光與物質的相(xiang)互作用,實質上是組成(cheng)物質的微觀粒子吸收或輻射(she)光子,同時改變自(zi)身運(yun)動(dong)狀況的表現(xian)。
微(wei)觀粒子都具有特定的(de)一(yi)套能(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)(通常這些能(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)是分立的(de))。任一(yi)時刻粒子只(zhi)能(neng)(neng)(neng)處在與某一(yi)能(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)相(xiang)對應的(de)狀(zhuang)態(或者(zhe)簡單地(di)表(biao)述為處在某一(yi)個(ge)(ge)能(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)上(shang))。與光子相(xiang)互作用時,粒子從一(yi)個(ge)(ge)能(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)躍遷到(dao)另(ling)一(yi)個(ge)(ge)能(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji),并相(xiang)應地(di)吸收或輻(fu)射光子。光子的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)值為此兩能(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)差△E,頻率為ν=△E/h(h為普(pu)朗(lang)克(ke)常量(liang))。
1.受激吸收(簡稱吸收)
處于較低能級的粒子在受到外界的激發(即與其他的粒子發生了有能量交換的相互作用,如與光子發生非彈性碰撞(zhuang)),吸(xi)收了能量時,躍遷(qian)到(dao)與此能量相(xiang)對應的較高(gao)能級。這種躍遷(qian)稱為受(shou)激吸(xi)收。
2.自發輻射
粒(li)子(zi)(zi)受到激(ji)(ji)發(fa)而(er)進(jin)入的(de)激(ji)(ji)發(fa)態(tai),不是粒(li)子(zi)(zi)的(de)穩定(ding)狀態(tai),如存在(zai)著可以(yi)接納粒(li)子(zi)(zi)的(de)較(jiao)低能(neng)(neng)(neng)級,即(ji)使沒有外界(jie)作用(yong),粒(li)子(zi)(zi)也有一定(ding)的(de)概率,自(zi)發(fa)地從高能(neng)(neng)(neng)級激(ji)(ji)發(fa)態(tai)(E2)向低能(neng)(neng)(neng)級基態(tai)(E1)躍遷(qian),同時(shi)輻(fu)(fu)(fu)射(she)出(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)量為(E2-E1)的(de)光子(zi)(zi),光子(zi)(zi)頻率ν=(E2-E1)/h。這種輻(fu)(fu)(fu)射(she)過(guo)程稱為自(zi)發(fa)輻(fu)(fu)(fu)射(she)。眾多原(yuan)子(zi)(zi)以(yi)自(zi)發(fa)輻(fu)(fu)(fu)射(she)發(fa)出(chu)(chu)的(de)光,不具有相位、偏振(zhen)態(tai)、傳播方向上(shang)的(de)一致,是物理上(shang)所說(shuo)的(de)非(fei)相干光。
3.受(shou)激(ji)輻(fu)射(she)、激(ji)光
1917年,愛因(yin)斯坦從理論上指(zhi)出(chu):除自發輻(fu)射(she)外,處于高能級(ji)E2上的(de)(de)粒(li)子(zi)還可(ke)以另(ling)一(yi)方式躍遷(qian)到較(jiao)低能級(ji)。他(ta)指(zhi)出(chu)當頻(pin)率為ν=(E2-E1)/h的(de)(de)光(guang)(guang)子(zi)入射(she)時,也(ye)會引發粒(li)子(zi)以一(yi)定的(de)(de)概(gai)率,迅(xun)速(su)地從能級(ji)E2躍遷(qian)到能級(ji)E1,同(tong)時輻(fu)射(she)一(yi)個與(yu)外來光(guang)(guang)子(zi)頻(pin)率、相位、偏(pian)振態以及傳(chuan)播(bo)方向都相同(tong)的(de)(de)光(guang)(guang)子(zi),這個過程稱為受激輻(fu)射(she)。
可(ke)以設想,如(ru)果(guo)大量原子(zi)處在(zai)(zai)高能(neng)級E2上(shang),當(dang)有一個頻(pin)率ν=(E2-E1)/h的(de)光(guang)(guang)子(zi)入射,從而激勵(li)E2上(shang)的(de)原子(zi)產生(sheng)受(shou)激輻(fu)射,得到(dao)兩(liang)個特征完全相(xiang)同的(de)光(guang)(guang)子(zi),這兩(liang)個光(guang)(guang)子(zi)再激勵(li)E2能(neng)級上(shang)原子(zi),又使其產生(sheng)受(shou)激輻(fu)射,可(ke)得到(dao)四(si)個特征相(xiang)同的(de)光(guang)(guang)子(zi),這意味著原來的(de)光(guang)(guang)信號被放大了。這種在(zai)(zai)受(shou)激輻(fu)射過程中(zhong)產生(sheng)并被放大的(de)光(guang)(guang)就是激光(guang)(guang)。
愛因斯(si)坦1917提出受激(ji)(ji)輻(fu)射(she),激(ji)(ji)光(guang)(guang)器卻(que)在(zai)(zai)(zai)(zai)1960年問世,相隔43年,為什(shen)么?主要原(yuan)因是(shi)(shi),普通光(guang)(guang)源中粒(li)子產生(sheng)受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)的(de)(de)概率(lv)極小(xiao)。當頻率(lv)一定的(de)(de)光(guang)(guang)射(she)入(ru)工作物(wu)(wu)(wu)質(zhi)時(shi),受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)和受激(ji)(ji)吸收兩過程同時(shi)存在(zai)(zai)(zai)(zai),受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)使(shi)光(guang)(guang)子數增(zeng)加(jia)(jia),受激(ji)(ji)吸收卻(que)使(shi)光(guang)(guang)子數減小(xiao)。物(wu)(wu)(wu)質(zhi)處(chu)(chu)(chu)于(yu)熱(re)平衡態時(shi),粒(li)子在(zai)(zai)(zai)(zai)各能(neng)(neng)級(ji)(ji)上(shang)(shang)的(de)(de)分布,遵循平衡態下粒(li)子的(de)(de)統計(ji)分布律(lv)。按(an)統計(ji)分布規(gui)律(lv),處(chu)(chu)(chu)在(zai)(zai)(zai)(zai)較低能(neng)(neng)級(ji)(ji)E1的(de)(de)粒(li)子數必大于(yu)處(chu)(chu)(chu)在(zai)(zai)(zai)(zai)較高能(neng)(neng)級(ji)(ji)E2的(de)(de)粒(li)子數。這(zhe)(zhe)樣光(guang)(guang)穿過工作物(wu)(wu)(wu)質(zhi)時(shi),光(guang)(guang)的(de)(de)能(neng)(neng)量只會減弱不會加(jia)(jia)強。要想使(shi)受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)占優勢,必須使(shi)處(chu)(chu)(chu)在(zai)(zai)(zai)(zai)高能(neng)(neng)級(ji)(ji)E2的(de)(de)粒(li)子數大于(yu)處(chu)(chu)(chu)在(zai)(zai)(zai)(zai)低能(neng)(neng)級(ji)(ji)E1的(de)(de)粒(li)子數。這(zhe)(zhe)種分布正(zheng)好(hao)與(yu)平衡態時(shi)的(de)(de)粒(li)子分布相反,稱為粒(li)子數反轉分布,簡稱粒(li)子數反轉。如何從技(ji)術上(shang)(shang)實現粒(li)子數反轉是(shi)(shi)產生(sheng)激(ji)(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)必要條件。
理論研究表明,任何工作物質,在適當的激勵條件下,可在粒子體系的特定高低能級間實現粒子數反轉。若原子或分子等微觀粒子具有高能級E2和低能級E1,E2和E1能級上的布居數密度為N2和N1,在兩能級間存在著自發發射躍遷、受激發射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發射躍遷所產生的受激發射光,與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方向。因此,大量粒子在同一相干輻射場激發下產生的受激發射光是相干的。受激發射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比于入射輻射場的單色能量密度。當兩個能級的統計權重相等時,兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下N2
激光的理論基礎起源于物理學家愛因斯坦,1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術理論‘光與物質相互作用’。這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)理(li)論是說在(zai)(zai)組成物(wu)質(zhi)(zhi)的原子(zi)中,有不同數量的粒子(zi)(電子(zi))分布在(zai)(zai)不同的能(neng)級(ji)上,在(zai)(zai)高能(neng)級(ji)上的粒子(zi)受(shou)到(dao)某種光(guang)(guang)子(zi)的激(ji)發(fa),會從(cong)高能(neng)級(ji)跳到(dao)(躍遷)到(dao)低能(neng)級(ji)上,這(zhe)(zhe)時將會輻(fu)(fu)射出(chu)(chu)與激(ji)發(fa)它的光(guang)(guang)相同性(xing)質(zhi)(zhi)的光(guang)(guang),而且在(zai)(zai)某種狀(zhuang)態下,能(neng)出(chu)(chu)現(xian)一(yi)(yi)個弱(ruo)光(guang)(guang)激(ji)發(fa)出(chu)(chu)一(yi)(yi)個強光(guang)(guang)的現(xian)象。這(zhe)(zhe)就叫做“受(shou)激(ji)輻(fu)(fu)射的光(guang)(guang)放大”,簡稱激(ji)光(guang)(guang)。
1951年(nian),美國物理學(xue)家查爾斯·哈德·湯斯設(she)想(xiang)(xiang)如果用(yong)(yong)分(fen)子(zi)(zi)(zi),而(er)不(bu)用(yong)(yong)電子(zi)(zi)(zi)線路,就(jiu)可(ke)(ke)(ke)以(yi)得到波(bo)長足(zu)夠小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無線電波(bo)。分(fen)子(zi)(zi)(zi)具有(you)(you)各種不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)形(xing)式(shi),有(you)(you)些(xie)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)正好和微(wei)(wei)波(bo)波(bo)段范圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)相(xiang)同(tong)。問題是如何將(jiang)這(zhe)些(xie)振(zhen)動(dong)(dong)轉變為(wei)(wei)輻(fu)射(she)。就(jiu)氨(an)(an)(an)分(fen)子(zi)(zi)(zi)來說,在適當(dang)(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia),它(ta)每秒振(zhen)動(dong)(dong)24,000,000,000次(24GHz),因此有(you)(you)可(ke)(ke)(ke)能(neng)發(fa)射(she)波(bo)長為(wei)(wei)1.25厘米的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)波(bo)。他(ta)設(she)想(xiang)(xiang)通(tong)過熱或電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法,把能(neng)量(liang)泵入(ru)(ru)氨(an)(an)(an)分(fen)子(zi)(zi)(zi)中,使它(ta)們處(chu)于(yu)“激(ji)發(fa)“狀態。然(ran)后,再設(she)想(xiang)(xiang)使這(zhe)些(xie)受激(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)處(chu)于(yu)具有(you)(you)和氨(an)(an)(an)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固有(you)(you)頻(pin)率相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)波(bo)束(shu)(shu)中---這(zhe)個(ge)(ge)微(wei)(wei)波(bo)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)可(ke)(ke)(ke)以(yi)是很微(wei)(wei)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。一(yi)個(ge)(ge)單獨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)(an)分(fen)子(zi)(zi)(zi)就(jiu)會(hui)受到這(zhe)一(yi)微(wei)(wei)波(bo)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong),以(yi)同(tong)樣波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)束(shu)(shu)波(bo)形(xing)式(shi)放(fang)出它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang),這(zhe)一(yi)能(neng)量(liang)又繼而(er)作用(yong)(yong)于(yu)另一(yi)個(ge)(ge)氨(an)(an)(an)分(fen)子(zi)(zi)(zi),使它(ta)也放(fang)出能(neng)量(liang)。這(zhe)個(ge)(ge)很微(wei)(wei)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)入(ru)(ru)射(she)微(wei)(wei)波(bo)束(shu)(shu)相(xiang)當(dang)(dang)于(yu)起立腳(jiao)點對一(yi)場雪崩的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)促(cu)發(fa)作用(yong)(yong),最后就(jiu)會(hui)產生一(yi)個(ge)(ge)很強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)波(bo)束(shu)(shu)。最初用(yong)(yong)來激(ji)發(fa)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)就(jiu)全(quan)部轉變為(wei)(wei)一(yi)種特殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)。
1953年12月,湯斯和他(ta)的學生阿(a)瑟·肖洛終于制成了按上述原理工作的的一個裝(zhuang)置,產生了所(suo)需要的微波束。這個過程(cheng)被稱(cheng)為“受激輻射的微波放大”。按其英文的首字母縮寫為M.A.S.E.R,并由(you)之造(zao)出了單(dan)詞(ci)“maser”(脈澤)(這樣的單(dan)詞(ci)稱(cheng)為首字母縮寫詞(ci),在技(ji)術(shu)語(yu)中越來(lai)越普遍使(shi)用)。
1958年(nian)(nian),美國科(ke)學(xue)家肖洛(Schawlow)和湯斯(Townes)發(fa)(fa)現了一種神(shen)奇的(de)(de)(de)現象(xiang):當他(ta)們(men)將氖光(guang)燈(deng)泡所(suo)發(fa)(fa)射的(de)(de)(de)光(guang)照在一種稀土晶體上時,晶體的(de)(de)(de)分子(zi)會發(fa)(fa)出(chu)鮮艷的(de)(de)(de)、始終會聚在一起(qi)的(de)(de)(de)強光(guang)。根據這(zhe)一現象(xiang),他(ta)們(men)提出(chu)了"激(ji)(ji)光(guang)原理",即物質(zhi)在受到(dao)與(yu)其(qi)分子(zi)固有振蕩頻率(lv)相同的(de)(de)(de)能量激(ji)(ji)發(fa)(fa)時,都會產(chan)生這(zhe)種不發(fa)(fa)散的(de)(de)(de)強光(guang)--激(ji)(ji)光(guang)。他(ta)們(men)為此發(fa)(fa)表(biao)了重(zhong)要(yao)論文,并獲得1964年(nian)(nian)的(de)(de)(de)諾貝爾物理學(xue)獎。
1960年5月(yue)15日,美國加利福尼亞州休斯實驗(yan)室的科學家梅曼(man)宣布(bu)獲得了波長(chang)為0.6943微米的激光(guang),這是人類有(you)史以來獲得的第(di)一束(shu)激光(guang),梅曼(man)因(yin)而也成為世(shi)界上第(di)一個(ge)將激光(guang)引入實用領(ling)域的科學家。
1960年7月7日,西(xi)奧多·梅曼宣布世界上第一(yi)臺激(ji)光(guang)(guang)器誕(dan)生,梅曼的(de)方(fang)案是,利用一(yi)個(ge)高強閃光(guang)(guang)燈管,來(lai)激(ji)發紅(hong)(hong)寶石(shi)。由于紅(hong)(hong)寶石(shi)其(qi)(qi)實在物理上只是一(yi)種(zhong)摻(chan)有(you)鉻原子的(de)剛玉(yu),所以當(dang)紅(hong)(hong)寶石(shi)受到(dao)刺激(ji)時,就會發出一(yi)種(zhong)紅(hong)(hong)光(guang)(guang)。在一(yi)塊表面鍍上反光(guang)(guang)鏡(jing)的(de)紅(hong)(hong)寶石(shi)的(de)表面鉆一(yi)個(ge)孔,使紅(hong)(hong)光(guang)(guang)可以從(cong)這個(ge)孔溢(yi)出,從(cong)而(er)產生一(yi)條相當(dang)集(ji)中的(de)纖細(xi)紅(hong)(hong)色光(guang)(guang)柱,當(dang)它(ta)射向某一(yi)點(dian)時,可使其(qi)(qi)達到(dao)比太陽表面還高的(de)溫度。
前蘇聯科學家尼古拉·巴索夫(fu)于1960年發明(ming)了(le)半導體激光器。半導體激光器的(de)結(jie)構通(tong)常由(you)p層(ceng)、n層(ceng)和形成雙異質(zhi)結(jie)的(de)有源(yuan)層(ceng)構成。其特點是(shi):尺寸(cun)小、耦合(he)效率(lv)高、響(xiang)應速(su)度快(kuai)、波長和尺寸(cun)與光纖尺寸(cun)適配(pei)、可(ke)直接調制、相(xiang)干(gan)性好(hao)。
1964年10月,中國科(ke)學院長春光(guang)(guang)機所主辦的(de)《光(guang)(guang)受激發射情報(bao)》(其前身為(wei)《光(guang)(guang)量子(zi)(zi)放大(da)專(zhuan)刊(kan)》)雜(za)志編輯部致信錢(qian)(qian)學森(sen),請他為(wei)LASER取一個(ge)中文(wen)(wen)名(ming)字,錢(qian)(qian)學森(sen)建(jian)(jian)議(yi)中文(wen)(wen)名(ming)為(wei)“激光(guang)(guang)”。同(tong)年12月,上海召開第三屆光(guang)(guang)量子(zi)(zi)放大(da)器學術會議(yi),由嚴濟慈(ci)主持,討論后正式采納錢(qian)(qian)學森(sen)的(de)建(jian)(jian)議(yi),將(jiang)“通過輻射受激發射的(de)光(guang)(guang)放大(da)”的(de)英文(wen)(wen)縮寫LASER正式翻譯為(wei)“激光(guang)(guang)”。隨后,《光(guang)(guang)受激發射情報(bao)》雜(za)志也改(gai)名(ming)為(wei)《激光(guang)(guang)情報(bao)》。
1917年:愛因(yin)斯坦提出(chu)(chu)“受激發射”理論,一個光子使(shi)得受激原子發出(chu)(chu)一個相同的光子。
1953年:美(mei)國(guo)物理(li)學家Charles Townes用微波實現了激(ji)光器的前身:微波受激(ji)發射放大(英文首字母縮寫maser)。
1957年(nian):Townes的(de)博士生Gordon Gould創造了“laser”這個單詞,從理論(lun)上(shang)指出可以(yi)用光(guang)(guang)激(ji)發原子,產生一束(shu)相干光(guang)(guang)束(shu),之后人們為其(qi)申請了專利,相關法律糾(jiu)紛(fen)維持了近30年(nian)。
1960年:美國加(jia)州Hughes實(shi)驗室的Theodore Maiman實(shi)現了第一束激光(guang)。
1961年:激光首次在外(wai)科手術(shu)中用(yong)于殺滅視網膜腫(zhong)瘤。
1962年:發明半導(dao)體二極管(guan)激(ji)光器,這是今天(tian)小型商用(yong)激(ji)光器的支柱。
1969年:激光用于遙感(gan)勘測(ce),激光被(bei)射向阿波羅11號放(fang)在(zai)月球表面的(de)反射器(qi),測(ce)得(de)的(de)地月距離誤差(cha)在(zai)幾米范圍內。
1971年:激光進入(ru)藝術世界,用于舞臺光影(ying)效果(guo),以及(ji)激光全息攝像。英國(guo)籍(ji)匈牙(ya)利裔物理學(xue)家Dennis Gabor憑借對全息攝像的(de)研究獲得諾貝(bei)爾獎。
1974年:第一個超市條形碼掃描器出(chu)現。
1975年:IBM投(tou)放第一臺商用激(ji)光(guang)打印(yin)機(ji)。
1978年:飛利(li)浦(pu)制造出第一臺(tai)激光(guang)盤(LD)播(bo)放機(ji),不(bu)過價格很高。
1982年:第一臺緊(jin)湊(cou)碟片(pian)(CD)播放機出現,第一部CD盤是(shi)美國歌手Billy Joel在1978年的專(zhuan)輯52nd Street。
1983年:里(li)根總(zong)統發表了“星球大戰”的演(yan)講,描繪了基于太空的激光武器。
1988年:北美和(he)歐洲間架設(she)了(le)第一根光纖(xian),用光脈沖來傳輸數據。
1990年:激光用于制造業,包括(kuo)集(ji)成電路和汽車制造。
1991年(nian):第(di)一次用激(ji)光治療近視,海灣(wan)戰(zhan)爭中第(di)一次用激(ji)光制導導彈。
1996年(nian):東(dong)芝推出數字(zi)多用途(tu)光盤(DVD)播放(fang)器。
2008年:法國神經外(wai)科學家使用廣導纖維(wei)激光和(he)微創(chuang)手術技術治療了腦瘤。
2010年:美國國家核安全管理局(NNSA)表示(shi),通(tong)過(guo)使用192束(shu)激光來束(shu)縛核聚(ju)(ju)變的反應原料、氫的同位素氘(質(zhi)量數(shu)2)和氚(質(zhi)量數(shu)3),解決了核聚(ju)(ju)變的一個關鍵困難。
2011年3月(yue),研究(jiu)人員研制(zhi)的(de)一種牽(qian)引(yin)波(bo)激(ji)光器能(neng)夠移動物體,未來(lai)有望(wang)能(neng)移動太空飛船。
2013年1月,科學家(jia)已(yi)經成功研制(zhi)出(chu)可用于醫(yi)學檢測(ce)的牽引(yin)光束。
2014年(nian)6月5日美國航天局利(li)用激光(guang)束(shu)把一段時長(chang)37秒、名(ming)為(wei)“你(ni)好,世界!”的高(gao)清視頻(pin),只用了3.5秒就成功傳回,相當于傳輸速(su)率達(da)到每(mei)秒50兆,而傳統技(ji)術下載(zai)需要(yao)至少10分(fen)鐘(zhong)。
定向發光
普通光(guang)(guang)(guang)源是向(xiang)四面八(ba)方發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)。要(yao)讓發(fa)(fa)射的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)朝一(yi)個(ge)方向(xiang)傳播,需要(yao)給光(guang)(guang)(guang)源裝上(shang)一(yi)定的(de)(de)聚(ju)光(guang)(guang)(guang)裝置(zhi),如汽車的(de)(de)車前(qian)燈(deng)和探(tan)照(zhao)燈(deng)都是安裝有聚(ju)光(guang)(guang)(guang)作用(yong)(yong)的(de)(de)反光(guang)(guang)(guang)鏡,使輻射光(guang)(guang)(guang)匯集(ji)起來向(xiang)一(yi)個(ge)方向(xiang)射出(chu)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器發(fa)(fa)射的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang),天生就是朝一(yi)個(ge)方向(xiang)射出(chu),光(guang)(guang)(guang)束的(de)(de)發(fa)(fa)散度極(ji)小,大約只有0.001弧度,接近平(ping)行。1962年,人(ren)(ren)類第一(yi)次使用(yong)(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)照(zhao)射月(yue)(yue)球(qiu)(qiu),地(di)球(qiu)(qiu)離(li)月(yue)(yue)球(qiu)(qiu)的(de)(de)距離(li)約38萬公(gong)里(li),但激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)在月(yue)(yue)球(qiu)(qiu)表面的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑不到兩公(gong)里(li)。若(ruo)以聚(ju)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)果(guo)很好,看似平(ping)行的(de)(de)探(tan)照(zhao)燈(deng)光(guang)(guang)(guang)柱射向(xiang)月(yue)(yue)球(qiu)(qiu),按照(zhao)其光(guang)(guang)(guang)斑直徑將(jiang)覆(fu)蓋整個(ge)月(yue)(yue)球(qiu)(qiu)。天文學(xue)家相(xiang)信(xin),外星(xing)人(ren)(ren)或許正(zheng)使用(yong)(yong)閃爍(shuo)的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)作為一(yi)種(zhong)宇宙燈(deng)塔(ta)來嘗試與地(di)球(qiu)(qiu)進行聯系。
亮度極高
在激光(guang)(guang)發(fa)明前(qian),人工光(guang)(guang)源中高(gao)壓(ya)脈沖氙燈(deng)(deng)的亮(liang)度(du)(du)(du)(du)最(zui)高(gao),與太(tai)陽的亮(liang)度(du)(du)(du)(du)不相上下,而紅(hong)寶石激光(guang)(guang)器(qi)的激光(guang)(guang)亮(liang)度(du)(du)(du)(du),能超過氙燈(deng)(deng)的幾百(bai)億倍。因為激光(guang)(guang)的亮(liang)度(du)(du)(du)(du)極高(gao),所以能夠照(zhao)(zhao)(zhao)亮(liang)遠(yuan)距(ju)離的物體。紅(hong)寶石激光(guang)(guang)器(qi)發(fa)射(she)(she)的光(guang)(guang)束在月(yue)球上產(chan)生(sheng)的照(zhao)(zhao)(zhao)度(du)(du)(du)(du)約為0.02勒克(ke)斯(光(guang)(guang)照(zhao)(zhao)(zhao)度(du)(du)(du)(du)的單位),顏色(se)鮮紅(hong),激光(guang)(guang)光(guang)(guang)斑肉眼可見。若(ruo)用功率(lv)最(zui)強的探照(zhao)(zhao)(zhao)燈(deng)(deng)照(zhao)(zhao)(zhao)射(she)(she)月(yue)球,產(chan)生(sheng)的照(zhao)(zhao)(zhao)度(du)(du)(du)(du)只(zhi)有(you)約一萬億分之一勒克(ke)斯,人眼根本無法察覺(jue)。激光(guang)(guang)亮(liang)度(du)(du)(du)(du)極高(gao)的主要原因是定向發(fa)光(guang)(guang)。大量光(guang)(guang)子集中在一個極小的空間范圍內射(she)(she)出,能量密度(du)(du)(du)(du)自然極高(gao)。
激光(guang)的(de)(de)亮度與陽光(guang)之間的(de)(de)比值是百萬級的(de)(de),而且它是人(ren)類創造的(de)(de)。
激光的顏色
激光(guang)的(de)(de)顏(yan)色(se)取(qu)決于(yu)激光(guang)的(de)(de)波(bo)長(chang),而波(bo)長(chang)取(qu)決于(yu)發出(chu)激光(guang)的(de)(de)活性物(wu)質,即(ji)被(bei)刺激后能(neng)產生(sheng)激光(guang)的(de)(de)那(nei)種材料。刺激紅(hong)寶(bao)石就(jiu)能(neng)產生(sheng)深玫瑰色(se)的(de)(de)激光(guang)束,它應用于(yu)醫(yi)學領(ling)域,比(bi)如用于(yu)皮膚病的(de)(de)治(zhi)療和(he)外科手(shou)術。公認最貴重的(de)(de)氣體之一的(de)(de)氬(ya)氣能(neng)夠(gou)產生(sheng)藍綠色(se)的(de)(de)激光(guang)束,它有諸多用途(tu),如激光(guang)印刷術,在顯微眼科手(shou)術中(zhong)也是不(bu)(bu)可缺少(shao)的(de)(de)。半導(dao)體產生(sheng)的(de)(de)激光(guang)能(neng)發出(chu)紅(hong)外光(guang),因此(ci)我們的(de)(de)眼睛看(kan)不(bu)(bu)見,但它的(de)(de)能(neng)量恰(qia)好能(neng)"解讀"激光(guang)唱片,并能(neng)用于(yu)光(guang)纖(xian)通訊。但有的(de)(de)激光(guang)器可調節(jie)輸出(chu)激光(guang)的(de)(de)波(bo)長(chang)。
激光分離技術
激光(guang)(guang)分(fen)離(li)(li)技術主要指激光(guang)(guang)切(qie)割(ge)(ge)技術和(he)(he)激光(guang)(guang)打孔(kong)技術。激光(guang)(guang)分(fen)離(li)(li)技術是將能量聚焦到微(wei)小的(de)(de)(de)空間,可(ke)(ke)獲得105~1015W/cm2極高的(de)(de)(de)輻照功率(lv)密度(du)(du),利(li)用(yong)這一(yi)高密度(du)(du)的(de)(de)(de)能量進行(xing)非(fei)接觸(chu)、高速度(du)(du)、高精(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)方(fang)法。在(zai)(zai)如此高的(de)(de)(de)光(guang)(guang)功率(lv)密度(du)(du)照射下,幾乎可(ke)(ke)以對任何材料實現激光(guang)(guang)切(qie)割(ge)(ge)和(he)(he)打孔(kong)。激光(guang)(guang)切(qie)割(ge)(ge)技術是一(yi)種擺脫(tuo)傳統的(de)(de)(de)機械切(qie)割(ge)(ge)、熱(re)處理切(qie)割(ge)(ge)之(zhi)類(lei)的(de)(de)(de)全新(xin)切(qie)割(ge)(ge)法,具有(you)更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)切(qie)割(ge)(ge)精(jing)度(du)(du)、更(geng)(geng)低的(de)(de)(de)粗糙度(du)(du)、更(geng)(geng)靈活(huo)的(de)(de)(de)切(qie)割(ge)(ge)方(fang)法和(he)(he)更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)生(sheng)產效率(lv)等特點。激光(guang)(guang)打孔(kong)方(fang)法作(zuo)為在(zai)(zai)固體材料上加(jia)工(gong)孔(kong)方(fang)法之(zhi)一(yi),已成為一(yi)項擁(yong)有(you)特定應用(yong)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)技術,主要運用(yong)在(zai)(zai)航空、航天與(yu)微(wei)電子(zi)行(xing)業中。
顏色極純
光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)由(you)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)(或(huo)頻(pin)率(lv))決定。一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)對應(ying)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)。太(tai)陽輻射(she)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)分布(bu)(bu)(bu)范圍(wei)約(yue)在(zai)0.76微米(mi)(mi)至0.4微米(mi)(mi)之(zhi)間(jian)(jian),對應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)從紅色(se)到紫色(se)共7種(zhong)顏(yan)(yan)色(se),所以太(tai)陽光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)談不上(shang)單(dan)色(se)性。發(fa)(fa)射(she)單(dan)種(zhong)顏(yan)(yan)色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)稱為單(dan)色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan),它發(fa)(fa)射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)波(bo)長(chang)單(dan)一(yi)。比如氪燈、氦燈、氖(nai)(nai)燈、氫燈等都是單(dan)色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan),只發(fa)(fa)射(she)某一(yi)種(zhong)顏(yan)(yan)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。單(dan)色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)波(bo)長(chang)雖然單(dan)一(yi),但仍有一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布(bu)(bu)(bu)范圍(wei)。如氖(nai)(nai)燈只發(fa)(fa)射(she)紅光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),單(dan)色(se)性很好(hao),被譽為單(dan)色(se)性之(zhi)冠,波(bo)長(chang)分布(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)范圍(wei)仍有0.00001納米(mi)(mi),因此(ci)氖(nai)(nai)燈發(fa)(fa)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),若仔細辨(bian)認仍包(bao)含有幾(ji)十(shi)種(zhong)紅色(se)。由(you)此(ci)可(ke)見,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輻射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)分布(bu)(bu)(bu)區間(jian)(jian)越窄(zhai),單(dan)色(se)性越好(hao)。
激(ji)光(guang)器輸出的光(guang),波長分布范(fan)圍非(fei)常窄,因(yin)此(ci)顏色極純。以(yi)輸出紅光(guang)的氦氖(nai)激(ji)光(guang)器為(wei)例,其光(guang)的波長分布范(fan)圍可(ke)以(yi)窄到(dao)2×10^-9納米級別,是氪燈(deng)發射(she)的紅光(guang)波長分布范(fan)圍的萬分之二。由此(ci)可(ke)見,激(ji)光(guang)器的單色性遠(yuan)遠(yuan)超過(guo)任何一(yi)種單色光(guang)源。
能量極大
光子的能量(liang)是用E=hv來計算的,其中h為(wei)普朗克(ke)常量(liang),v為(wei)頻率。由(you)此可知,頻率越高(gao),能量(liang)越高(gao)。激光頻率范圍3.846×10^(14)Hz到7.895×10^(14)Hz。
電磁波(bo)譜可大致分為(wei):
(1)無線(xian)電波——波長(chang)從幾千(qian)米(mi)到0.3米(mi)左右,一(yi)般的電視和(he)無線(xian)電廣播(bo)的波段(duan)就是用這(zhe)種波;
(2)微波——波長(chang)從0.3米(mi)到10^-3米(mi),這些波多用在雷(lei)達或其它通訊系統;
(3)紅外(wai)線——波長從10^-3米到7.8×10^-7米;
(4)可見光——這是(shi)人們所能感光的(de)極狹窄的(de)一個波(bo)段(duan)。波(bo)長從780—380nm。光是(shi)原子或分子內(nei)的(de)電(dian)(dian)子運動狀態改(gai)變時所發(fa)出(chu)的(de)電(dian)(dian)磁波(bo)。由于(yu)它是(shi)我們能夠直(zhi)接感受(shou)而察(cha)覺的(de)電(dian)(dian)磁波(bo)極少的(de)那(nei)一部(bu)分;
(5)紫外線——波(bo)長從3×10^-7米到6×10^-10米。這(zhe)些波(bo)產生的(de)原因(yin)和光波(bo)類似,常常在放電時發(fa)出。由(you)于(yu)它(ta)的(de)能量(liang)和一般(ban)化(hua)(hua)學反應所牽涉的(de)能量(liang)大小(xiao)相(xiang)當(dang),因(yin)此(ci)紫外光的(de)化(hua)(hua)學效應最強;
(6)倫琴射(she)(she)(she)線(X射(she)(she)(she)線)——這部分電(dian)磁波譜,波長從2×10^-9米到6×10^-12米。倫琴射(she)(she)(she)線(X射(she)(she)(she)線)是電(dian)原子(zi)的內(nei)層電(dian)子(zi)由一(yi)個能態(tai)跳至另一(yi)個能態(tai)時或電(dian)子(zi)在(zai)原子(zi)核電(dian)場內(nei)減速時所發出的;
(7)伽馬射(she)(she)(she)線(xian)——是波長從10^-10~10^-14米(mi)的(de)(de)(de)(de)電磁波。這(zhe)種(zhong)不可(ke)見的(de)(de)(de)(de)電磁波是從原子核(he)(he)內發出來(lai)的(de)(de)(de)(de),放射(she)(she)(she)性物質或原子核(he)(he)反應中(zhong)常(chang)有這(zhe)種(zhong)輻射(she)(she)(she)伴隨著(zhu)發出。γ射(she)(she)(she)線(xian)的(de)(de)(de)(de)穿透力(li)很(hen)強(qiang),對生(sheng)物的(de)(de)(de)(de)破(po)壞力(li)很(hen)大(da)。由此看來(lai),激(ji)光能量并(bing)不算很(hen)大(da),但(dan)是它的(de)(de)(de)(de)能量密度(du)很(hen)大(da)(因為它的(de)(de)(de)(de)作用(yong)范圍很(hen)小,一(yi)般只有一(yi)個(ge)點),短(duan)時(shi)間里聚集起大(da)量的(de)(de)(de)(de)能量,用(yong)做(zuo)武器也就可(ke)以理解了。
其他特性
激(ji)(ji)光(guang)(guang)有(you)很多(duo)特性:首先,激(ji)(ji)光(guang)(guang)是(shi)(shi)單(dan)色的(de)(de),或者說是(shi)(shi)單(dan)頻(pin)的(de)(de)。有(you)一(yi)些激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)可(ke)以同時產生不(bu)同頻(pin)率的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang),但是(shi)(shi)這些激(ji)(ji)光(guang)(guang)是(shi)(shi)互相隔離的(de)(de),使用時也是(shi)(shi)分開的(de)(de)。其次,激(ji)(ji)光(guang)(guang)是(shi)(shi)相干光(guang)(guang)。相干光(guang)(guang)的(de)(de)特征是(shi)(shi)其所(suo)有(you)的(de)(de)光(guang)(guang)波都是(shi)(shi)同步的(de)(de),整束光(guang)(guang)就好像(xiang)一(yi)個“波列”。再次,激(ji)(ji)光(guang)(guang)是(shi)(shi)高(gao)度(du)集中的(de)(de),也就是(shi)(shi)說它要(yao)走很長的(de)(de)一(yi)段距離才會出(chu)現分散或者收斂的(de)(de)現象(xiang)。
激光對組織的生物效應
1、熱效應
2、光化學效應
3、壓強作(zuo)用、電磁場效(xiao)應和生物刺激(ji)效(xiao)應。
壓強作(zuo)用(yong)和電磁(ci)場(chang)效應主要由中等功(gong)率以上(shang)的激(ji)光(guang)(guang)所產生(sheng)(sheng),光(guang)(guang)化學(xue)效應在低功(gong)率激(ji)光(guang)(guang)照(zhao)射(she)時(shi)特(te)別重(zhong)要,熱(re)效應存在于所有的激(ji)光(guang)(guang)照(zhao)射(she),而(er)生(sheng)(sheng)物刺激(ji)作(zuo)用(yong)只發(fa)生(sheng)(sheng)在弱激(ji)光(guang)(guang)照(zhao)射(she)時(shi)。
激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)波長(chang)與眼睛(jing)傷(shang)害:在(zai)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)傷(shang)害中(zhong),以(yi)(yi)機體中(zhong)眼睛(jing)的(de)(de)(de)傷(shang)害最(zui)為(wei)嚴重。波長(chang)在(zai)可見光(guang)(guang)(guang)(guang)和近(jin)紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),眼屈光(guang)(guang)(guang)(guang)介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)吸收率(lv)較低(di),透射(she)率(lv)高,而(er)屈光(guang)(guang)(guang)(guang)介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)焦能力(即(ji)聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)(guang)力)強。強度(du)高的(de)(de)(de)可見或近(jin)紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)進入眼睛(jing)時可以(yi)(yi)透過(guo)人(ren)眼屈光(guang)(guang)(guang)(guang)介(jie)質(zhi),聚(ju)(ju)積光(guang)(guang)(guang)(guang)于視(shi)網膜(mo)上(shang)。此時視(shi)網膜(mo)上(shang)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)能量密(mi)度(du)及功(gong)率(lv)密(mi)度(du)提高到幾千甚至(zhi)幾萬倍,大量的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)能在(zai)瞬(shun)間聚(ju)(ju)中(zhong)于視(shi)網膜(mo)上(shang),致視(shi)網膜(mo)的(de)(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)細胞層溫度(du)迅(xun)速升高,以(yi)(yi)至(zhi)使(shi)感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)細胞凝(ning)固(gu)(gu)變性壞死而(er)失去感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)作用。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)聚(ju)(ju)于感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)細胞時產生過(guo)熱而(er)引起(qi)的(de)(de)(de)蛋白質(zhi)凝(ning)固(gu)(gu)變性是不(bu)可逆的(de)(de)(de)損傷(shang)。一旦損傷(shang)以(yi)(yi)后就(jiu)會造成眼睛(jing)的(de)(de)(de)永久失明。
激(ji)光(guang)(guang)的波長(chang)不同對(dui)眼球作用的程度不同,其(qi)后(hou)果也不同。遠紅(hong)(hong)外激(ji)光(guang)(guang)對(dui)眼睛(jing)的損(sun)害主要以(yi)角膜為主,這是(shi)因為這類波長(chang)的激(ji)光(guang)(guang)幾乎全部(bu)被角膜吸收,所以(yi)角膜損(sun)傷(shang)最重,主要引(yin)起角膜炎和結膜炎,患者感(gan)到眼睛(jing)痛,異物樣刺激(ji)、怕光(guang)(guang)、流(liu)眼淚(lei)、眼球充血,視(shi)力(li)下(xia)降等。發(fa)生(sheng)(sheng)遠紅(hong)(hong)外光(guang)(guang)損(sun)傷(shang)時應(ying)遮住保護傷(shang)眼,防(fang)止感(gan)染發(fa)生(sheng)(sheng),對(dui)癥處理。
紫外激光對眼的(de)損傷主要(yao)是角(jiao)膜和晶(jing)(jing)狀體(ti)(ti),此波段(duan)的(de)紫外激光幾乎全部被眼的(de)晶(jing)(jing)狀體(ti)(ti)吸收,而中遠以角(jiao)膜吸收為主,因而可致晶(jing)(jing)狀體(ti)(ti)及角(jiao)膜混濁。
激(ji)(ji)光器(qi)通常都會標(biao)示有著安(an)全等級編號(hao)的(de)激(ji)(ji)光警示標(biao)簽(qian):
第(di)1級(ji)(Class I/1):通常是因為(wei)光束被完全(quan)的封(feng)閉在內(nei),例如在CD或DVD播放(fang)器內(nei)。
第2級(Class II/2):在(zai)正常(chang)使用狀況下是安(an)全的,這類設備通常(chang)功率低(di)于1mW,例(li)如激(ji)光指(zhi)示器。
第(di)3a/R級(Class IIIa/3R):功(gong)率通常(chang)會達到(dao)5mW,注視(shi)這種光束幾秒鐘會對(dui)視(shi)網(wang)膜造成立(li)即的傷(shang)害(hai)。
第3b/B級(Class IIIb/3B):在暴露下會對(dui)眼睛造(zao)成立即的損傷。
第4級(Class IV/4):激(ji)光會(hui)燒灼皮膚,即使散(san)射的激(ji)光光(200W以上(shang))也會(hui)對(dui)眼(yan)睛和皮膚造(zao)(zao)成傷害(hai)。利用激(ji)光的熱能,可以制造(zao)(zao)新型的烹(peng)飪工(gong)具。
以上情況是(shi)指在激光直射眼睛(jing)的(de)(de)情況下所發(fa)生的(de)(de)。如果間接觀察激光,任何200W以下的(de)(de)激光的(de)(de)丁達爾效應都不(bu)會對眼睛(jing)造成(cheng)影響。
激光(guang)功(gong)率(lv)已不足以描述(shu)切割能(neng)力的(de)(de)大(da)小,亮度(Brightness)才是。亮度的(de)(de)定義是“單位(wei)面積(ji)單位(wei)立體角(jiao)的(de)(de)激光(guang)功(gong)率(lv)”。
對(dui)比CO2激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、碟片激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)和光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi),可(ke)以得(de)出這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)結論:直到5千瓦(wa),以光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)亮度(du)(du)最大,切割金(jin)屬(shu)板最快最厚(hou)的(de)(de)(de)當屬(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。但實際上切割厚(hou)板尚不如CO2激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),盡管碳(tan)鋼對(dui)近紅(hong)(hong)外的(de)(de)(de)1.07摻鐿(yi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)吸收率數倍(bei)于中紅(hong)(hong)外10.6的(de)(de)(de)CO2激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),但10倍(bei)于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)長的(de)(de)(de)CO2激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)之(zhi)(zhi)切縫比光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)寬得(de)多(一(yi)般2mm),氧氣易于吹(chui)入(ru)。這(zhe)(zhe)就是CO2激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)46年來一(yi)直獨占固體激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)之(zhi)(zhi)鰲頭的(de)(de)(de)緣由。第一(yi),國(guo)產激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)切割機的(de)(de)(de)量產與(yu)自主開發力度(du)(du)的(de)(de)(de)加大,外國(guo)一(yi)線公(gong)司在華本(ben)土化的(de)(de)(de)生產,縮小(xiao)了二者的(de)(de)(de)產品差(cha)距(ju)與(yu)價格差(cha)距(ju)。用戶對(dui)國(guo)產機的(de)(de)(de)認同度(du)(du)不斷提高,其在2010年國(guo)內市場的(de)(de)(de)占比高達80%。
第二,2010年(nian)我國(guo)千瓦以上(shang)大(da)功率CO2激光(guang)(guang)切割(ge)機銷量達(da)1000臺,占全(quan)球(qiu)市場的(de)(de)20%-25%。上(shang)海團結普瑞瑪、大(da)族激光(guang)(guang)、武漢(han)法利萊、奔(ben)騰楚(chu)天等一(yi)(yi)線廠商都有大(da)幅的(de)(de)增長。最(zui)多一(yi)(yi)家竟占了(le)國(guo)內市場的(de)(de)30%。
市場興旺(wang)得力于擴(kuo)大(da)內需(xu),但主要是(shi)這種(zhong)加工(gong)手段的魅力,特別(bie)在鐵路鋼(gang)鐵、工(gong)程機(ji)械、汽車造船(chuan)、航(hang)空航(hang)天和軍工(gong)等高端市場的旺(wang)盛(sheng)需(xu)求。
2014年(nian)(nian)(nian)市場難料,但可深(shen)信一點,2013年(nian)(nian)(nian)大(da)(da)起(qi),2014年(nian)(nian)(nian)絕不(bu)會(hui)大(da)(da)落(luo),作為(wei)制(zhi)造大(da)(da)國(guo)的(de)中國(guo),保有(you)量(liang)不(bu)會(hui)低于10000臺(tai)。須知2000年(nian)(nian)(nian)前的(de)10年(nian)(nian)(nian)我國(guo)的(de)總量(liang)才280臺(tai)。
第(di)三(san),我(wo)(wo)國大(da)功(gong)率激(ji)(ji)光(guang)(guang)切(qie)割(ge)裝備的(de)(de)產業(ye)鏈遠未形(xing)成(cheng),尚無(wu)自主知(zhi)識產權的(de)(de)新型大(da)功(gong)率激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi),無(wu)論激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)還是切(qie)割(ge)機(ji)的(de)(de)關鍵元部(bu)件都得依賴(lai)進口(kou)。價昂的(de)(de)電容(rong)切(qie)割(ge)頭及(ji)作為(wei)耗材(cai)的(de)(de)光(guang)(guang)學鏡片等的(de)(de)研發生產,迄今都無(wu)人問(wen)津。成(cheng)不(bu)了國內配套,進軍(jun)海(hai)外市場不(bu)過是夢想。唯有(you)待到國產整機(ji)批(pi)量出口(kou)之日,才是我(wo)(wo)國這一產業(ye)的(de)(de)形(xing)成(cheng)之時。
第四,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是(shi)當前(qian)的(de)熱(re)門(men)話題。ROFIN與TRUMPF分別收(shou)購NUFERN與SPI公(gong)司發展光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)已(yi)三年(nian)(nian),今春上(shang)海(hai)慕(mu)尼黑激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)展上(shang),ROFIN展出(chu)(chu)了(le)2KW光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi),但全球(qiu)高(gao)功率光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)市場依(yi)然是(shi)IPG一統天下。繼上(shang)年(nian)(nian)SALVAGNINI與LASER PHOTONICS等(deng)公(gong)司展出(chu)(chu)用其的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)之(zhi)切(qie)割機(ji)(ji)后,2010年(nian)(nian)11月在亞特蘭大的(de)FABTECH與漢諾威(wei)的(de)EUROBLECH展會上(shang)又(you)推出(chu)(chu)愈來愈多(duo)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)切(qie)割機(ji)(ji)。欣喜的(de)是(shi)一批海(hai)歸(gui)博士矢志回(hui)國創業,創建了(le)武(wu)漢銳(rui)科光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、西安(an)炬光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)等(deng)公(gong)司,研發生產高(gao)功率光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)與二(er)極管激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)泵源,相信有自主知識產權的(de)4KW連續(xu)波光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)不久將會呈現(xian)在國人(ren)面前(qian)。
發展前景
激光(guang)(guang)(guang)的(de)空間控制性和(he)時(shi)間控制性很好(hao),對(dui)加(jia)工(gong)(gong)對(dui)象的(de)材(cai)質(zhi)、形狀(zhuang)、尺寸和(he)加(jia)工(gong)(gong)環境(jing)的(de)自(zi)(zi)由(you)度(du)都很大(da),特(te)別(bie)適用于自(zi)(zi)動(dong)(dong)化加(jia)工(gong)(gong),激光(guang)(guang)(guang)加(jia)工(gong)(gong)系統與計算機數控技(ji)術相結合(he)可構成(cheng)高(gao)效自(zi)(zi)動(dong)(dong)化加(jia)工(gong)(gong)設備,已成(cheng)為企業實行適時(shi)生產的(de)關鍵(jian)技(ji)術,為優(you)質(zhi)、高(gao)效和(he)低成(cheng)本的(de)加(jia)工(gong)(gong)生產開辟了廣闊(kuo)的(de)前景(jing)。透過將激光(guang)(guang)(guang)束(shu)集中在單分子上,ETH Zurich的(de)科(ke)學家只用單個(ge)分子就(jiu)產生激光(guang)(guang)(guang)運作的(de)基本條件──受激發射(stimulated emission)。由(you)于在低溫(wen)下,分子會增(zeng)加(jia)它們的(de)外表面(mian)積(apparent surface area)來跟光(guang)(guang)(guang)線互動(dong)(dong),因此研究人員將分子冷卻(que)到(dao)攝氏零下272度(du),也就(jiu)是只比(bi)絕對(dui)零度(du)高(gao)1度(du)兩條光(guang)(guang)(guang)束(shu)瞄準單分子
在受控制的(de)(de)模式下(xia),利用一(yi)道激(ji)光束來讓單(dan)個分子(zi)(zi)進入量子(zi)(zi)態(controlled fashion),研究(jiu)人員(yuan)如此(ci)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)明顯(xian)的(de)(de)縮減或是放大第二(er)(er)道激(ji)光束。這種(zhong)運(yun)(yun)作模式與(yu)傳統(tong)的(de)(de)晶體管如出(chu)一(yi)轍;晶體管內的(de)(de)電位(wei)(electrical potential)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)用來調變第二(er)(er)個信號。不(bu)過(guo)ETH Zurich并(bing)未透露(lu)其單(dan)分子(zi)(zi)的(de)(de)化學方(fang)程式。由于其性能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)與(yu)散熱(re)效能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)優勢,光子(zi)(zi)運(yun)(yun)算技術(shu)是科(ke)學家們長期追求(qiu)的(de)(de)目標;光子(zi)(zi)(photon)不(bu)僅發(fa)熱(re)比電子(zi)(zi)少,也(ye)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)達到(dao)高出(chu)相當多的(de)(de)數據傳輸速率。不(bu)過(guo)光通訊技術(shu)卻只能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)逐步地從長距(ju)離(li)通訊,進展到(dao)短(duan)距(ju)離(li)通訊,再(zai)進入單(dan)系統(tong)中。
激(ji)光加工技術是利用激(ji)光束與
物(wu)質相互作用(yong)的(de)(de)特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工(gong)以及做為(wei)光(guang)源,識別(bie)物(wu)體等的(de)(de)一門技術(shu)(shu),傳統應用(yong)最大的(de)(de)領域為(wei)激光(guang)加工(gong)技術(shu)(shu)。激光(guang)技術(shu)(shu)是(shi)涉及到光(guang)、機、電、材料及檢測等多門學科的(de)(de)一門綜合技術(shu)(shu),傳統上看,它的(de)(de)研究范圍一般可(ke)分為(wei):
1.激光(guang)加(jia)工系(xi)統。包括激光(guang)器、導光(guang)系(xi)統、加(jia)工機床、控制系(xi)統及(ji)檢測(ce)系(xi)統。
2.激光(guang)加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微(wei)雕(diao)等各種(zhong)加工工藝。
激光(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie):汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心(xin)臟起搏器(qi)、密(mi)封繼(ji)電器(qi)等(deng)密(mi)封器(qi)件以及各種(zhong)不(bu)允(yun)許(xu)焊(han)接(jie)(jie)污染和(he)變形(xing)的器(qi)件。2013年使用的激光(guang)(guang)器(qi)有YAG激光(guang)(guang)器(qi),CO2激光(guang)(guang)器(qi)和(he)半導(dao)體(ti)泵浦(pu)激光(guang)(guang)器(qi)。
激光(guang)切割(ge):汽車行業(ye)(ye)、計算機(ji)、電氣機(ji)殼、木刀模業(ye)(ye)、各種(zhong)金屬零件和特殊材料的切割(ge)、圓(yuan)形鋸片(pian)、壓克力、彈簧(huang)墊片(pian)、2mm以下(xia)的電子機(ji)件用銅板、一(yi)些金屬網板、鋼(gang)管、鍍(du)錫鐵(tie)板、鍍(du)亞鉛鋼(gang)板、磷(lin)青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃(li)、硅橡膠、1mm以下(xia)氧(yang)化鋁陶瓷片(pian)、航天工業(ye)(ye)使(shi)用的鈦(tai)合金等等。使(shi)用激光(guang)器有(you)YAG激光(guang)器和CO2激光(guang)器。
激光(guang)(guang)筆:又稱為(wei)激光(guang)(guang)指(zhi)示器(qi)、指(zhi)星筆等(deng),是把可(ke)見激光(guang)(guang)設(she)計成便攜、手易握、激光(guang)(guang)模(mo)組(二極管(guan))加工成的(de)筆型發射器(qi)。常(chang)(chang)見的(de)激光(guang)(guang)筆有紅光(guang)(guang)(650-660nm, 635nm)、綠光(guang)(guang)(515-520nm,532nm)、藍光(guang)(guang)(445-450nm)和藍紫光(guang)(guang)(405nm)等(deng),功率通常(chang)(chang)以毫瓦(wa)為(wei)單位。通常(chang)(chang)在會(hui)報、教學、導(dao)賞(shang)人(ren)員都會(hui)使用它(ta)來投映一(yi)個光(guang)(guang)點或一(yi)條光(guang)(guang)線指(zhi)向物體,但(dan)激光(guang)(guang)會(hui)傷害到眼(yan)睛(jing),任(ren)何情況(kuang)下都不應該讓激光(guang)(guang)直射眼(yan)睛(jing)。
激光治療(liao):可以用(yong)于手(shou)術開刀,減輕痛苦(ku),減少感(gan)染。
激(ji)光(guang)打標:在各種材料和幾乎所有(you)行業均得到廣(guang)泛應(ying)用(yong),2013年(nian)使(shi)用(yong)的激(ji)光(guang)器(qi)有(you)YAG激(ji)光(guang)器(qi)、CO2激(ji)光(guang)器(qi)和半導(dao)體泵浦激(ji)光(guang)器(qi)。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)打(da)(da)孔:激(ji)(ji)光(guang)(guang)打(da)(da)孔主(zhu)要(yao)應用(yong)(yong)在航空(kong)航天(tian)、汽(qi)車制造、電子儀表(biao)(biao)、化工等行業。激(ji)(ji)光(guang)(guang)打(da)(da)孔的(de)(de)迅速發展,主(zhu)要(yao)體(ti)(ti)現在打(da)(da)孔用(yong)(yong)YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)的(de)(de)平均輸出(chu)功率(lv)已由2008年的(de)(de)400w提高到(dao)了800w至(zhi)1000w。國內(nei)2013年比較成熟的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)打(da)(da)孔的(de)(de)應用(yong)(yong)是在人(ren)造金剛石和(he)天(tian)然(ran)金剛石拉絲模的(de)(de)生產(chan)及鐘(zhong)表(biao)(biao)和(he)儀表(biao)(biao)的(de)(de)寶石軸承、飛機葉(xie)片、多(duo)層(ceng)印(yin)刷線路板(ban)等行業的(de)(de)生產(chan)中。2013年使用(yong)(yong)的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)多(duo)以YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)、CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)為(wei)主(zhu),也有一些準分激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)、同位素激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)和(he)半導體(ti)(ti)泵(beng)浦激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)。
激(ji)光(guang)熱處(chu)理(li)(li):在汽車工業中應用(yong)(yong)廣泛,如缸套、曲軸、活塞(sai)環、換向器(qi)、齒輪等零(ling)部(bu)件(jian)的熱處(chu)理(li)(li),同時在航空航天、機床(chuang)行業和其它機械行業也應用(yong)(yong)廣泛。我國的激(ji)光(guang)熱處(chu)理(li)(li)應用(yong)(yong)遠比國外廣泛得多。2013年(nian)使用(yong)(yong)的激(ji)光(guang)器(qi)多以YAG激(ji)光(guang)器(qi),CO2激(ji)光(guang)器(qi)為主(zhu)。
激光快速成型:將激光加(jia)工技術和(he)計算機數(shu)控技術及柔性制造技術相結合而形成。多(duo)用于模(mo)具和(he)模(mo)型行業。2013年(nian)使用的激光器多(duo)以YAG激光器、CO2激光器為主。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)涂敷:在航(hang)空航(hang)天(tian)、模具及機電行(xing)業(ye)應用廣泛。2013年使用的激(ji)(ji)光(guang)(guang)器多以大(da)功率YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)器、CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)器為主。
激(ji)(ji)光成(cheng)像:利(li)用激(ji)(ji)光束掃(sao)描(miao)物(wu)體(ti),將反(fan)射(she)光束反(fan)射(she)回來(lai),得到的(de)排布(bu)順序不同而成(cheng)像。用圖像落差來(lai)反(fan)映所成(cheng)的(de)像。激(ji)(ji)光成(cheng)像具有超(chao)視距(ju)的(de)探測能力,可(ke)用于(yu)衛星(xing)激(ji)(ji)光掃(sao)描(miao)成(cheng)像,未來(lai)用于(yu)遙感測繪等(deng)科(ke)技領域。
醫學
激光(guang)在醫學上的應(ying)用(yong)主要分三類:激光(guang)生(sheng)命科(ke)學研究、激光(guang)診斷、激光(guang)治(zhi)(zhi)療,其中(zhong)激光(guang)治(zhi)(zhi)療又分為:激光(guang)手術治(zhi)(zhi)療、弱激光(guang)生(sheng)物刺激作用(yong)的非手術治(zhi)(zhi)療和激光(guang)的光(guang)動力治(zhi)(zhi)療。
應(ying)用(yong)(yong)于牙(ya)科的激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)系(xi)統(tong)依據激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)在牙(ya)科應(ying)用(yong)(yong)的不(bu)同(tong)(tong)作用(yong)(yong),分為(wei)(wei)幾種不(bu)同(tong)(tong)的激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)系(xi)統(tong)。區別激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的重要(yao)特征之一是(shi):光(guang)(guang)(guang)(guang)的波(bo)長,不(bu)同(tong)(tong)波(bo)長的激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)對組(zu)織(zhi)的作用(yong)(yong)不(bu)同(tong)(tong),在可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)及近紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)譜范圍的光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian),吸光(guang)(guang)(guang)(guang)性低(di),穿透(tou)(tou)性強,可(ke)以(yi)穿透(tou)(tou)到牙(ya)體組(zu)織(zhi)較深(shen)的部位,例如氬離子激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)、二極管激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)或(huo)Nd:YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(如圖1)。而(er)Er:YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)和CO,激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)穿透(tou)(tou)性差,僅(jin)能(neng)穿透(tou)(tou)牙(ya)體組(zu)織(zhi)約0.01毫(hao)米。區別激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的重要(yao)特征之二是(shi):激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的強度(du)(即功率),如在診(zhen)斷學中應(ying)用(yong)(yong)的二極管激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),其強度(du)僅(jin)為(wei)(wei)幾個(ge)毫(hao)瓦(wa)特,它有時也可(ke)用(yong)(yong)在激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)顯(xian)示(shi)器上。
用于治療的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang),通常是(shi)幾個瓦特(te)中等(deng)強度的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)。激(ji)光(guang)對組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)作用,還取決于激(ji)光(guang)脈沖的(de)(de)(de)(de)發(fa)射(she)方(fang)式,以(yi)典型的(de)(de)(de)(de)連續脈沖發(fa)射(she)方(fang)式的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)有(you):氬離(li)子激(ji)光(guang)、二極管(guan)激(ji)光(guang)、CO2,激(ji)光(guang);以(yi)短(duan)脈沖方(fang)式發(fa)射(she)的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)有(you):Er:YAG激(ji)光(guang)或許(xu)多Nd:YAG激(ji)光(guang),短(duan)脈沖式的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)的(de)(de)(de)(de)強度(即功率)可以(yi)達(da)到(dao)1,000瓦特(te)或更高,這些(xie)強度高、吸(xi)光(guang)性也高的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang),只適用于清(qing)除(chu)硬組織(zhi)。
激光美容
(1)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)在美(mei)(mei)容(rong)界的(de)用途越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)廣泛。色素(su)沉著,如太田痣、鮮紅斑痣、雀斑、老年斑、毛細(xi)血管擴張等,以及去紋身(shen)、洗(xi)眼線、洗(xi)眉、治(zhi)療瘢痕等;而2013年以前一(yi)些新型的(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)儀,高能超脈(mo)沖CO2激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang),鉺激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)進行除皺、磨皮換(huan)膚、治(zhi)療打(da)鼾,美(mei)(mei)白(bai)牙齒等等,取得了良好的(de)療效,為激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)外科(ke)開辟越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)廣闊的(de)領(ling)域。
(2)激光手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)有傳(chuan)(chuan)統手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)法比(bi)(bi)擬的(de)優(you)越性(xing)。首先(xian)激光手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)不需(xu)要(yao)住(zhu)院(yuan)治療(liao),手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)切口小(xiao),術(shu)(shu)(shu)中不出血,創(chuang)傷(shang)輕,無(wu)(wu)瘢痕(hen)(hen)。例如:眼(yan)袋的(de)治療(liao)傳(chuan)(chuan)統手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)法存在著由(you)于(yu)剝(bo)離范圍廣、術(shu)(shu)(shu)中出血多(duo)(duo),術(shu)(shu)(shu)后愈合慢,易(yi)形(xing)成瘢痕(hen)(hen)等缺點,而應(ying)(ying)用高(gao)能超(chao)脈沖CO2激光儀治療(liao)眼(yan)袋,則以它術(shu)(shu)(shu)中不出血,不需(xu)縫合,不影響正常工作,手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)部位水腫輕,恢復快,無(wu)(wu)瘢痕(hen)(hen)等優(you)點,令傳(chuan)(chuan)統手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)法比(bi)(bi)擬。而一些由(you)于(yu)出血多(duo)(duo)而無(wu)(wu)法進行的(de)內窺鏡手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu),則可由(you)激光切割代替完(wan)成。(注(zhu):有一定的(de)適應(ying)(ying)范圍)
(3)激(ji)(ji)光(guang)在血(xue)管(guan)(guan)性皮膚(fu)病以(yi)及色(se)(se)素沉(chen)(chen)著(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)治(zhi)療中成效卓越。使用脈沖(chong)染料激(ji)(ji)光(guang)治(zhi)療鮮紅斑(ban)痣,療效顯著(zhu)(zhu),對(dui)周(zhou)圍(wei)(wei)組織(zhi)(zhi)損傷小,幾乎不(bu)落疤。它的(de)(de)(de)出現,成為(wei)鮮紅斑(ban)痣治(zhi)療史(shi)上(shang)的(de)(de)(de)一次(ci)革命,因(yin)為(wei)鮮紅斑(ban)痣治(zhi)療史(shi)上(shang),放射、冷(leng)凍、電灼(zhuo)、手術等方法,其瘢痕發生(sheng)率(lv)均高,并常出現色(se)(se)素脫失或沉(chen)(chen)著(zhu)(zhu)。激(ji)(ji)光(guang)治(zhi)療血(xue)管(guan)(guan)性皮膚(fu)病是利(li)用含(han)氧血(xue)紅蛋白(bai)對(dui)一定波(bo)長的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)選(xuan)擇性的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou),而導致血(xue)管(guan)(guan)組織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)高度破壞,其具(ju)有高度精(jing)確性與安全性,不(bu)會(hui)影響周(zhou)圍(wei)(wei)鄰近組織(zhi)(zhi)。因(yin)此,激(ji)(ji)光(guang)治(zhi)療毛細血(xue)管(guan)(guan)擴張(zhang)也是療效顯著(zhu)(zhu)。
此外,由(you)于(yu)(yu)可變脈(mo)沖激光等相繼問世(shi),使得(de)(de)不(bu)滿意紋身的(de)去(qu)除,以及(ji)(ji)各類色(se)素(su)(su)性皮膚(fu)病如(ru)太田痣,老(lao)年斑等的(de)治(zhi)療得(de)(de)到了重大突破(po)。這(zhe)類激光根(gen)據選擇(ze)性光熱(re)效(xiao)應理論,(即不(bu)同波長的(de)激光可選擇(ze)性地作用于(yu)(yu)不(bu)同顏色(se)的(de)皮膚(fu)損害),利用其強大的(de)瞬間功率,高度集中的(de)輻射能量(liang)及(ji)(ji)色(se)素(su)(su)選擇(ze)性,極短的(de)脈(mo)寬(kuan),使激光能量(liang)集中作用于(yu)(yu)色(se)素(su)(su)顆粒(li)、將其直接汽化、擊碎,通(tong)過淋巴(ba)組(zu)織排出體外,而不(bu)影響周圍正常組(zu)織,并且以其療效(xiao)確(que)切(qie),安全(quan)可靠,無瘢痕,痛苦(ku)小而深入人(ren)心。
(4)激光(guang)外科開(kai)創(chuang)了(le)(le)醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)(rong)的(de)新紀元(yuan)。高能(neng)超脈沖CO2激光(guang)磨皮換(huan)膚術開(kai)拓了(le)(le)美(mei)容(rong)(rong)外科的(de)新技術。它(ta)利用(yong)高能(neng)量(liang),極短脈沖的(de)激光(guang),使老化、損傷的(de)皮膚組織(zhi)瞬間被(bei)汽(qi)化,不傷及周(zhou)圍(wei)組織(zhi),治(zhi)療(liao)過程(cheng)中幾乎不出(chu)血,并可精確的(de)控制作用(yong)深度。其(qi)效(xiao)果(guo)得到國際醫(yi)學(xue)整形美(mei)容(rong)(rong)界(jie)充分(fen)肯定,被(bei)譽(yu)為“開(kai)創(chuang)了(le)(le)醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)(rong)新紀元(yuan)”;此外,更有高能(neng)超脈沖CO2激光(guang)儀(yi)治(zhi)療(liao)眼袋、打鼾、甚至激光(guang)美(mei)白(bai)牙齒等,以其(qi)安全(quan)精確的(de)療(liao)效(xiao),簡便快捷的(de)治(zhi)療(liao)在醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)(rong)界(jie)創(chuang)造了(le)(le)一(yi)個又一(yi)個奇跡(ji)。激光(guang)美(mei)容(rong)(rong)使得醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)(rong)向前邁進了(le)(le)一(yi)大步,并且賦予醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)(rong)更新的(de)內涵。
激光去除(chu)面部(bu)黑痣(zhi)
激(ji)光去黑痣的原理(li)就在于將(jiang)激(ji)光在瞬間爆發出(chu)的巨(ju)大能量置于色素(su)組織中,把(ba)色素(su)打碎并分解,使其(qi)可以被巨(ju)噬(shi)細胞吞并掉(diao),而(er)后會(hui)隨(sui)著(zhu)淋巴循環系統排出(chu)體外,由此達到(dao)將(jiang)色素(su)去去掉(diao)的目的。
激(ji)光去(qu)痣(zhi)(zhi)可以適(shi)用的(de)痣(zhi)(zhi)的(de)類型很多,比(bi)如包(bao)括上(shang)面提(ti)到的(de)三種色素痣(zhi)(zhi)、太田痣(zhi)(zhi)、鮮紅斑(ban)痣(zhi)(zhi)等,療效都很明顯,并(bing)且不(bu)容易留疤,風險性小(xiao)。用二氧化(hua)碳(tan)激(ji)光亦能去(qu)黑痣(zhi)(zhi)。
激光治療近視
提示下情(qing)況的患者不適合接受(shou)激光治療:第(di)一.眼部(bu)活動性炎癥及病變;第(di)二.眼周(zhou)化膿性病灶;第(di)三.已確(que)診
的圓錐角(jiao)(jiao)膜;第(di)四.嚴重干眼癥,伴有系統性干燥(zao)綜合(he)征;第(di)五.中(zhong)央角(jiao)(jiao)膜厚(hou)度低于450μm;第(di)六.嚴重的眼附(fu)屬器(qi)病變:眼瞼缺(que)損、變形、慢性淚囊炎等(deng);第(di)七. 全身結締組織病及嚴重自身免疫(yi)性疾(ji)病,如(ru)系統性紅斑(ban)狼瘡(chuang)、類(lei)風濕性關節炎、多發性硬化。
相對禁忌證
1.超高度(du)近視(shi)伴(ban)后鞏膜(mo)葡萄(tao)腫者(zhe)(zhe);2.初次手術(shu)前角膜(mo)中央平均曲(qu)率低于39D或(huo)高于47D應慎重;3.暗光(guang)下瞳(tong)孔直(zhi)徑大于7mm;4.對側眼為法(fa)定盲眼;5.2年(nian)內曾患單純皰疹性角膜(mo)炎;6.輕度(du)白內障;7.有視(shi)網膜(mo)脫離及(ji)(ji)黃斑出血病史;8.輕度(du)干眼癥;9.輕度(du)瞼裂閉合不全;10.可疑青(qing)光(guang)眼患者(zhe)(zhe);11.月(yue)經期及(ji)(ji)妊(ren)娠期;12.瘢痕體質;13.糖尿病;14.感冒發(fa)燒等身(shen)體不適(shi);15.癲癇;16.焦慮癥、抑郁(yu)癥以及(ji)(ji)對手術(shu)期望過高者(zhe)(zhe)。
激光除皺
激(ji)(ji)(ji)(ji)光除皺(zhou)是通過電腦控制的(de)、低(di)能(neng)量的(de)二氧化碳激(ji)(ji)(ji)(ji)光,能(neng)準確(que)地控制汽化皮膚(fu)表層的(de)深(shen)度(du),完成(cheng)分(fen)層汽化、無碳化的(de)面部除皺(zhou)護膚(fu)技術(shu)。激(ji)(ji)(ji)(ji)光用于消(xiao)除皺(zhou)紋的(de)技術(shu),是激(ji)(ji)(ji)(ji)光技術(shu)應用于臨(lin)床以后,并幾經(jing)改進、完善(shan)與不斷更新后的(de)結果(guo)。
原(yuan)理:皺紋(wen)產生(sheng)的主要(yao)原(yuan)因是皮(pi)膚(fu)膠(jiao)原(yuan)減(jian)(jian)少(shao)(shao),真(zhen)(zhen)皮(pi)層(ceng)變薄。運用最新(xin)激(ji)(ji)光-射(she)頻聯合(he)技術照射(she)皮(pi)膚(fu),可使(shi)真(zhen)(zhen)皮(pi)層(ceng)增厚、減(jian)(jian)少(shao)(shao)皺紋(wen),其原(yuan)理是:刺(ci)(ci)激(ji)(ji)受損(sun)的膠(jiao)原(yuan)層(ceng),產生(sheng)新(xin)的膠(jiao)原(yuan)質,從而(er)填平因膠(jiao)原(yuan)減(jian)(jian)少(shao)(shao)而(er)出現褶(zhe)皺的皮(pi)膚(fu);加(jia)熱真(zhen)(zhen)皮(pi)組織層(ceng),利(li)用人體自(zi)身修復(fu)機能(neng)刺(ci)(ci)激(ji)(ji)組織再生(sheng)重建,使(shi)真(zhen)(zhen)皮(pi)層(ceng)增厚。
合理(li)設計(ji)的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)可以(yi)通過皮膚(fu)(fu)中(zhong)的(de)(de)黑色素、血紅蛋(dan)白(bai)(bai),尤(you)其是(shi)水吸收激(ji)光(guang)(guang)釋放的(de)(de)能量,并(bing)產生(sheng)光(guang)(guang)熱效應使(shi)之轉(zhuan)化為(wei)熱量,從而激(ji)活真皮中(zhong)成纖維細胞(bao)(bao)等各種(zhong)基質細胞(bao)(bao)產生(sheng)新生(sheng)的(de)(de)膠原蛋(dan)白(bai)(bai)、彈(dan)性(xing)蛋(dan)白(bai)(bai)以(yi)及(ji)各種(zhong)細胞(bao)(bao)間基質,并(bing)發生(sheng)組(zu)織重構(gou),就象(xiang)是(shi)給慵(yong)懶的(de)(de)皮膚(fu)(fu)做運動一樣,使(shi)其通過鍛煉而重新煥發年輕活力。數(shu)次(ci)治療之后(hou)的(de)(de)皮膚(fu)(fu)含(han)水量及(ji)彈(dan)性(xing)增加,質地改善(shan),細小皺(zhou)紋(wen)減少(shao)。
適應癥:1、原發性(xing)癥狀(zhuang):口周(zhou)皺(zhou)紋(wen)(wen)、眶周(zhou)皺(zhou)紋(wen)(wen)、萎縮性(xing)(凹陷性(xing))疤(ba)痕、良性(xing)皮(pi)(pi)膚贅(zhui)生物(腫瘤);2、皮(pi)(pi)膚粗糙、毛孔粗大、細小皺(zhou)紋(wen)(wen)等皮(pi)(pi)膚老化表現以及(ji)炎性(xing)痤(cuo)瘡或痤(cuo)瘡后瘢痕等。
高能超脈(mo)沖激光(guang)能夠把周圍組織(zhi)的(de)(de)熱(re)(re)損傷降到最低(di)程度。微小皺紋和凹陷(xian)疤痕也可進行精確磨(mo)(mo)削。超脈(mo)沖激光(guang)能避免以往機械磨(mo)(mo)皮(pi)法、化學(xue)剝(bo)脫術出血(xue)多,飛濺的(de)(de)血(xue)液、組織(zhi)細屑可使(shi)病(bing)(bing)毒在病(bing)(bing)人(ren)與病(bing)(bing)人(ren)間(jian)、病(bing)(bing)人(ren)與醫務(wu)人(ren)員間(jian)傳(chuan)播等不足,通過(guo)氣(qi)化病(bing)(bing)變(bian)組織(zhi)來(lai)徹底消除皮(pi)膚損害(hai),并使(shi)正常皮(pi)膚的(de)(de)熱(re)(re)損傷極小,這一過(guo)程的(de)(de)作用(yong)時間(jian)快于使(shi)周圍的(de)(de)正常組織(zhi)也被加(jia)熱(re)(re)的(de)(de)所需時間(jian),具有磨(mo)(mo)皮(pi)去皺的(de)(de)功能。
軍事
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)是一種(zhong)利用(yong)定向(xiang)發射(she)(she)的激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)直接毀傷目(mu)標或(huo)使之失效的定向(xiang)能武(wu)器(qi)(qi)。根據作戰(zhan)用(yong)途的不(bu)同(tong),激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)可分為(wei)戰(zhan)術(shu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)和(he)戰(zhan)略激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)兩大類(lei)。武(wu)器(qi)(qi)系(xi)統主要(yao)由激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)和(he)跟(gen)蹤、瞄準(zhun)、發射(she)(she)裝(zhuang)置等部分組成,2013年通常采用(yong)的激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)有(you)化學激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、固體激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)等。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)具有(you)攻擊速度快、轉向(xiang)靈活(huo)、可實現精確打擊、不(bu)受(shou)電磁干(gan)擾等優(you)點,但也存在易受(shou)天氣和(he)環境影響等弱點。
激光武器(qi)(qi)(qi)已有30多年(nian)的發展歷(li)史,其關鍵(jian)技術(shu)也(ye)已取得(de)突破,美國、俄羅斯(si)、法國、以色列等國都成功(gong)進行了各種激光打(da)靶試驗。2013年(nian)低能激光武器(qi)(qi)(qi)已經投入(ru)使(shi)用(yong),主(zhu)要用(yong)于干擾和(he)(he)(he)致盲較近(jin)距離的光電(dian)傳感器(qi)(qi)(qi),以及攻擊人眼和(he)(he)(he)一些增強型觀測設備;高(gao)能激光武器(qi)(qi)(qi)主(zhu)要采(cai)用(yong)化學(xue)激光器(qi)(qi)(qi),按照現有的水平,今后5—10年(nian)內(nei)可望在地面和(he)(he)(he)空中平臺上部(bu)署使(shi)用(yong),用(yong)于戰(zhan)術(shu)防空、戰(zhan)區反導和(he)(he)(he)反衛星作戰(zhan)等。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)特(te)點高(gao)度集(ji)束(shu)的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang),能(neng)量也非(fei)常(chang)集(ji)中(zhong)。舉(ju)例說;在日常(chang)生活中(zhong)我們認為太(tai)(tai)陽是(shi)(shi)非(fei)常(chang)亮的(de)(de),但(dan)一(yi)(yi)臺巨脈沖紅寶石激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)發(fa)出的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)卻(que)比太(tai)(tai)陽還(huan)亮200億倍。當然(ran),激(ji)(ji)光(guang)(guang)比太(tai)(tai)陽還(huan)亮,并不(bu)是(shi)(shi)因(yin)為它的(de)(de)總能(neng)量比太(tai)(tai)陽還(huan)大,而是(shi)(shi)由于它的(de)(de)能(neng)量非(fei)常(chang)集(ji)中(zhong)。例如,紅寶石激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)發(fa)出的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)射束(shu),能(neng)穿透一(yi)(yi)張1/3厘米厚的(de)(de)鋼板(ban),但(dan)總能(neng)量卻(que)不(bu)足以(yi)煮(zhu)熟一(yi)(yi)個雞蛋。
激(ji)光作為(wei)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi),有(you)很多獨特的優點。首先,它(ta)(ta)可以用(yong)(yong)光速飛行,每(mei)秒30萬公里,任何武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)都沒有(you)這樣高的速度。它(ta)(ta)一(yi)旦(dan)瞄準,幾乎不要什么時間就立刻擊中目標,用(yong)(yong)不著(zhu)考(kao)慮提前(qian)量。另外,它(ta)(ta)可以在極(ji)小的面積(ji)上(shang)、在極(ji)短的時間里集中超(chao)過(guo)(guo)核武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)100萬倍的能量,還能很靈(ling)活地改變方(fang)向,沒有(you)任何發射性(xing)污染。激(ji)光武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)分為(wei)三類:一(yi)是致盲型。(激(ji)光劍)前(qian)面我(wo)們講過(guo)(guo)的機載致盲武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi),就屬于這一(yi)類。二是近距(ju)(ju)離戰術型,可用(yong)(yong)來擊落導(dao)彈(dan)和飛機。1978年美(mei)國進行的用(yong)(yong)激(ji)光打陶式反(fan)坦克導(dao)彈(dan)的試驗,就是用(yong)(yong)的這類武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)。還有(you)科幻電影中,通過(guo)(guo)對激(ji)光武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)的形變,產生的激(ji)光盾(dun)翼(yi)三是遠距(ju)(ju)離戰略型。這類的研(yan)制困難(nan)最大(da),但一(yi)旦(dan)成(cheng)功,作用(yong)(yong)也最大(da),它(ta)(ta)可以反(fan)衛星、反(fan)洲(zhou)際彈(dan)道導(dao)彈(dan),成(cheng)為(wei)最先進的防御武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)。
激(ji)(ji)光(guang)怎樣擊毀目標呢?科學家們認(ren)為有兩個(ge)方面:一(yi)是穿(chuan)孔(kong)(kong),二是層裂(lie)。所(suo)謂穿(chuan)孔(kong)(kong),就(jiu)是高功率密度的(de)激(ji)(ji)光(guang)束使(shi)靶(ba)(ba)材表(biao)面急劇熔(rong)化,進而(er)汽(qi)化蒸發,汽(qi)化物(wu)質向(xiang)外噴(pen)(pen)射,反(fan)沖(chong)力形成(cheng)(cheng)沖(chong)擊波,在靶(ba)(ba)材上穿(chuan)一(yi)個(ge)孔(kong)(kong)。所(suo)謂層裂(lie),就(jiu)是靶(ba)(ba)材表(biao)面吸收激(ji)(ji)光(guang)能(neng)量后,原(yuan)子被電離,形成(cheng)(cheng)等離體“云(yun)”。“云(yun)”向(xiang)外膨脹噴(pen)(pen)射形成(cheng)(cheng)應力波向(xiang)深處傳(chuan)播。應力波的(de)反(fan)射造成(cheng)(cheng)靶(ba)(ba)材被拉斷,形成(cheng)(cheng)“層裂(lie)”破(po)壞(huai)。除此以外,等離子體“云(yun)”還能(neng)輻射紫外線或X光(guang),破(po)壞(huai)目標結構和電子元件(jian)。激(ji)(ji)光(guang)武器(qi)作用的(de)面積很小,但破(po)壞(huai)在目標的(de)關鍵(jian)部位上,可造成(cheng)(cheng)目標的(de)毀滅性(xing)破(po)壞(huai)。這和驚天動地的(de)核武器(qi)相比,完全是兩種風格。
激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)類:不(bu)(bu)同(tong)(tong)功率(lv)(lv)密(mi)度,不(bu)(bu)同(tong)(tong)輸(shu)出(chu)波形(xing),不(bu)(bu)同(tong)(tong)波長的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),在與不(bu)(bu)同(tong)(tong)目標材料相互作(zuo)用(yong)時(shi)(shi),會產生不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)殺(sha)傷(shang)破壞效應。用(yong)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)作(zuo)為(wei)(wei)“死光(guang)(guang)(guang)(guang)”武(wu)器(qi)(qi),不(bu)(bu)能像在激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)加工(gong)(gong)中那樣(yang)借(jie)助于(yu)透鏡聚焦,而必須大大提高激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)功率(lv)(lv),作(zuo)戰時(shi)(shi)可(ke)根據不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)需要(yao)選擇適當(dang)的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)。2013年時(shi)(shi),激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)種類繁多,名稱各異,有(you)(you)體積整整占據一幢大樓、功率(lv)(lv)為(wei)(wei)上萬億(yi)瓦(wa)、用(yong)于(yu)引發(fa)(fa)核聚變的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi),也有(you)(you)比(bi)人(ren)的(de)(de)(de)(de)指甲還(huan)小、輸(shu)出(chu)功率(lv)(lv)僅有(you)(you)幾毫(hao)瓦(wa)、用(yong)于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)電通信(xin)的(de)(de)(de)(de)半導體激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)。按(an)工(gong)(gong)作(zuo)介(jie)質區分(fen)(fen)(fen),目前有(you)(you)固(gu)體激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、液體激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)和(he)分(fen)(fen)(fen)子型(xing)(xing)、離子型(xing)(xing)、準分(fen)(fen)(fen)子型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)氣體激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)等(deng)。同(tong)(tong)時(shi)(shi),按(an)其(qi)發(fa)(fa)射位置可(ke)分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)天基(ji)(ji)、陸基(ji)(ji)、艦載、車載和(he)機載等(deng)類型(xing)(xing),按(an)其(qi)用(yong)途還(huan)可(ke)分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)戰術型(xing)(xing)和(he)戰略型(xing)(xing)兩類。
1.戰(zhan)術激(ji)光武器
戰(zhan)術激(ji)光(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)是利用激(ji)光(guang)作為能量(liang),是像常規武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)那樣直接殺傷敵方人(ren)(ren)員、擊(ji)毀坦(tan)克(ke)、飛機等(deng),打(da)擊(ji)距(ju)離(li)一(yi)(yi)般可達20公里。這種(zhong)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要代表有(you)激(ji)光(guang)槍(qiang)和激(ji)光(guang)炮,它們(men)能夠發出(chu)很強的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)束來打(da)擊(ji)敵人(ren)(ren)。1978年3月,世(shi)界上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)第一(yi)(yi)支激(ji)光(guang)槍(qiang)在美國(guo)誕生(sheng)。激(ji)光(guang)槍(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)樣式(shi)與普通步槍(qiang)沒有(you)太大區(qu)別,主(zhu)要由(you)四大部分組成(cheng):激(ji)光(guang)器(qi)(qi)、激(ji)勵(li)器(qi)(qi)、擊(ji)發器(qi)(qi)和槍(qiang)托。2013年,國(guo)外已(yi)有(you)一(yi)(yi)種(zhong)紅寶石袖珍式(shi)激(ji)光(guang)槍(qiang),外形(xing)和大小與美國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)派克(ke)鋼筆(bi)相(xiang)當(dang)。但它能在距(ju)人(ren)(ren)幾米之外燒(shao)毀衣服、燒(shao)穿皮肉,且無聲(sheng)響,在不(bu)知(zhi)不(bu)覺中(zhong)致人(ren)(ren)死命,并(bing)可在一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)內(nei),使(shi)(shi)火藥爆炸,使(shi)(shi)夜視儀、紅外或(huo)激(ji)光(guang)測距(ju)儀等(deng)光(guang)電設備失(shi)(shi)效。還有(you)7種(zhong)稍大重(zhong)量(liang)與機槍(qiang)相(xiang)仿的(de)(de)(de)(de)(de)小巧激(ji)光(guang)槍(qiang),能擊(ji)穿銅盔,在1500米的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)上(shang)燒(shao)傷皮肉、致瞎(xia)眼睛等(deng)。戰(zhan)術激(ji)光(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)"挖眼術"不(bu)但能造成(cheng)飛機失(shi)(shi)控(kong)、機毀人(ren)(ren)亡,或(huo)使(shi)(shi)炮手(shou)喪(sang)失(shi)(shi)戰(zhan)斗能力,而且由(you)于(yu)參戰(zhan)士兵不(bu)知(zhi)對(dui)方激(ji)光(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)會(hui)在何(he)(he)時何(he)(he)地出(chu)現,常常受到(dao)沉(chen)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)心理壓力。因此(ci),激(ji)光(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)又具(ju)有(you)常規武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)所不(bu)具(ju)備的(de)(de)(de)(de)(de)威(wei)懾(she)作用。1982年英(ying)阿馬島戰(zhan)爭中(zhong),英(ying)國(guo)在航空母艦和各類護衛艦上(shang)就(jiu)安裝(zhuang)有(you)激(ji)光(guang)致盲武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi),曾使(shi)(shi)阿根廷的(de)(de)(de)(de)(de)多架飛機失(shi)(shi)控(kong)、墜毀或(huo)誤(wu)入英(ying)軍的(de)(de)(de)(de)(de)射擊(ji)火網。
2.戰略激(ji)光武器
戰(zhan)(zhan)略(lve)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)可攻(gong)擊(ji)(ji)數千(qian)公里(li)之外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)洲(zhou)際導(dao)(dao)彈(dan)(dan);可攻(gong)擊(ji)(ji)太空中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偵(zhen)察衛(wei)(wei)星(xing)(xing)和(he)通(tong)信(xin)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)等(deng)。例如(ru),1975年(nian)11月,美國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)顆監視導(dao)(dao)彈(dan)(dan)發(fa)(fa)射井(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偵(zhen)察衛(wei)(wei)星(xing)(xing)在(zai)飛抵(di)西(xi)伯利亞上(shang)空時(shi),被前蘇聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“反(fan)(fan)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)”陸基激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)擊(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong),并變(bian)成“瞎子(zi)(zi)”。因此,高(gao)(gao)基高(gao)(gao)能(neng)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)是(shi)(shi)奪取(qu)宇(yu)宙(zhou)空間(jian)(jian)優(you)勢(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)想武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)之一(yi),也是(shi)(shi)軍事大(da)(da)國不惜耗費巨資進(jin)行(xing)激(ji)烈爭(zheng)奪的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)根(gen)本原因。據外刊透露,自(zi)70年(nian)代(dai)以來,美俄兩(liang)(liang)國都分(fen)別(bie)以多種(zhong)名(ming)義進(jin)行(xing)了數十次(ci)反(fan)(fan)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試驗(yan)。2013年(nian),反(fan)(fan)戰(zhan)(zhan)略(lve)導(dao)(dao)彈(dan)(dan)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)制種(zhong)類(lei)有(you)化學激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、準分(fen)子(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、自(zi)由電(dian)子(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)和(he)調射線(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)。例如(ru):自(zi)由電(dian)子(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)具有(you)輸出功率大(da)(da)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)質(zhi)量好、轉換效率高(gao)(gao)、可調范圍寬等(deng)優(you)點(dian)。但(dan)是(shi)(shi),自(zi)由電(dian)子(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)體積(ji)龐大(da)(da),只適宜安裝(zhuang)在(zai)地面上(shang),供陸基激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)使(shi)用。作戰(zhan)(zhan)時(shi),強激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)首先射到(dao)處于空間(jian)(jian)高(gao)(gao)軌道上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)反(fan)(fan)射鏡(jing)。中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)反(fan)(fan)射鏡(jing)將激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)反(fan)(fan)射到(dao)處于低軌道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作戰(zhan)(zhan)反(fan)(fan)射鏡(jing),作戰(zhan)(zhan)反(fan)(fan)射鏡(jing)再使(shi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)瞄準目標,實(shi)施攻(gong)擊(ji)(ji)。通(tong)過這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)次(ci)反(fan)(fan)射,設置在(zai)地面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由電(dian)子(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi),就可攻(gong)擊(ji)(ji)從世界上(shang)任何地方發(fa)(fa)射的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)略(lve)導(dao)(dao)彈(dan)(dan)。高(gao)(gao)基高(gao)(gao)能(neng)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)是(shi)(shi)高(gao)(gao)能(neng)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)(wu)器(qi)與航天器(qi)相結合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產物。當這種(zhong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)沿著空間(jian)(jian)軌道游弋時(shi),一(yi)旦(dan)發(fa)(fa)現(xian)對(dui)(dui)方目標,即可投入戰(zhan)(zhan)斗。由于它(ta)部(bu)署在(zai)宇(yu)宙(zhou)空間(jian)(jian),居高(gao)(gao)臨下(xia),視野廣闊,更是(shi)(shi)如(ru)虎添(tian)翼。在(zai)實(shi)際戰(zhan)(zhan)斗中(zhong)(zhong)(zhong),可用它(ta)對(dui)(dui)對(dui)(dui)方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空中(zhong)(zhong)(zhong)目標實(shi)施閃(shan)電(dian)般(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)攻(gong)擊(ji)(ji),以摧毀對(dui)(dui)方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偵(zhen)察衛(wei)(wei)星(xing)(xing)、預警衛(wei)(wei)星(xing)(xing)、通(tong)信(xin)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)、氣象(xiang)衛(wei)(wei)星(xing)(xing),甚(shen)至能(neng)將對(dui)(dui)方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)洲(zhou)際導(dao)(dao)彈(dan)(dan)摧毀在(zai)助推的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升階段。
3.激光動力(li)推進器(qi)
既然太陽不足(zu)以推(tui)動(dong)恒(heng)星際太空飛船,于是有科學家提出(chu)了激光動(dong)力(li)推(tui)進器(qi)技術,利用(yong)一束(shu)強大的(de)激光讓物(wu)體飛行。
激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)雷(lei)(lei)達(da)(da)(laser radar)是(shi)指用激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)作為(wei)輻射(she)(she)源的(de)(de)雷(lei)(lei)達(da)(da)。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)雷(lei)(lei)達(da)(da)是(shi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)技術(shu)與(yu)雷(lei)(lei)達(da)(da)技術(shu)相結(jie)合的(de)(de)產物。由發射(she)(she)機、天線、接(jie)收(shou)機、跟(gen)蹤架及(ji)信(xin)息(xi)處(chu)理等部(bu)分組成。發射(she)(she)機是(shi)各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi),如二(er)氧化碳激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)、摻釹釔鋁石榴石激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)、半導體(ti)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)及(ji)波(bo)長可調(diao)諧(xie)的(de)(de)固體(ti)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)等;天線是(shi)光(guang)學望遠鏡;接(jie)收(shou)機采(cai)用各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)光(guang)電探測(ce)(ce)器(qi)(qi),如光(guang)電倍(bei)增(zeng)管、半導體(ti)光(guang)電二(er)極(ji)管、雪崩光(guang)電二(er)極(ji)管、紅外(wai)和可見光(guang)多元(yuan)探測(ce)(ce)器(qi)(qi)件等。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)雷(lei)(lei)達(da)(da)采(cai)用脈沖或連續(xu)波(bo)2種(zhong)工(gong)作方式(shi),探測(ce)(ce)方法分直(zhi)接(jie)探測(ce)(ce)與(yu)外(wai)差探測(ce)(ce)。
通信
激(ji)光(guang)通信,是激(ji)光(guang)在大氣空(kong)間傳輸的一種通信方式(shi)。激(ji)光(guang)大氣通信的發送設備主要由激(ji)光(guang)器(光(guang)源)、光(guang)調制器、光(guang)學發射天(tian)線(xian)(透鏡)等(deng)組成;接(jie)收設備主要由光(guang)學接(jie)收天(tian)線(xian)、光(guang)檢測(ce)器等(deng)組成。
信(xin)息(xi)發送時(shi),先(xian)轉換成電(dian)信(xin)號(hao),再由光(guang)調制器將(jiang)其調制在激(ji)光(guang)器產生的激(ji)光(guang)束上,經光(guang)學(xue)天(tian)線發射出(chu)去(qu)。信(xin)息(xi)接(jie)(jie)(jie)收時(shi),光(guang)學(xue)接(jie)(jie)(jie)收天(tian)線將(jiang)接(jie)(jie)(jie)收到的光(guang)信(xin)號(hao)聚(ju)焦后,送至光(guang)檢測器恢復成電(dian)信(xin)號(hao),再還原為(wei)信(xin)息(xi)。大(da)氣激(ji)光(guang)通(tong)(tong)信(xin)的容量大(da)、保(bao)密(mi)性好(hao),不受(shou)電(dian)磁干(gan)擾。但(dan)激(ji)光(guang)在大(da)氣中傳輸(shu)時(shi)受(shou)雨、霧(wu)、雪(xue)、霜等影響,衰耗要增大(da),故一般用于邊防(fang)、海(hai)島、跨(kua)越江河等近距離通(tong)(tong)信(xin),以及大(da)氣層(ceng)外的衛星間通(tong)(tong)信(xin)和深空通(tong)(tong)信(xin)。
早(zao)期(qi)的(de)(de)激(ji)光(guang)大氣通(tong)信(xin)所用光(guang)源多數為二氧化碳激(ji)光(guang)器(qi)(qi)、氦-氖激(ji)光(guang)器(qi)(qi)等。二氧化碳激(ji)光(guang)器(qi)(qi)輸出激(ji)光(guang)波(bo)長為10.6微米,此波(bo)長正好(hao)處在大氣信(xin)道傳(chuan)輸的(de)(de)低損耗窗口,是較為理(li)想(xiang)的(de)(de)通(tong)信(xin)光(guang)源。從(cong)70年代末到80年代中期(qi),由(you)于在技術實現上難以解決好(hao)全天候、高機動性、高靈活性、穩(wen)定性等問題(ti),激(ji)光(guang)大氣通(tong)信(xin)的(de)(de)研究陷入低潮。
1988年(nian),巴(ba)西(xi)宣布研制(zhi)成功(gong)一種(zhong)便攜式半導體激(ji)(ji)光大氣通(tong)(tong)(tong)信(xin)系統。這(zhe)種(zhong)通(tong)(tong)(tong)過激(ji)(ji)光器(qi)聯通(tong)(tong)(tong)線路的軍用紅(hong)外通(tong)(tong)(tong)信(xin)裝(zhuang)置,其外形如(ru)同一架雙筒(tong)望(wang)遠鏡(jing),在上面安裝(zhuang)了(le)激(ji)(ji)光二極管和(he)麥克風(feng)。使用時(shi),一方將雙筒(tong)鏡(jing)對(dui)準另一方即(ji)可實現(xian)通(tong)(tong)(tong)信(xin),通(tong)(tong)(tong)信(xin)距(ju)(ju)離為1千(qian)米,如(ru)果(guo)將光學天線固(gu)定下(xia)來,通(tong)(tong)(tong)信(xin)距(ju)(ju)離可達15千(qian)米。1989年(nian),美國成功(gong)地研制(zhi)出一種(zhong)短距(ju)(ju)離、隱(yin)蔽式的大氣激(ji)(ji)光通(tong)(tong)(tong)信(xin)系統。1990年(nian),美國試驗(yan)了(le)適(shi)用于(yu)特(te)種(zhong)戰爭和(he)低強度戰爭需要(yao)的紫外光波通(tong)(tong)(tong)信(xin),這(zhe)種(zhong)通(tong)(tong)(tong)信(xin)系統完全符合(he)戰術任務的要(yao)求,通(tong)(tong)(tong)信(xin)距(ju)(ju)離為2~5千(qian)米;如(ru)果(guo)對(dui)光束進(jin)行適(shi)當(dang)處理,通(tong)(tong)(tong)信(xin)距(ju)(ju)離可達5~10千(qian)米。
90年代初(chu),俄(e)羅斯研(yan)制(zhi)成功了大(da)功率半導(dao)(dao)體激(ji)光(guang)(guang)器(qi),并開(kai)始了激(ji)光(guang)(guang)大(da)氣(qi)通(tong)信系統(tong)技術的實用化研(yan)究(jiu)。不(bu)久(jiu)便(bian)推出了10千(qian)米以(yi)內的半導(dao)(dao)體激(ji)光(guang)(guang)大(da)氣(qi)通(tong)信系統(tong)并在(zai)(zai)(zai)莫斯科、瓦(wa)洛涅(nie)(nie)什、圖拉(la)等城市應用。在(zai)(zai)(zai)瓦(wa)涅(nie)(nie)什河兩岸相距(ju)4千(qian)米的兩個(ge)電站之間,架(jia)設起了半導(dao)(dao)體激(ji)光(guang)(guang)大(da)氣(qi)通(tong)信系統(tong),該系統(tong)可(ke)同時(shi)傳(chuan)輸8路(lu)數(shu)字電話。在(zai)(zai)(zai)距(ju)離瓦(wa)洛涅(nie)(nie)什城約200千(qian)米以(yi)及(ji)在(zai)(zai)(zai)距(ju)莫斯科不(bu)遠(yuan)的地(di)方,也開(kai)通(tong)了半導(dao)(dao)體激(ji)光(guang)(guang)大(da)氣(qi)通(tong)信系統(tong)線路(lu)。
隨著半(ban)導體激(ji)光器的不(bu)斷成(cheng)熟、光學天(tian)線制(zhi)作技術的不(bu)斷完善、信號壓縮編碼等(deng)技術的合理使(shi)用(yong),激(ji)光大(da)氣通(tong)信正重新煥(huan)發出生機。
激光測速
激光(guang)測(ce)速(su)是對(dui)被測(ce)物(wu)體進行(xing)兩(liang)次有特定(ding)時(shi)間(jian)間(jian)隔的(de)(de)激光(guang)測(ce)距(ju),取得在該一(yi)時(shi)段(duan)內被測(ce)物(wu)體的(de)(de)移動距(ju)離,從而得到該被測(ce)物(wu)體的(de)(de)移動速(su)度。因(yin)此,激光(guang)測(ce)速(su)具有以下幾個特點:
1、由于該激(ji)光光束(shu)基本為射(she)線,估測(ce)速距離(li)相(xiang)對于雷(lei)達測(ce)速有效距離(li)遠,可測(ce)1000M外;
2、測(ce)速精(jing)度高,誤差<1公里;
3、鑒于(yu)(yu)激(ji)光測速的原理,激(ji)光光束必須要瞄準垂直與(yu)激(ji)光光束的平面反(fan)射(she)點,又由于(yu)(yu)被測車(che)輛距離太遠、且處于(yu)(yu)移動狀態(tai),或者車(che)體平面不(bu)大,而導致(zhi)激(ji)光測速成功(gong)率低、難度(du)(du)大,特(te)別是執勤警員的工作(zuo)強度(du)(du)很(hen)大、很(hen)易疲勞;
4、鑒于(yu)激光測速(su)的(de)原理,激光測速(su)器不(bu)可能(neng)(neng)具備在運動(dong)中使用(yong),只能(neng)(neng)在靜(jing)止狀態下(xia)應用(yong);因此,激光測速(su)儀不(bu)能(neng)(neng)稱之(zhi)為(wei)“流動(dong)電(dian)子警(jing)察”。在靜(jing)止狀態下(xia)使用(yong)時,司機很容易(yi)發現有(you)檢測,因此達不(bu)到預期目的(de);
5、價格(ge)昂貴,2013年經過正規途徑進口的(de)激光測速儀(yi)(不含取景和控(kong)制部分(fen))價格(ge)至少在一萬美金左右。
工業
激(ji)光在工業(ye)上,也應(ying)用極(ji)為(wei)廣泛,因為(wei)激(ji)光在激(ji)光束(shu)聚(ju)焦在材(cai)料表面的(de)(de)(de)時候能夠使(shi)材(cai)料熔化,使(shi)激(ji)光束(shu)與材(cai)料沿一定(ding)軌跡作(zuo)相對運動,從(cong)而形成一定(ding)形狀的(de)(de)(de)切縫。七十年代后(hou),為(wei)了改善(shan)和提高火(huo)焰切割的(de)(de)(de)切口質量,又推廣了氧乙(yi)烷精(jing)密(mi)火(huo)焰切割和等離子切割。在工業(ye)生產中有一定(ding)的(de)(de)(de)適用范圍。
激光玻璃
激(ji)(ji)光(guang)玻璃(li)(li)是一種以玻璃(li)(li)為(wei)基質的固體激(ji)(ji)光(guang)材(cai)料。它廣泛應(ying)用(yong)于各類型(xing)固體激(ji)(ji)光(guang)光(guang)器中,并成為(wei)高(gao)(gao)功率和(he)高(gao)(gao)能量激(ji)(ji)光(guang)器的主要激(ji)(ji)光(guang)材(cai)料。
激(ji)光(guang)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃由基(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃和激(ji)活離(li)(li)子(zi)(zi)兩部分組成。激(ji)光(guang)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃各種物理化學(xue)性質(zhi)(zhi)(zhi)主要(yao)由基(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃決定,而(er)它的(de)(de)光(guang)譜(pu)性質(zhi)(zhi)(zhi)則主要(yao)由激(ji)活離(li)(li)子(zi)(zi)決定。但是基(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃與激(ji)活離(li)(li)子(zi)(zi)彼(bi)此間互相作用,所(suo)以激(ji)活離(li)(li)子(zi)(zi)對激(ji)光(guang)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃的(de)(de)物理化學(xue)性質(zhi)(zhi)(zhi)有一定的(de)(de)影(ying)(ying)響,而(er)基(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃對它的(de)(de)光(guang)譜(pu)性質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)影(ying)(ying)響有時還是相當重要(yao)的(de)(de)。
激光冷卻
激(ji)光(guang)冷卻(que)(laser cooling)利用(yong)激(ji)光(guang)和(he)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)的(de)相(xiang)互(hu)作用(yong)減速(su)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)運動以(yi)獲得超低(di)溫原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)的(de)高新技術。這一(yi)重要技術早期的(de)主要目(mu)的(de)是(shi)為了(le)精確測量各種(zhong)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)參(can)數,用(yong)于高分辨(bian)率激(ji)光(guang)光(guang)譜和(he)超高精度的(de)量子(zi)(zi)頻標(原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)鐘(zhong)),后來卻(que)成為實現原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)玻色-愛(ai)(ai)因(yin)斯坦凝聚(ju)的(de)關鍵實驗(yan)方法。激(ji)光(guang)冷卻(que)有許多應用(yong),如:原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)光(guang)學、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)刻蝕、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)鐘(zhong)、光(guang)學晶格(ge)、光(guang)鑷子(zi)(zi)、玻色-愛(ai)(ai)因(yin)斯坦凝聚(ju)、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)激(ji)光(guang)、高分辨(bian)率光(guang)譜以(yi)及光(guang)和(he)物質的(de)相(xiang)互(hu)作用(yong)的(de)基礎研究等(deng)等(deng)。
激光光譜
光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(laser spectra)以(yi)(yi)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜技(ji)術(shu)。與普通光(guang)(guang)(guang)(guang)源相(xiang)比,激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)源具有單(dan)色性(xing)好、亮度(du)高、方向性(xing)強和相(xiang)干性(xing)強等特點,是用來研究(jiu)光(guang)(guang)(guang)(guang)與物質的(de)(de)相(xiang)互作用,從而辨認物質及(ji)(ji)其(qi)所在體系(xi)的(de)(de)結構、組(zu)成、狀態(tai)及(ji)(ji)其(qi)變(bian)化的(de)(de)理(li)想光(guang)(guang)(guang)(guang)源。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)出現使原(yuan)有的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜技(ji)術(shu)在靈敏度(du)和分(fen)辨率方面(mian)得(de)到很大的(de)(de)改善。由于(yu)已能獲得(de)強度(du)極(ji)高、脈(mo)沖(chong)寬(kuan)度(du)極(ji)窄的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),對多光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)過程、非線性(xing)光(guang)(guang)(guang)(guang)化學過程以(yi)(yi)及(ji)(ji)分(fen)子(zi)被(bei)激(ji)(ji)發(fa)后(hou)的(de)(de)弛豫過程的(de)(de)觀(guan)察(cha)成為(wei)可能,并分(fen)別(bie)發(fa)展成為(wei)新的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜技(ji)術(shu)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜學已成為(wei)與物理(li)學、化學、生物學及(ji)(ji)材(cai)料科學等密切相(xiang)關的(de)(de)研究(jiu)領域。
激光傳感器
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(laser transducer)利(li)用激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)技(ji)術(shu)進行測(ce)量(liang)的傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。它由激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)檢測(ce)器(qi)(qi)和測(ce)量(liang)電(dian)路(lu)組成。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)是(shi)(shi)新型測(ce)量(liang)儀表,它的優(you)點是(shi)(shi)能實現(xian)無接觸遠距離測(ce)量(liang),速度快,精(jing)度高,量(liang)程大,抗光(guang)(guang)(guang)、電(dian)干擾能力強等。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)是(shi)(shi)最準的尺。
激光測云儀
利(li)用激光在大氣層中的(de)(de)衰(shuai)減(jian)來判(pan)斷云(yun)層。具(ju)體的(de)(de)是當激光在大氣層中傳越時,由于發射的(de)(de)能(neng)量(liang)與接(jie)收的(de)(de)能(neng)量(liang)之間有(you)能(neng)量(liang)差(cha),利(li)用能(neng)量(liang)的(de)(de)衰(shuai)減(jian)度與云(yun)層的(de)(de)水分子(zi)的(de)(de)含量(liang)多少來判(pan)斷云(yun)層結構和(he)距離的(de)(de)儀器。
核聚變
我(wo)國著名物理學(xue)家王淦昌院士(shi)(shi)1964年就提出(chu)了激光核(he)聚變的(de)(de)初步(bu)理論,從而(er)使我(wo)國在這一(yi)領域的(de)(de)科研(yan)工作(zuo)走在當時世界各國的(de)(de)前列。1974年,我(wo)國采用一(yi)路激光驅動(dong)聚氘(dao)(dao)乙烯靶發生(sheng)核(he)反應,并觀察到氘(dao)(dao)氘(dao)(dao)反應產生(sheng)的(de)(de)中子。此外,著名理論物理學(xue)家于(yu)敏院士(shi)(shi)在20世紀(ji)70年代(dai)中期(qi)就提出(chu)了激光通(tong)過(guo)入射(she)口、打進重金屬外殼包圍(wei)的(de)(de)空腔、以X光輻射(she)驅動(dong)方(fang)式實現激光核(he)聚變的(de)(de)概念(nian)。1986年,我(wo)國激光核(he)聚變實驗裝置“神(shen)光”研(yan)制成功,聶榮臻元帥還專(zhuan)門寫信(xin)祝賀。