路的符合得很好。半导体激光器是第一次真正意义上的规模生产的激光器。
4．激光的应用：不确定和技术进步
今天，激光极其广泛地应用在社会和经济生活中的各个领域，千千万万个普通人直接经历着激光技术的应用：家庭的VCD和CD播放机，办公室的激光打印机，医院的激光治疗，以及光缆通讯的电话。但是，今天这些应用，在激光发明之初，绝大部分是很难想到的。贝尔实验室专利办公室的律师起初拒绝为激光发明申请专利，理由是光波从来没有在通讯上发挥过作用，因此对贝尔实验室来说没有什么利益。（[18]，P701）即使当年亲身工作在这个领域的科学家，对于今天激光会有如此广泛的应用也是预想不到的。Townes 在1999年出版的《激光是怎样发生的——一个科学家的历险》一书中写到：“在激光发明后的几年，我的同事经常揶揄我说：‘那的确是个很棒的想法，但它是寻找问题的答案（it’s a solution looking for a problem）’。真的，我们这些第一批在激光领域工作的人，没有一个人想象到激光最终会有这么多用途。这说明一个的至关重要观点，无论如何强调都不过分。今天许多的实际技术是源于数年前或几十年前所做的基础科学研究。参与的人，主要受好奇心激励，常常并不知道他们所做的研究会把他们引向何方。我们对事物根本性探索的实际回报的预测能力是很差的。这源于质朴的真理：研究过程中所发现的新的观念的的确确是新的。”（[3]，P4，着重号是原文有的）Townes 的话从一个科学家的角度， 揭示了一半的真理——从科学研究到技术发明的不确定性。更重要的一半真理，是技术应用自身的不确定性：新发明最初的不完善；创新的影响不仅依赖于技术的改进，也依赖于其他互补的发明；新技术常常是全新的体系，不容易以全新的概念来理解；技术的应用不仅是技术的可行性问题，还有经济和社会因素的限制。因此，即使是技术可行性已经建立起来了，我们仍然没有能力预测成功创新的未来影响，（ N. Rosenberg ，[19]）。
在科学技术发展的历史中，很少有象激光这样的例子，激起了科学家和工程师无比丰富的想象力。但是在激光发明之后的几年，实际应用并没有象想象得那么容易，一些激光应用项目证明很难达到。其中一个原因就是大多数激光器性能很差，60年代中期发明的最重要的两种激光器：氩离子激光器和Nd:YAG激光器到了70年代生命周期仍然很短。半导体激光器在通讯、激光武器上都具有很大的应用前景，但是发展在室温下连续运行的半导体激光器却出乎意料地困难。早期积极介入激光领域的西屋、Hughes和美国光学公司等，或者缩减、或者退出了激光领域。国防部的ARPA也缩减了对激光研究的支持。
激光的应用困难，不仅在于激光器的性能不完善，而且也在于激光技术与不同应用环境结合的复杂性。在一些领域，是取代现有的技术（如测量）；在一些领域，是在现有技术之外打开新的空间（如通讯）；在一些领域则是全新的应用（如材料工艺）。每一种都结合着技术机会和需求，但是方式各不相同。激光干涉法测量，用的是氦氖激光器，相对来说，是发展成熟的仪器，而且，干涉测量技术早已发展成熟，且有着实验工具和人员装备精良的实验室（如美国国家标准局的实验室），激光的应用只是使激光与已建立的系统适应；而材料工艺，一开始并没有合适的高能量激光器，且激光与材料的相互作用是有待于弄清楚的领域。我们以激光通讯和材料工艺为例，来具体分析激光在不同应用环境的不确定因素。
激光通讯：
需求是发展激光通讯的最大动力。随着电话使用的高涨、电视转播信号容量的增加、新的空间通讯的需要，电信工业、军方和NASA都感到需要有更大的电子通讯能力。用相干的激光进行光学通讯似乎是首要的、理想的解决问题的方案。因为光波的波长短，在理想的条件下携带的信息远远多于无限电波和微波；激光也可以以相对低的能量传输到很远的地方，并有利于秘密通讯；而且由于光线的窄带，可以阻挡其他非相干光源（如太阳）的干扰。然而，早在1963和1964年，发展激光通讯的许多技术难题就已很明显，不仅光学部件不成熟，而且传输技术也困难重重（例如，大气层对激光传输信号有畸变作用，而保护式传输（如用玻璃透镜）存在极大的光学难题），难以解决。
1970年两项重要的技术突破，为激光通讯开辟了道路。第一项突破是大不列颠标准通讯实验室的科学家制造出每公里传输只损失20分贝的光纤；第二项突破是，第一个在室温状态下连续运行的半导体激光器是贝尔实验室和苏联的科学家研制成功。
光纤不受电磁波干扰，防热防电，且带宽（频率范围）可以极大地扩展。新半导体激光器的波长和体积可以很好地和光纤的性质协合。这两项技术突破出乎意料地结合，改变了世界范围的通讯系统，包括数字传输、图像传输和传统的电话传输。对电话来说，1966年最好的连接欧美的大西洋电缆同时只能传输138个对话，而1988年首次安装的光缆，即同时能传输40000次对话。([21]，PP43-44)。
材料工艺
激光材料工艺是一种全新的工业应用，是在工业的环境中（技术标准和成本等）研究和发展的，是由激光的买主和公司的研究生产工程师推动的。
许多激光公司很早介入。Korad是最早介入的一个，由焊接工具的供应商Linder投资支持。西屋公司于1964年成立专门研制激光系统的研究组，研制焊接和钻孔的激光，供公司内部使用和卖给外面的用户。在生产工程研究组中，AT&T的西方电器工程研究中心，是最早和最多产的贡献者,Honeywell公司的研究中心则是另一个。这些实验室的科学家花费大量时间研制激光光束与材料的相互作用。激光与材料作用的方法和效果与旧的方法（如机械钻孔和电子束）非常不同，不仅依赖于工作材料的性质（表面条件、热极性），也依赖于激光的性质（波长、能量密度等），而且工艺过程之中，激光与物质的相互作用的性质也会发生变化。第一项发展起的激光工艺技术并不是最早研究的焊接，而是钻孔，是由西方电器工程中心于1965年底引入的。60年代中期发展起来的高能量激光亚离子激光器、二氧化碳激光器和Nd:YAG激光器为激光材料工艺提供了有力的工具。随之，激光材料工艺技术研究中大量的是基础研究，以发展工艺利用新激光的优点，并容纳它的缺点。
激光在通讯和工艺材料中的应用，表明新技术应用的实现是由不同公司的许多研究人员从不同的途径推进的，有些是在原来预想的技术领域之外出现的（如光纤）。
5．结 论
著名的美国科技政策专家N. Rosenberg教授 在1992年发表的“20世纪的科学技术”一文中开头指出：“……即使20世纪正在走向结束，我们对于它的某些最鲜明的经济特征仍然没有很好地理解。特别的，我指的是，在本世纪中科学塑造经济活动的方式，以及反过来，经济塑造科学活动的方式。而且，我相信，真正能最有效地弥补这一理解不足的是来自对个别公司和个别产业的研究------这些研究实际上会具体详细地认识科学知识和方法是以什么方式和在什么程度上在工业中得到的”。（[22],P63）
20世纪科学技术之间的关系是多种多样，物理学家的活动与工业技术的关系，同生物学家的活动完全不同，两者又与化学家的活动有差异。同样，钢铁产业依赖科学知识的程度和方式与制药产业完全不同。只有从抽象的概括上升到具体的认识，把科学技术的关系放在具体工业、公司和学科的具体的历史环境中，我们才能真正认识这些关系，从而更有效地指导我们的实践活动。
通过激光历史的研究，我们可以对以下两方面重要问题的做出一些结论：
5．1 科学与技术的关系
对科学技术之间的关系认识是科技政策的基础问题。长期以来，科学界和政策界普遍认为，一般来说，科学的目标不是在于解决实际问题，而是对自然规律的认识，但是这种新的认识可能带来技术的突破，即使它的目的本身不是这样。科学史上的经典例证是麦克斯韦对电磁波的研究，导致无线电的发现。这样的思想突出的表现在所谓的创新“线性模型”中：基础研究产生的新知识最终会沿着线性的路径，通过应用研究和发展转换为技术。尽管线性模型已遭到许多学者的批判，但是它的影响仍是根深蒂固的。我们不难发现类似这样的政策建议：“科学发现可能在很长时间才能最后得到应用，因此，不能基于经济上的理由来支持基础研究。”“科学发现是技术发展的动力，重要的议题是加快科学发展到技术商业化的进程。”这样的建议看似相反，实质上隐含的思想是一样：科学通过应用通向技术。这样的观点，不仅忽略了技术发展依赖于科学的具体方式，而且忽略了相反方向的内容——技术对科学的塑造，因此有着很大片面性，从中导出的政策推论存在着很大的缺陷，甚至可能起着误导作用。
激光的发展史表明，科学和技术之间存在着多种多样的相互作用，基本概念的发展和应用是紧密地缠绕在一起的。
激光的发明依赖于科学知识（受激辐射），但不是从科学原理直接推出的（不一定会带来技术发明）。这里需要指出两点：第一，从科学（受激辐射）到技术（放大效应）的途径并不想事后看得那么明显，不仅放大效应只是受激辐射的一个不容易确证的效应，而且技术上的放大效应和物理学上的放大效应在性质上是十分不同的；第二，新的科学知识（受激辐射）并不是有关科学实践者（物理学家和工程师）都掌握的知识。激光的发明是物理学知识和工程学知识的汇集，即科学共同体（物理学家）和技术共同体（电学工程师）的交流和融合。虽然从逻辑上激光以受激辐射原理为基础，但从历史发展来看，与其说，是新的科学知识导致新的技术发明，不如说，是技术发明利用了现有的科学知识。
不仅技术发明依赖于科学知识，而且，技术塑造科学发展的方向和规定着研究的议程。像其他新技术的诞生一样，激光的性质在出现时并没有得到很好的理解，对应用范围的认识也是有限的。在激光发明之后，技术本身开始作为科学研究的对象。科学研究试图揭开基本概念，解释它们怎样和为什么能工作。对于不同种类的激光研究，产生于不同类型的基础研究。固体激光的研究促进了对绝缘体和固体的性质研究，气体激光的研究使得垂死的原子光谱学和气体放电物理学得到复兴。而且，技术带来的潜在的高回报吸引更多的科学资源投到这个领域。例如，激光通讯的前景，导致了光学的复兴，在那时光学还是一个相对小的学科。这个学科活动的增长不是由于科学内部的逻辑，而是根据以评估激光为基础的技术（laser-based technology）提供的潜在机会决定的（[23]，PP260）。另外，激光的发展促进了象物理化学这样的交叉领域（[24],PP55-56）。另一方面，科学研究活动产生一些新的发现（如非线性光学效应），为技术的进一步发展提供了新的源泉。
激光的发展表明，具体的科学成果和它的最终应用没有直接的联系。从结果来看，新技术的产生依赖于新的科学知识，从过程来看来，新技术的产生是创造性地利用了已有的科学知识。我们可以进一步说，科学知识是一种可以利用的资源，它是否有用，如何能得到应用是不确定的，依赖于其他因素（新的技术机会的刺激，不同学科群体的相互接触等等）。一方面，按具体的实用目标“指导”科学的发展是有很难成效的，另一方面，科学的发展不能完全与应用环境隔离。因此，科技政策的设计应该是在承认基础研究和应用的不同特征基础上，重视设计激励双方互动的政策，截然区分基础研究和应用对两者都是有害的。重要的是，保持积累资源和利用资源之间的张力，增加不同种类的知识生产方和知识使用方之间的接触和交流，这不仅会促进科学的发展，也会促进技术的发展。
5．2 新技术的应用
激光的发展历史表明，科学技术的突破最终将会对社会和经济发展产生什么样的作用取决于解答这样一个问题：一旦新的技术能力建立起来，社会将怎样开发和运用这些能力？因为从开始来看，新技术最终能有什么用是不清楚的。新技术的许多潜在应用只有在尝试使用的过程中才能逐渐显出。这取决于有关利益各方是怎样响应的和参与的，依赖于现有社会经济体系中的技术能力、社会能力（组织、管理和营销）和支持制度（资本市场、教育体系）。从美国的情况看，军事、商业利益和科学动力共同发挥着作用。在激光发展的早期，政府的合同起着很大的作用。通过国防部的政府采购和对工业R&D项目的支持，大量的钱流到公司中，刺激了企业的研究。大量的独立的互相竞争公司，根据自己的战略和想法开展激光研究，不仅加速了新技术源的出现（例如，半导体激光的发明），而且通过从不同的途径探索新技术的应用，扩展了技术应用的范围，同时避免了过度集中在一个方向上的风险。而且，冷战时期形成的所谓“产学军联合体”加强了各方之间的联系，使各种目标进行的科学研究可以得到交叉利用。需求通过各种方式影响着科学研究的方向，科学家也可能把他们的成果同时“卖给”学术市场、商业市场和军队市场。另外，美国工业发展的支持体系（如大学）对激光的发展起了很大的支持作用。虽然在20世纪70-80年代，日本可以在以制造技术为基础的半导体产业方面和美国一争高下，但是在科学与技术交界为特征的激光产业上却一直无法追上美国，其主要原因是日本大学系统僵化使日本大学的应用物理研究远远落后。（[25]，P556）
从科学的角度来看，新的科技突破是激动人心。从经济和社会发展的角度，更重要的问题是如何开发利用新的科技突破。对于中国来说，随着科技力量的增强，与国际上科学前沿进展同步（如20世纪90年代的超导研究），或很快跟上（如20世纪50年代的半导体研究），已不是很难的事。因此，更重要的问题是：当新的技术能力建立起来之后，我们应该如何开发和运用？
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