北方的朋友小時候應該經常玩陀螺，當陀螺轉速減緩而有停轉或歪倒時，用鞭子打它，讓他繼續保持轉動，這是利用了陀螺的“定軸性”的特點。

它是指當陀螺轉子以高速旋轉時，在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時，陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩定不變的特性。

當科學家發現這樣的現象之後，就利用“定軸特性”製造出能定向和定位的陀螺儀，通過將陀螺定軸方向與運載體的軸心相比對，就能得出運載體的正確方向和瞬時位置。而以陀螺儀為核心部件，進而組裝出慣性導航系統或制導系統。

因此，陀螺是航天、航空、航海裝備及很多武器裝備在作戰中不可缺少的定位和導航裝置。

不過傳統的慣性陀螺主要是指機電陀螺，但其穩定性以及定向與定位精度不夠，不能滿足現代武器精確打擊的要求。

1913年，法國科學家薩格納克發明了一種可以旋轉的環形干涉儀。將同一光源發出的一束光分解為兩束，讓它們在同一個環路內沿相反方向循行一週後會合，然後在螢幕上產生干涉，當在環路平面內有旋轉角速度時，螢幕上的干涉條紋將會發生移動。薩格納克將其稱之為薩格納克效應。

在隨後的很長一段時間裡，由於沒有合適的相干光源，薩格納克效應的研究基本上沒有任何實用性進展。而在1960年，世界上的第一臺鐳射器誕生以後，人們就提出利用此技術來實現光學陀螺。1961年，美國科學家Heer C V在美國物理學會上發表了世界上第一篇有關鐳射陀螺的報道，介紹了採用測量環形鐳射諧振腔內運轉的正反兩束鐳射之間的頻率。

差來感知外界輸入角速率變化的方法。1962年，美、英、法、前蘇聯幾乎同時開始醞釀鐳射陀螺的研製。美國斯佩裡公司於1963年2月研製出世界上第一臺環形鐳射陀螺試驗裝置，該裝置的正方形光路邊長為1m，可測量旋轉速率。相對於機械陀螺，鐳射陀螺的優勢在於體積小、結構簡單、響應快、成本低、能快速啟動、全固態、抗衝擊振動能力強、動態範圍大、精度高、壽命長、可靠性好、動態誤差小，並且能直接數字輸出，非常方便與計算機相結合，而且對外界環境的適應能力更好。

另外，相比於衛星導航，鐳射陀螺抗干擾能力無限，迄今為止沒有任何一種方式可以遠距離干擾陀螺儀的工作，而且陀螺儀還可以在地下，水下，封閉空間內使用，

鐳射陀螺的誕生對於推動航空、航海、航天特別是軍事領域的發展具有重要的意義，如果沒有鐳射陀螺，那麼沒有精確制導武器。現在的戰鬥機、潛艇、導彈、人造衛星、火箭等都裝備了鐳射陀螺。可以說，沒有鐳射陀螺，任何高精尖武器都是一堆廢鐵。

它利用物體在慣性空間轉動時正反兩束光隨轉動而產生頻率差的效應來感測其相對於慣性空間的角速度或轉角，在加速度計的配合下可以感知物體在任意時刻的空間位置，被譽為精確打擊武器慣性導航系統CROWN上的“明珠”,武器平臺定位導航系統的“心臟”。

簡單來說，如果沒有鐳射陀螺，那麼所有高新武器都將成為瞎子，無法瞄準對手！

美國B-52轟炸機早已把導航系統更新為環形鐳射陀螺系統。美國F22戰鬥機就裝備了兩個鐳射陀螺儀的超黃蜂LN-100F慣性導航系統。

可以說，鐳射陀螺是所有國家都想要掌握的高精尖科技，斯佩裡公司研製的MK49 Mod0型鐳射陀螺只裝備美國海軍，嚴格禁止向其它國家出售。

但是在一開始，就只有美俄法掌握了鐳射陀螺技術。

那個時候在國外成功研製鐳射陀螺之後，錢學森感覺到鐳射陀螺對於中國高新武器具有重要的意義，認為應該大力發展鐳射陀螺，在它的倡議下，國防科技大學成立了鐳射研究實驗室，錢學森相中了高伯龍，認為他能夠完成這項艱鉅的任務。

1975年，在錢學森教授建議下，已經47歲的高伯龍離開鍾愛的理論物理行當調任到國防科技大學鐳射研究室工作。

受客觀條件限制，鐳射研究室對鐳射陀螺知之不多，錢學森將僅寫有鐳射陀螺簡單原理的兩張小紙條交給了課題組，這兩頁紙上都是英語，只有一個光路圖。這兩張紙條就成為了當年研究的所有基礎。

高伯龍就根據這個開始了對鐳射陀螺的基本理論進行深入、系統的研究。高伯龍在突破了四頻差動陀螺若干關鍵理論問題後，將研究心得整理成十幾萬字的《環形鐳射講義》在全國公開發行，在這本冊子裡，他毫無保留地將自己的理論研究成果向全國同行進行了詳細的介紹。

說到鐳射陀螺四頻差動方案，在當時鐳射陀螺主要有四種方案，當時國外普遍採用二頻抖動方案，再加上美國放棄了四頻方案，所以國內科學界普遍對四頻差動方案不看好。

“美國當年也集中科研力量討論‘四頻’方案，但認為‘四頻’應用到武器設計上來，是絕不可能完成的任務！”這不僅僅是美國這樣想，但是的科學界也都是這樣想。

但高伯龍認為“外國有的、先進的，我們要跟蹤，將來要有；但並不是說外國沒有的我們不許有。”經過仔細推斷，他對自己的理論進行了周密的計算推演後認為美國之所以放棄四頻差動方案，是搞錯了其科學原理，高伯龍認為發展四頻差動方案是最優方案，經過不斷研究，高伯龍提出了中國獨有、完全沒有任何成功經驗可借鑑的四頻差動陀螺研製方案。

除此之外，當時國內造鐳射陀螺的裝置和技術壓根不達標，因為製造鐳射陀需要螺融匯全球頂尖的光、機、電頂尖科技和工藝加工技術，比如“增透膜”，當時國內頂尖鍍膜機穿透率最高千分之一，而造鐳射陀螺起步就要萬分之一，而且想進口連門都沒有。

多重困難交織，這也讓高伯龍的研製工作難上加難，但是高伯龍並沒有放棄，鐳射陀螺的出路在於極穩定光源和精密的加工工藝，尤其是光學薄膜的鍍制。而要攻克腔片鍍膜，首先必須研製出精確可靠的檢測儀，沒有檢測儀就沒法從客觀上評估鍍膜的好壞。

研製檢測儀最大的困難是中國產元器件精度達不到要求，高伯龍決定從根本原理上展開突破。經過無數個不眠之夜的理論分析和計算，他創造性地提出新的測量方法——“差動法”，該方法極大地突破了當時中國產元器件的精度上限，利用該原理研製的“差動型透射率反射率測量儀”(DF透反儀)，完美解決了當時中國光學加工工藝落後的問題。

1994年，高伯龍研製的全內腔四頻差動鐳射陀螺工程樣機通過鑑定，證明了高伯龍方案的正確性，1999年中國“東風”系列彈道導彈、“紅旗”系列防空導彈、“長劍”巡航導彈等一系列尖端導彈武器得以用上具有自主智慧財產權的鐳射陀螺。中國的高精尖武器再也不用擔心受制於人。中國成為繼美俄法之後，第四個掌握鐳射陀螺技術的國家。

而且高伯龍院士研製的四頻方案比二頻方案更為先進，屬於第二代鐳射陀螺，其遠離鎖區、精度更高，而且使用動態範圍更大，滿足了中國多款先進武器之用，包括飛豹戰鬥機，殲-10戰鬥機等！

而在此後，美國公司後又重新上馬“四頻”，更加印證了高伯龍所持堅持“四頻”研究的主張的正確。

美國利頓公司研製的ZLG四頻差動鐳射陀螺以其全固態、無抖動部件的“安靜型”特有優勢在航空、航天、導彈、偵察等領域獲得了廣泛應用，並可為輕型和中型運載器發射提供導航和制導功能，如引導空間載荷進入低地軌道、地球同步軌道、從軌道返回地面等。LN 100S被用在美國新一代導彈防禦系統的預警衛星中，據專案負責人稱該元件是“當今世界上唯一能夠滿足天基紅外系統要求的鐳射陀螺系統”。

21世紀初，早已到退休年紀的高伯龍又將目光投向鐳射陀螺最主要的應用領域——組建慣性導航系統。

那時國內已有多家單位開展此類研製，採用的是捷聯式慣導系統。慣導系統是一種不依賴於任何外部資訊、也不向外部輻射能量的自主式導航系統，具有隱蔽性好，可在空中、地面、水下等各種複雜環境下工作的特點，主要分為平臺式慣導系統和捷聯式慣導系統兩大類。

捷聯慣導系統（SINS）是在平臺式慣導系統基礎上發展而來的，它是一種無框架系統，由三個速率陀螺、三個線加速度計和微型計算機組成。捷聯慣導系統作為阿波羅-13號登月飛船應急備份裝置，在其服務艙發生爆炸時將飛船成功引導返回到地球軌道時起到決定性的作用。現在捷聯慣導已經很廣泛的應用到太空梭、箭載、彈載等方面。美國戰斧巡航導彈也採用的是捷聯慣導系統。

但高伯龍經過親自調研提出必須給該系統加轉檯的方案。不少專家對此表示懷疑，捷聯慣導系統早已聲名赫赫，經過了多次實證，可以說是一種非常成熟的技術。再進行改造難免多此一舉。

高伯龍堅持自己的方案，他認為如果不給系統加轉檯無法滿足長時間、高精度的慣導需要。為了證明自己的方案正確，70多歲的他義無反顧地帶領學生幹起來，2010年，具有一定工程化的旋轉式慣導系統面世，精度國內第一。現在，高伯龍和他的團隊研製的旋轉式慣導系統已成為國內慣導界主流。

經過43年努力，2014年，中國已經構建了具有獨立智慧財產權的高水平鐳射陀螺全閉環研發體系，研發與應用水平達到了國際先進、國內領先水平。團隊研製的兩大系列、九種型號的鐳射陀螺成為應用在陸、海、空先進武器裝備的關鍵部件，為推進中國武器裝備發展和提升部隊戰鬥力發揮了重要作用。

而除了鐳射陀螺之外，高伯龍在鐳射器的研究上也做出了卓越的貢獻。他研發了國內第一臺“檢測之王”全內腔He-Ne綠光鐳射器……

全內腔綠光 He—Ne鐳射器的應用面廣、需求量大，但綠光在 He—Ne的 8條可見光譜線中

增益最低，因而研製的難度很太。國際上美國1962 年出 H e—N e 紅光，國內是1963 年，並且不久後都有了商 品。H e—N e綠光是1970年首次在美國出現，國內則是中國計量科學研究院1987年首次成功，但都是外腔型 ，使用稜鏡和很長的增益管 。全內腔綠光 He—Ne鐳射器 1985年在美國首先製成 ，1986年推出商品，至今還只有美國和德國有產品。高伯龍 1994年 7月在全國首次研製成功，與此同時還製成了全內腔黃光或橙光 He—Ne鐳射器。

除此之外，高伯龍率領團隊成功還研製了第一代環形鐳射器實驗室原理樣機，高伯龍和他的同事們共填補了中國鐳射領域的7項空白。

因為所從事工作的重要性，所以需要保密，高伯龍一直隱姓埋名，高伯龍在參與鐳射陀螺研製工作數十年間，僅公開發表論文30餘篇，但每一篇都具有很強的實踐性和指導性。高伯龍一生還培養30多名研究生，都成長為中國鐳射陀螺研製領域的領軍人物和重要技術骨幹。

而等到解密的時候，高伯龍已經80多歲高齡，這個時候我們才知道它的大名。

可以說，如果沒有高伯龍43年來的努力，中國的高精尖武器的核心零件鐳射陀螺就只能依賴進口，而一旦國外對中國禁運，缺了高精度陀螺儀，中國潛艇就不能下海，轟炸機也不能出海，戰鬥機也只能在海岸線附近幾十公里轉悠。。。

可以說，沒有高伯龍等一批科學家的努力，就沒有現在強盛的新中國。