光(guang)與物質(zhi)的相互作用,實質(zhi)上是組成物質(zhi)的微(wei)觀粒子(zi)(zi)吸(xi)收或輻射光(guang)子(zi)(zi),同時改(gai)變自身運動(dong)狀(zhuang)況的表現。
微(wei)觀粒子(zi)(zi)都(dou)具有特定的一套能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)(ji)(通常(chang)這些能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)(ji)是分立(li)的)。任(ren)一時(shi)(shi)刻粒子(zi)(zi)只能(neng)(neng)(neng)(neng)處在(zai)與(yu)某一能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)(ji)相(xiang)對應的狀態(或者簡單(dan)地表述為處在(zai)某一個能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)(ji)上)。與(yu)光(guang)子(zi)(zi)相(xiang)互作用時(shi)(shi),粒子(zi)(zi)從一個能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)(ji)躍遷(qian)到另一個能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)(ji),并相(xiang)應地吸收或輻射光(guang)子(zi)(zi)。光(guang)子(zi)(zi)的能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)值為此兩能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)(ji)(ji)(ji)的能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)差(cha)△E,頻率為ν=△E/h(h為普朗克常(chang)量(liang)(liang))。
1.受激吸收(簡稱(cheng)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),吸(xi)收了能(neng)量時(shi),躍遷到與此能(neng)量相(xiang)對應(ying)的較(jiao)高能(neng)級。這(zhe)種躍遷稱為(wei)受激吸(xi)收。
2.自發輻射
粒子受到激發(fa)而進入的激發(fa)態(tai)(tai),不是粒子的穩定(ding)狀態(tai)(tai),如存在著可以接納粒子的較低(di)能(neng)級,即使沒有(you)外界作用(yong),粒子也有(you)一(yi)定(ding)的概(gai)率(lv),自(zi)發(fa)地從高能(neng)級激發(fa)態(tai)(tai)(E2)向(xiang)低(di)能(neng)級基態(tai)(tai)(E1)躍遷,同時(shi)輻射(she)(she)出(chu)能(neng)量為(E2-E1)的光子,光子頻率(lv)ν=(E2-E1)/h。這種輻射(she)(she)過程稱(cheng)為自(zi)發(fa)輻射(she)(she)。眾(zhong)多原子以自(zi)發(fa)輻射(she)(she)發(fa)出(chu)的光,不具有(you)相位、偏振態(tai)(tai)、傳(chuan)播(bo)方向(xiang)上的一(yi)致(zhi),是物理(li)上所說的非相干光。
3.受激(ji)輻射(she)、激(ji)光
1917年,愛因(yin)斯坦從(cong)理論上指(zhi)出:除(chu)自發(fa)輻(fu)射(she)外,處于(yu)高能(neng)級(ji)E2上的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)還(huan)可以另(ling)一(yi)方式(shi)躍遷(qian)到較低(di)能(neng)級(ji)。他指(zhi)出當頻率(lv)為ν=(E2-E1)/h的(de)(de)光子(zi)(zi)入射(she)時,也會引發(fa)粒(li)子(zi)(zi)以一(yi)定的(de)(de)概率(lv),迅速地從(cong)能(neng)級(ji)E2躍遷(qian)到能(neng)級(ji)E1,同時輻(fu)射(she)一(yi)個(ge)與外來光子(zi)(zi)頻率(lv)、相(xiang)位、偏振態以及傳播方向(xiang)都相(xiang)同的(de)(de)光子(zi)(zi),這(zhe)個(ge)過程稱為受(shou)激輻(fu)射(she)。
可以設想,如果大量原子(zi)(zi)(zi)(zi)處(chu)在高能級E2上,當有一個(ge)頻(pin)率(lv)ν=(E2-E1)/h的(de)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)入(ru)射,從而激勵E2上的(de)原子(zi)(zi)(zi)(zi)產生受激輻射,得到兩個(ge)特(te)征完(wan)全相同的(de)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi),這(zhe)兩個(ge)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)再激勵E2能級上原子(zi)(zi)(zi)(zi),又使其產生受激輻射,可得到四個(ge)特(te)征相同的(de)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi),這(zhe)意味著原來的(de)光(guang)信號被放(fang)大了。這(zhe)種(zhong)在受激輻射過程中產生并被放(fang)大的(de)光(guang)就是(shi)激光(guang)。
愛(ai)因(yin)斯(si)坦1917提出受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)(she),激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器卻在(zai)(zai)1960年問(wen)世(shi),相(xiang)隔43年,為(wei)什么?主(zhu)要原因(yin)是,普通光(guang)(guang)(guang)源(yuan)中粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)產(chan)生(sheng)受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)(she)的(de)(de)概率(lv)極小(xiao)。當(dang)頻率(lv)一定的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)射(she)(she)入(ru)工作物質時(shi),受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)(she)和受激(ji)(ji)吸收(shou)兩過(guo)程(cheng)同(tong)時(shi)存在(zai)(zai),受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)(she)使(shi)光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)增加,受激(ji)(ji)吸收(shou)卻使(shi)光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)減小(xiao)。物質處(chu)(chu)于(yu)(yu)熱平(ping)衡態時(shi),粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)各能(neng)(neng)(neng)級上的(de)(de)分(fen)(fen)布(bu),遵(zun)循平(ping)衡態下(xia)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)統(tong)計分(fen)(fen)布(bu)律(lv)(lv)。按(an)統(tong)計分(fen)(fen)布(bu)規律(lv)(lv),處(chu)(chu)在(zai)(zai)較(jiao)(jiao)低(di)能(neng)(neng)(neng)級E1的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)必大(da)于(yu)(yu)處(chu)(chu)在(zai)(zai)較(jiao)(jiao)高能(neng)(neng)(neng)級E2的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)。這樣(yang)光(guang)(guang)(guang)穿(chuan)過(guo)工作物質時(shi),光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量只(zhi)會(hui)減弱不會(hui)加強。要想使(shi)受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)(she)占優勢,必須使(shi)處(chu)(chu)在(zai)(zai)高能(neng)(neng)(neng)級E2的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)大(da)于(yu)(yu)處(chu)(chu)在(zai)(zai)低(di)能(neng)(neng)(neng)級E1的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)。這種分(fen)(fen)布(bu)正好(hao)與平(ping)衡態時(shi)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)分(fen)(fen)布(bu)相(xiang)反,稱為(wei)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)反轉分(fen)(fen)布(bu),簡稱粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)反轉。如何從技術(shu)上實現粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)數(shu)(shu)反轉是產(chan)生(sheng)激(ji)(ji)光(guang)(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)一(yi)理論是說(shuo)在(zai)組成(cheng)物(wu)質(zhi)的(de)(de)原子(zi)中,有不(bu)同數量的(de)(de)粒子(zi)(電子(zi))分布在(zai)不(bu)同的(de)(de)能級(ji)上,在(zai)高能級(ji)上的(de)(de)粒子(zi)受到某(mou)種光(guang)子(zi)的(de)(de)激(ji)發(fa)(fa),會(hui)從(cong)高能級(ji)跳到(躍遷)到低(di)能級(ji)上,這(zhe)時將會(hui)輻(fu)射出與激(ji)發(fa)(fa)它的(de)(de)光(guang)相同性(xing)質(zhi)的(de)(de)光(guang),而且在(zai)某(mou)種狀態下,能出現一(yi)個弱光(guang)激(ji)發(fa)(fa)出一(yi)個強光(guang)的(de)(de)現象。這(zhe)就叫做“受激(ji)輻(fu)射的(de)(de)光(guang)放(fang)大”,簡稱激(ji)光(guang)。
1951年,美國(guo)物理學家查爾斯(si)·哈德·湯斯(si)設(she)(she)想(xiang)如果用分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi),而(er)不(bu)用電子(zi)(zi)(zi)(zi)線(xian)路,就可(ke)以得到(dao)波(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)足夠小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無線(xian)電波(bo)(bo)(bo)(bo)。分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)具有(you)各種不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)形(xing)式,有(you)些分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)正好和微(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)(bo)波(bo)(bo)(bo)(bo)段范圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)(she)(she)相(xiang)同(tong)(tong)。問題是(shi)如何將這(zhe)(zhe)些振(zhen)動(dong)(dong)轉(zhuan)變(bian)為輻(fu)射(she)(she)(she)。就氨分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)說,在適當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下,它(ta)每秒振(zhen)動(dong)(dong)24,000,000,000次(24GHz),因此(ci)有(you)可(ke)能(neng)發(fa)(fa)射(she)(she)(she)波(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)為1.25厘米的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)(bo)。他設(she)(she)想(xiang)通過(guo)熱或電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法,把能(neng)量(liang)泵入(ru)氨分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)中(zhong),使(shi)它(ta)們處于“激發(fa)(fa)“狀態。然后,再(zai)設(she)(she)想(xiang)使(shi)這(zhe)(zhe)些受激的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)處于具有(you)和氨分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固有(you)頻率相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)中(zhong)---這(zhe)(zhe)個微(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)可(ke)以是(shi)很(hen)(hen)微(wei)(wei)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。一(yi)(yi)個單(dan)獨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)就會受到(dao)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)微(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用,以同(tong)(tong)樣波(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)束(shu)(shu)波(bo)(bo)(bo)(bo)形(xing)式放出它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang),這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)能(neng)量(liang)又(you)繼而(er)作(zuo)用于另一(yi)(yi)個氨分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi),使(shi)它(ta)也放出能(neng)量(liang)。這(zhe)(zhe)個很(hen)(hen)微(wei)(wei)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)入(ru)射(she)(she)(she)微(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)相(xiang)當(dang)于起立(li)腳(jiao)點對一(yi)(yi)場(chang)雪崩的(de)(de)(de)(de)(de)(de)促發(fa)(fa)作(zuo)用,最(zui)后就會產生一(yi)(yi)個很(hen)(hen)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)。最(zui)初用來(lai)激發(fa)(fa)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)就全(quan)部(bu)轉(zhuan)變(bian)為一(yi)(yi)種特殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)(she)(she)。
1953年(nian)12月,湯斯和(he)他的(de)(de)(de)(de)學生(sheng)阿瑟·肖(xiao)洛終(zhong)于(yu)制(zhi)成了按(an)上述原理工(gong)作的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)一個裝置,產(chan)生(sheng)了所需要的(de)(de)(de)(de)微波(bo)束。這個過程被稱為“受激輻射的(de)(de)(de)(de)微波(bo)放大”。按(an)其英(ying)文的(de)(de)(de)(de)首字母縮寫為M.A.S.E.R,并由之造(zao)出了單詞(ci)“maser”(脈澤)(這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)單詞(ci)稱為首字母縮寫詞(ci),在技術語中越來越普遍使用)。
1958年(nian),美國科(ke)學(xue)家肖(xiao)洛(Schawlow)和湯斯(Townes)發(fa)現(xian)了(le)(le)一種(zhong)神奇的(de)(de)現(xian)象(xiang):當(dang)他們將(jiang)氖光(guang)(guang)燈泡所發(fa)射(she)的(de)(de)光(guang)(guang)照在一種(zhong)稀土晶(jing)體(ti)上時(shi),晶(jing)體(ti)的(de)(de)分子會發(fa)出鮮(xian)艷的(de)(de)、始(shi)終(zhong)會聚(ju)在一起的(de)(de)強(qiang)光(guang)(guang)。根據(ju)這(zhe)一現(xian)象(xiang),他們提出了(le)(le)"激光(guang)(guang)原(yuan)理",即物質在受到與(yu)其分子固有(you)振蕩(dang)頻(pin)率相同(tong)的(de)(de)能量激發(fa)時(shi),都會產生這(zhe)種(zhong)不發(fa)散的(de)(de)強(qiang)光(guang)(guang)--激光(guang)(guang)。他們為此發(fa)表(biao)了(le)(le)重(zhong)要(yao)論文(wen),并獲得1964年(nian)的(de)(de)諾(nuo)貝(bei)爾物理學(xue)獎(jiang)。
1960年5月15日,美國加利福尼亞(ya)州休斯實驗(yan)室(shi)的科學(xue)家梅(mei)曼宣(xuan)布獲得了(le)波(bo)長(chang)為(wei)0.6943微米的激(ji)光(guang)(guang),這是人類有史以來獲得的第(di)一(yi)束激(ji)光(guang)(guang),梅(mei)曼因而也成為(wei)世(shi)界上(shang)第(di)一(yi)個將(jiang)激(ji)光(guang)(guang)引入實用領(ling)域(yu)的科學(xue)家。
1960年7月7日,西奧(ao)多(duo)·梅(mei)曼(man)宣布(bu)世界上第(di)一(yi)(yi)臺(tai)激(ji)(ji)光(guang)器誕生,梅(mei)曼(man)的方案是,利用(yong)一(yi)(yi)個(ge)高強(qiang)閃光(guang)燈管,來激(ji)(ji)發紅(hong)寶石(shi)(shi)。由于紅(hong)寶石(shi)(shi)其(qi)(qi)實在(zai)物理(li)上只是一(yi)(yi)種摻(chan)有鉻原(yuan)子(zi)的剛玉,所以(yi)(yi)當(dang)紅(hong)寶石(shi)(shi)受到刺激(ji)(ji)時(shi),就會發出(chu)一(yi)(yi)種紅(hong)光(guang)。在(zai)一(yi)(yi)塊表(biao)面鍍上反光(guang)鏡的紅(hong)寶石(shi)(shi)的表(biao)面鉆(zhan)一(yi)(yi)個(ge)孔,使紅(hong)光(guang)可以(yi)(yi)從這(zhe)個(ge)孔溢(yi)出(chu),從而(er)產(chan)生一(yi)(yi)條相當(dang)集(ji)中的纖細(xi)紅(hong)色光(guang)柱,當(dang)它射向某(mou)一(yi)(yi)點時(shi),可使其(qi)(qi)達到比太陽表(biao)面還高的溫度。
前蘇聯(lian)科學家尼(ni)古(gu)拉·巴索夫于1960年發明了半導體激光(guang)器。半導體激光(guang)器的(de)結(jie)構通常由(you)p層、n層和形(xing)成雙異質結(jie)的(de)有源層構成。其特點是(shi):尺(chi)寸小、耦合效(xiao)率高、響應速度快、波(bo)長和尺(chi)寸與(yu)光(guang)纖尺(chi)寸適配、可直接調制、相(xiang)干(gan)性好。
1964年(nian)10月,中(zhong)國科(ke)學(xue)(xue)院長春光(guang)(guang)機所主(zhu)辦的《光(guang)(guang)受激(ji)發(fa)射(she)情報》(其前身(shen)為(wei)(wei)《光(guang)(guang)量子(zi)放大(da)專刊》)雜志(zhi)編輯部致信(xin)錢學(xue)(xue)森(sen),請他為(wei)(wei)LASER取一(yi)個中(zhong)文(wen)名字,錢學(xue)(xue)森(sen)建(jian)議(yi)中(zhong)文(wen)名為(wei)(wei)“激(ji)光(guang)(guang)”。同年(nian)12月,上海(hai)召開第(di)三屆光(guang)(guang)量子(zi)放大(da)器學(xue)(xue)術(shu)會議(yi),由嚴濟(ji)慈主(zhu)持,討論后正(zheng)式(shi)采納錢學(xue)(xue)森(sen)的建(jian)議(yi),將“通(tong)過輻(fu)射(she)受激(ji)發(fa)射(she)的光(guang)(guang)放大(da)”的英文(wen)縮寫(xie)LASER正(zheng)式(shi)翻譯為(wei)(wei)“激(ji)光(guang)(guang)”。隨后,《光(guang)(guang)受激(ji)發(fa)射(she)情報》雜志(zhi)也(ye)改名為(wei)(wei)《激(ji)光(guang)(guang)情報》。
1917年:愛因(yin)斯坦提(ti)出“受激發(fa)射”理論(lun),一個光(guang)子(zi)使得受激原子(zi)發(fa)出一個相(xiang)同的(de)光(guang)子(zi)。
1953年:美國物理學家Charles Townes用(yong)微波實(shi)現(xian)了激光器的前(qian)身:微波受激發射放(fang)大(da)(英文首字母縮寫(xie)maser)。
1957年:Townes的博士生Gordon Gould創造(zao)了“laser”這(zhe)個單詞,從理論上指(zhi)出可以用(yong)光激發原子,產生一束(shu)(shu)相干光束(shu)(shu),之后人們(men)為其(qi)申請了專(zhuan)利,相關法律糾(jiu)紛維(wei)持了近30年。
1960年:美國加州(zhou)Hughes實(shi)(shi)驗室(shi)的(de)Theodore Maiman實(shi)(shi)現(xian)了第一束(shu)激(ji)光。
1961年(nian):激(ji)光首次在外科手(shou)術(shu)中(zhong)用于殺滅視網(wang)膜腫瘤(liu)。
1962年:發(fa)明半導體二極管激光器(qi)(qi),這是今天小型商用激光器(qi)(qi)的(de)支柱。
1969年:激光用于遙感勘測,激光被射向阿波(bo)羅(luo)11號(hao)放在(zai)月(yue)球表面的(de)反射器,測得的(de)地月(yue)距離誤差在(zai)幾米范圍內。
1971年:激(ji)光進入藝(yi)術(shu)世界,用于(yu)舞臺光影效果,以及激(ji)光全息攝像(xiang)。英國(guo)籍匈牙利裔物(wu)理學(xue)家Dennis Gabor憑借對全息攝像(xiang)的(de)研究獲(huo)得諾貝爾獎。
1974年:第一個超市(shi)條形碼掃描器出現。
1975年:IBM投放第一臺商用激光打印機。
1978年:飛(fei)利浦制造出第一臺激光盤(LD)播放機(ji),不(bu)過價格很高。
1982年(nian):第一(yi)臺緊湊碟片(CD)播放機出現(xian),第一(yi)部CD盤是(shi)美(mei)國歌手(shou)Billy Joel在(zai)1978年(nian)的(de)專輯(ji)52nd Street。
1983年:里根總統發(fa)表了“星球大戰”的演講,描繪(hui)了基(ji)于太空的激光武器。
1988年:北(bei)美和歐洲間架設了第一根(gen)光(guang)纖,用光(guang)脈(mo)沖來傳輸數據。
1990年:激光用于制(zhi)造業,包括集成電(dian)路和汽車制(zhi)造。
1991年:第(di)一次用激(ji)(ji)光治療近視,海灣(wan)戰爭中第(di)一次用激(ji)(ji)光制導導彈。
1996年(nian):東(dong)芝推出數(shu)字多用途(tu)光(guang)盤(pan)(DVD)播放(fang)器。
2008年:法國神經外科(ke)學家使用廣導纖維激光和微創手術技術治療(liao)了腦瘤。
2010年:美(mei)國(guo)國(guo)家核安全管理局(NNSA)表(biao)示,通過使用192束(shu)激(ji)光(guang)來束(shu)縛(fu)核聚變的反應原料、氫(qing)的同位素氘(質量數2)和(he)氚(質量數3),解決了核聚變的一個關(guan)鍵困(kun)難。
2011年3月,研究人員研制的一(yi)種牽(qian)引波激(ji)光(guang)器(qi)能(neng)(neng)夠移動物體,未來有(you)望能(neng)(neng)移動太空(kong)飛船(chuan)。
2013年(nian)1月,科學家已(yi)經(jing)成功研制出(chu)可用于(yu)醫學檢測(ce)的牽引光束(shu)。
2014年6月5日(ri)美國航天局利用激光束把一段時長37秒(miao)(miao)、名為(wei)“你好,世界!”的(de)高(gao)清視頻,只用了3.5秒(miao)(miao)就成功(gong)傳回,相當于傳輸速率達到每秒(miao)(miao)50兆,而傳統技(ji)術(shu)下載(zai)需要至少(shao)10分鐘。
定向發光
普(pu)通光(guang)(guang)(guang)(guang)源是(shi)向四面八方發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)。要讓發(fa)射的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)朝(chao)一(yi)(yi)個方向傳(chuan)播(bo),需要給光(guang)(guang)(guang)(guang)源裝上(shang)一(yi)(yi)定的(de)聚光(guang)(guang)(guang)(guang)裝置,如汽車(che)的(de)車(che)前燈(deng)(deng)和(he)探(tan)照燈(deng)(deng)都(dou)是(shi)安(an)裝有聚光(guang)(guang)(guang)(guang)作(zuo)用的(de)反光(guang)(guang)(guang)(guang)鏡,使(shi)輻射光(guang)(guang)(guang)(guang)匯集(ji)起來向一(yi)(yi)個方向射出。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器發(fa)射的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),天(tian)生(sheng)就是(shi)朝(chao)一(yi)(yi)個方向射出,光(guang)(guang)(guang)(guang)束的(de)發(fa)散度(du)極(ji)小,大約只有0.001弧度(du),接近平(ping)行。1962年,人類第一(yi)(yi)次使(shi)用激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)照射月球(qiu),地球(qiu)離月球(qiu)的(de)距離約38萬公里,但激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)在(zai)月球(qiu)表(biao)面的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)斑不到兩公里。若以聚光(guang)(guang)(guang)(guang)效(xiao)果很好,看(kan)似平(ping)行的(de)探(tan)照燈(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)柱(zhu)射向月球(qiu),按照其(qi)光(guang)(guang)(guang)(guang)斑直徑將覆蓋整(zheng)個月球(qiu)。天(tian)文學家相信,外星(xing)人或許正使(shi)用閃爍的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)作(zuo)為一(yi)(yi)種宇宙燈(deng)(deng)塔來嘗試與(yu)地球(qiu)進(jin)行聯系。
亮度極高
在激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)發明前,人工(gong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源中高(gao)壓脈沖氙燈(deng)的(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du)最高(gao),與太陽的(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du)不相上(shang)下,而紅(hong)寶石激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)亮(liang)度(du)(du),能(neng)超過氙燈(deng)的(de)(de)(de)幾(ji)百億(yi)(yi)倍。因為激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du)極(ji)(ji)(ji)高(gao),所以(yi)能(neng)夠照(zhao)亮(liang)遠距離(li)的(de)(de)(de)物體。紅(hong)寶石激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器發射的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束在月(yue)球(qiu)上(shang)產生的(de)(de)(de)照(zhao)度(du)(du)約為0.02勒(le)克斯(光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)度(du)(du)的(de)(de)(de)單位(wei)),顏色鮮紅(hong),激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑肉(rou)眼(yan)(yan)可見。若用功率最強(qiang)的(de)(de)(de)探照(zhao)燈(deng)照(zhao)射月(yue)球(qiu),產生的(de)(de)(de)照(zhao)度(du)(du)只(zhi)有約一(yi)萬億(yi)(yi)分之一(yi)勒(le)克斯,人眼(yan)(yan)根(gen)本無(wu)法察覺(jue)。激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)亮(liang)度(du)(du)極(ji)(ji)(ji)高(gao)的(de)(de)(de)主(zhu)要原因是定向(xiang)發光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。大(da)量(liang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子集中在一(yi)個極(ji)(ji)(ji)小(xiao)的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)范圍內射出,能(neng)量(liang)密度(du)(du)自然極(ji)(ji)(ji)高(gao)。
激光的亮(liang)度與陽光之間的比值是(shi)百萬級(ji)的,而且(qie)它是(shi)人類創造的。
激光的顏色
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)顏色(se)取決(jue)于(yu)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)波長(chang),而波長(chang)取決(jue)于(yu)發出(chu)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)活性物質,即被(bei)刺激(ji)(ji)(ji)后能產(chan)生激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)那種材料。刺激(ji)(ji)(ji)紅(hong)寶石就(jiu)能產(chan)生深玫瑰色(se)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)束,它(ta)應用于(yu)醫(yi)學領域,比如用于(yu)皮膚病的(de)(de)(de)治療和外(wai)科(ke)(ke)手(shou)術(shu)。公認最貴重的(de)(de)(de)氣體(ti)之一的(de)(de)(de)氬氣能夠產(chan)生藍綠色(se)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)束,它(ta)有(you)諸多用途,如激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)印刷術(shu),在顯微眼科(ke)(ke)手(shou)術(shu)中也是不(bu)可缺少的(de)(de)(de)。半導體(ti)產(chan)生的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)能發出(chu)紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang),因此我們的(de)(de)(de)眼睛(jing)看不(bu)見,但(dan)它(ta)的(de)(de)(de)能量恰好能"解讀"激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)唱片,并能用于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)通訊。但(dan)有(you)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器可調節輸出(chu)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)波長(chang)。
激光分離技術
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)離技術主要指激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)切(qie)割(ge)技術和(he)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打孔(kong)技術。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)離技術是(shi)將能量(liang)聚(ju)焦到微小的(de)空(kong)間,可獲得105~1015W/cm2極高(gao)(gao)的(de)輻照(zhao)功率(lv)密(mi)度(du),利用(yong)這一(yi)(yi)高(gao)(gao)密(mi)度(du)的(de)能量(liang)進行非(fei)接觸、高(gao)(gao)速度(du)、高(gao)(gao)精度(du)的(de)加(jia)工方(fang)法(fa)。在如此(ci)高(gao)(gao)的(de)光(guang)(guang)(guang)功率(lv)密(mi)度(du)照(zhao)射下,幾乎可以對任何(he)材料實現激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)切(qie)割(ge)和(he)打孔(kong)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)切(qie)割(ge)技術是(shi)一(yi)(yi)種擺脫傳統的(de)機(ji)械切(qie)割(ge)、熱處理切(qie)割(ge)之類的(de)全新切(qie)割(ge)法(fa),具有(you)更(geng)高(gao)(gao)的(de)切(qie)割(ge)精度(du)、更(geng)低的(de)粗糙度(du)、更(geng)靈活的(de)切(qie)割(ge)方(fang)法(fa)和(he)更(geng)高(gao)(gao)的(de)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)等特點。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打孔(kong)方(fang)法(fa)作(zuo)為(wei)在固體(ti)材料上加(jia)工孔(kong)方(fang)法(fa)之一(yi)(yi),已成為(wei)一(yi)(yi)項擁有(you)特定應(ying)用(yong)的(de)加(jia)工技術,主要運用(yong)在航(hang)空(kong)、航(hang)天與微電子行業中。
顏色極純
光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)由光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)(或頻(pin)率)決定。一(yi)(yi)定的(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)對(dui)(dui)應一(yi)(yi)定的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)。太陽輻(fu)射(she)(she)出(chu)的(de)(de)可見光(guang)(guang)(guang)(guang)段(duan)的(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)分布范圍約在(zai)0.76微(wei)米至0.4微(wei)米之(zhi)間(jian),對(dui)(dui)應的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)從(cong)紅(hong)色(se)(se)(se)(se)(se)到紫色(se)(se)(se)(se)(se)共(gong)7種顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se),所(suo)以太陽光(guang)(guang)(guang)(guang)談不上單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)(xing)。發(fa)射(she)(she)單(dan)(dan)種顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)源稱為單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)源,它發(fa)射(she)(she)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)波(bo)長(chang)(chang)單(dan)(dan)一(yi)(yi)。比如氪燈、氦(hai)燈、氖(nai)燈、氫燈等(deng)都是(shi)單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)源,只發(fa)射(she)(she)某(mou)一(yi)(yi)種顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)。單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)波(bo)長(chang)(chang)雖然單(dan)(dan)一(yi)(yi),但仍(reng)有(you)(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)分布范圍。如氖(nai)燈只發(fa)射(she)(she)紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang),單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)(xing)很好,被譽為單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)(xing)之(zhi)冠,波(bo)長(chang)(chang)分布的(de)(de)范圍仍(reng)有(you)(you)0.00001納米,因此氖(nai)燈發(fa)出(chu)的(de)(de)紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang),若仔細(xi)辨(bian)認(ren)仍(reng)包含有(you)(you)幾十種紅(hong)色(se)(se)(se)(se)(se)。由此可見,光(guang)(guang)(guang)(guang)輻(fu)射(she)(she)的(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)分布區(qu)間(jian)越窄,單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)(xing)越好。
激光(guang)器輸出的(de)(de)(de)光(guang),波(bo)長分(fen)布范圍非常窄,因此(ci)顏(yan)色(se)(se)極(ji)純。以輸出紅光(guang)的(de)(de)(de)氦氖激光(guang)器為例,其光(guang)的(de)(de)(de)波(bo)長分(fen)布范圍可以窄到2×10^-9納米級別,是氪(ke)燈發射的(de)(de)(de)紅光(guang)波(bo)長分(fen)布范圍的(de)(de)(de)萬(wan)分(fen)之二。由此(ci)可見,激光(guang)器的(de)(de)(de)單色(se)(se)性遠(yuan)遠(yuan)超過任(ren)何一種單色(se)(se)光(guang)源。
能量極大
光(guang)子的能量是用E=hv來計算的,其中h為普朗克常量,v為頻(pin)率(lv)。由此(ci)可(ke)知,頻(pin)率(lv)越高(gao),能量越高(gao)。激光(guang)頻(pin)率(lv)范圍3.846×10^(14)Hz到(dao)7.895×10^(14)Hz。
電磁波譜可大致分(fen)為:
(1)無(wu)線(xian)電(dian)波(bo)——波(bo)長(chang)從幾千米到0.3米左右,一(yi)般(ban)的電(dian)視(shi)和無(wu)線(xian)電(dian)廣播的波(bo)段就是用這(zhe)種波(bo);
(2)微波(bo)(bo)——波(bo)(bo)長從0.3米到(dao)10^-3米,這些波(bo)(bo)多(duo)用(yong)在雷達或其它通訊(xun)系(xi)統;
(3)紅外線——波長從10^-3米到7.8×10^-7米;
(4)可見光(guang)——這是(shi)(shi)人們(men)所能(neng)感(gan)光(guang)的(de)(de)極狹窄的(de)(de)一(yi)個波段。波長(chang)從(cong)780—380nm。光(guang)是(shi)(shi)原(yuan)子(zi)或分(fen)子(zi)內的(de)(de)電子(zi)運動(dong)狀態改變時所發出的(de)(de)電磁波。由于它是(shi)(shi)我們(men)能(neng)夠(gou)直接(jie)感(gan)受而察覺的(de)(de)電磁波極少(shao)的(de)(de)那(nei)一(yi)部(bu)分(fen);
(5)紫外(wai)(wai)線——波長從3×10^-7米到(dao)6×10^-10米。這些波產(chan)生(sheng)的原因和光波類似,常常在放電時發出。由于它的能量(liang)(liang)和一般化學反應所牽涉的能量(liang)(liang)大小相當,因此紫外(wai)(wai)光的化學效應最強;
(6)倫(lun)琴射線(X射線)——這部分電(dian)(dian)磁波譜,波長從2×10^-9米到6×10^-12米。倫(lun)琴射線(X射線)是電(dian)(dian)原(yuan)子(zi)的(de)內(nei)(nei)層電(dian)(dian)子(zi)由一(yi)個(ge)(ge)能(neng)態跳至(zhi)另(ling)一(yi)個(ge)(ge)能(neng)態時或(huo)電(dian)(dian)子(zi)在原(yuan)子(zi)核電(dian)(dian)場(chang)內(nei)(nei)減速時所發出(chu)的(de);
(7)伽馬射(she)線——是波(bo)長從10^-10~10^-14米的(de)(de)電(dian)磁(ci)波(bo)。這種不可(ke)見(jian)的(de)(de)電(dian)磁(ci)波(bo)是從原(yuan)子核內發(fa)(fa)出來(lai)的(de)(de),放(fang)射(she)性物質(zhi)或原(yuan)子核反應中常(chang)有這種輻射(she)伴(ban)隨著發(fa)(fa)出。γ射(she)線的(de)(de)穿透力很(hen)強,對生物的(de)(de)破壞力很(hen)大(da)。由此(ci)看來(lai),激光能(neng)量(liang)并不算很(hen)大(da),但是它的(de)(de)能(neng)量(liang)密度很(hen)大(da)(因為它的(de)(de)作用范圍(wei)很(hen)小,一般只有一個點),短時(shi)間里聚集起大(da)量(liang)的(de)(de)能(neng)量(liang),用做武(wu)器也就可(ke)以理解(jie)了。
其他特性
激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)有(you)很(hen)多特性:首先,激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是(shi)(shi)單色的(de)(de),或者(zhe)(zhe)說是(shi)(shi)單頻的(de)(de)。有(you)一(yi)些激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器可以同時產生不同頻率(lv)的(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),但是(shi)(shi)這些激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是(shi)(shi)互相隔離(li)的(de)(de),使用(yong)時也是(shi)(shi)分開的(de)(de)。其次,激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是(shi)(shi)相干光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。相干光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)特征是(shi)(shi)其所(suo)有(you)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波都是(shi)(shi)同步的(de)(de),整(zheng)束光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)就(jiu)好(hao)像一(yi)個“波列(lie)”。再次,激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是(shi)(shi)高度集中的(de)(de),也就(jiu)是(shi)(shi)說它(ta)要走很(hen)長的(de)(de)一(yi)段距(ju)離(li)才會出現(xian)分散或者(zhe)(zhe)收斂的(de)(de)現(xian)象。
激光(guang)對組(zu)織的(de)生(sheng)物效應
1、熱效應
2、光化學效應
3、壓強(qiang)作用、電磁場(chang)效應(ying)(ying)和生物(wu)刺激效應(ying)(ying)。
壓強作(zuo)用和電磁場效應(ying)主(zhu)要(yao)由(you)中等(deng)功率(lv)以上(shang)的(de)(de)激(ji)光(guang)所產(chan)生(sheng),光(guang)化學效應(ying)在低功率(lv)激(ji)光(guang)照(zhao)射(she)時(shi)特別重(zhong)要(yao),熱效應(ying)存在于所有(you)的(de)(de)激(ji)光(guang)照(zhao)射(she),而生(sheng)物刺(ci)激(ji)作(zuo)用只發生(sheng)在弱激(ji)光(guang)照(zhao)射(she)時(shi)。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)長與(yu)眼(yan)睛(jing)(jing)傷害(hai):在(zai)(zai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)傷害(hai)中(zhong),以(yi)(yi)(yi)機體中(zhong)眼(yan)睛(jing)(jing)的(de)(de)(de)傷害(hai)最為嚴重。波(bo)長在(zai)(zai)可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)近紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),眼(yan)屈(qu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)介質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)吸收(shou)率(lv)較低,透(tou)射(she)率(lv)高,而(er)(er)屈(qu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)介質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)焦(jiao)能(neng)力(即聚(ju)(ju)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)力)強。強度高的(de)(de)(de)可(ke)見或(huo)近紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)進(jin)入眼(yan)睛(jing)(jing)時可(ke)以(yi)(yi)(yi)透(tou)過(guo)(guo)人眼(yan)屈(qu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)介質(zhi)(zhi),聚(ju)(ju)積光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)于視(shi)(shi)網(wang)膜上(shang)(shang)。此時視(shi)(shi)網(wang)膜上(shang)(shang)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)能(neng)量(liang)密(mi)(mi)度及功率(lv)密(mi)(mi)度提高到幾千甚至幾萬(wan)倍,大量(liang)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)能(neng)在(zai)(zai)瞬(shun)間聚(ju)(ju)中(zhong)于視(shi)(shi)網(wang)膜上(shang)(shang),致視(shi)(shi)網(wang)膜的(de)(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)細胞(bao)層溫度迅(xun)速升高,以(yi)(yi)(yi)至使感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)細胞(bao)凝(ning)固變性(xing)壞死而(er)(er)失(shi)(shi)去感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)作用。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)聚(ju)(ju)于感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)細胞(bao)時產生過(guo)(guo)熱而(er)(er)引起的(de)(de)(de)蛋白(bai)質(zhi)(zhi)凝(ning)固變性(xing)是不(bu)可(ke)逆的(de)(de)(de)損傷。一(yi)旦損傷以(yi)(yi)(yi)后就會造成(cheng)眼(yan)睛(jing)(jing)的(de)(de)(de)永久失(shi)(shi)明。
激光(guang)的(de)(de)波長不同(tong)對(dui)眼(yan)(yan)球作用的(de)(de)程度不同(tong),其后果也不同(tong)。遠紅外(wai)激光(guang)對(dui)眼(yan)(yan)睛(jing)的(de)(de)損(sun)害主要以(yi)角膜(mo)(mo)為主,這是因為這類波長的(de)(de)激光(guang)幾乎全部被(bei)角膜(mo)(mo)吸(xi)收(shou),所(suo)以(yi)角膜(mo)(mo)損(sun)傷(shang)(shang)最重,主要引起(qi)角膜(mo)(mo)炎和結膜(mo)(mo)炎,患(huan)者感到眼(yan)(yan)睛(jing)痛,異物樣刺激、怕(pa)光(guang)、流眼(yan)(yan)淚(lei)、眼(yan)(yan)球充血,視力(li)下降等。發生遠紅外(wai)光(guang)損(sun)傷(shang)(shang)時(shi)應(ying)遮住保護傷(shang)(shang)眼(yan)(yan),防止感染發生,對(dui)癥處理。
紫(zi)外(wai)激光(guang)(guang)對眼的損傷主要(yao)是(shi)角(jiao)膜和晶狀體,此波(bo)段的紫(zi)外(wai)激光(guang)(guang)幾(ji)乎全部被眼的晶狀體吸(xi)收(shou)(shou),而(er)中遠(yuan)以角(jiao)膜吸(xi)收(shou)(shou)為(wei)主,因而(er)可致晶狀體及角(jiao)膜混濁。
激(ji)光器通(tong)常(chang)都(dou)會標(biao)示有(you)著安全等級(ji)編號的激(ji)光警示標(biao)簽:
第1級(Class I/1):通常是因為(wei)光束被完(wan)全的封(feng)閉在內,例如在CD或DVD播放(fang)器內。
第(di)2級(ji)(Class II/2):在正常使用(yong)狀況下是安全(quan)的,這類(lei)設備通常功率(lv)低(di)于1mW,例如(ru)激(ji)光(guang)指示(shi)器。
第3a/R級(Class IIIa/3R):功率(lv)通(tong)常會達到5mW,注(zhu)視這種光束幾秒(miao)鐘會對視網膜造成立即(ji)的(de)傷害。
第3b/B級(ji)(Class IIIb/3B):在暴露下會對眼(yan)睛造成立即的損傷。
第4級(Class IV/4):激光(guang)會燒灼皮(pi)膚(fu),即使散射的(de)激光(guang)光(guang)(200W以(yi)上)也會對眼睛和皮(pi)膚(fu)造成傷(shang)害。利用(yong)激光(guang)的(de)熱(re)能,可以(yi)制造新型的(de)烹飪工具。
以(yi)上情(qing)況是(shi)指在激(ji)光直射眼(yan)(yan)睛的(de)情(qing)況下所(suo)發生的(de)。如(ru)果間接觀(guan)察激(ji)光,任何200W以(yi)下的(de)激(ji)光的(de)丁達(da)爾效應都(dou)不會對(dui)眼(yan)(yan)睛造成影響。
激(ji)光(guang)功率(lv)已不(bu)足(zu)以描述切割能力的(de)大小(xiao),亮度(du)(Brightness)才是(shi)。亮度(du)的(de)定義是(shi)“單(dan)位(wei)(wei)面積單(dan)位(wei)(wei)立體角的(de)激(ji)光(guang)功率(lv)”。
對(dui)比(bi)CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器、碟片(pian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器,可以得出這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)結論:直(zhi)到(dao)5千瓦,以光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度最(zui)大(da),切(qie)(qie)割金屬板(ban)最(zui)快最(zui)厚的(de)(de)(de)(de)當屬光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。但(dan)實際(ji)上切(qie)(qie)割厚板(ban)尚不如CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),盡管碳鋼對(dui)近紅外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)1.07摻鐿(yi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收率數倍(bei)于中紅外(wai)(wai)10.6的(de)(de)(de)(de)CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),但(dan)10倍(bei)于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波長的(de)(de)(de)(de)CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)之(zhi)切(qie)(qie)縫比(bi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)寬得多(一(yi)(yi)般2mm),氧氣易于吹入(ru)。這(zhe)就是(shi)CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)46年(nian)(nian)來(lai)一(yi)(yi)直(zhi)獨占固體激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)之(zhi)鰲頭的(de)(de)(de)(de)緣(yuan)由。第一(yi)(yi),國(guo)產激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)切(qie)(qie)割機的(de)(de)(de)(de)量產與自(zi)主開(kai)發力(li)度的(de)(de)(de)(de)加大(da),外(wai)(wai)國(guo)一(yi)(yi)線公(gong)司在華本土化的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產,縮(suo)小了二者的(de)(de)(de)(de)產品差(cha)(cha)距(ju)與價格差(cha)(cha)距(ju)。用戶(hu)對(dui)國(guo)產機的(de)(de)(de)(de)認同度不斷提高(gao),其在2010年(nian)(nian)國(guo)內市(shi)場(chang)的(de)(de)(de)(de)占比(bi)高(gao)達(da)80%。
第二,2010年我國(guo)千瓦(wa)以上(shang)大功率CO2激光切割機銷量達1000臺,占全球市場(chang)的(de)20%-25%。上(shang)海團(tuan)結普瑞瑪、大族激光、武漢法利萊、奔騰楚天等(deng)一(yi)線廠商都有大幅的(de)增長。最多一(yi)家竟占了國(guo)內(nei)市場(chang)的(de)30%。
市(shi)場(chang)興旺(wang)得(de)力于(yu)擴大內(nei)需(xu)(xu),但主要是(shi)這(zhe)種加工(gong)手段(duan)的(de)魅力,特別在鐵(tie)路鋼鐵(tie)、工(gong)程機械、汽車造船、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天和軍工(gong)等(deng)高端市(shi)場(chang)的(de)旺(wang)盛(sheng)需(xu)(xu)求(qiu)。
2014年(nian)市場難(nan)料(liao),但(dan)可深(shen)信一點,2013年(nian)大起,2014年(nian)絕不(bu)會(hui)大落(luo),作(zuo)為制造(zao)大國(guo)(guo)的(de)中國(guo)(guo),保有量不(bu)會(hui)低于10000臺。須知2000年(nian)前的(de)10年(nian)我國(guo)(guo)的(de)總量才280臺。
第三,我國大(da)功(gong)率(lv)激光切(qie)(qie)割(ge)裝(zhuang)備的(de)(de)(de)產(chan)業(ye)鏈遠未形(xing)成,尚無(wu)自主知(zhi)識產(chan)權(quan)的(de)(de)(de)新型大(da)功(gong)率(lv)激光器,無(wu)論激光器還是切(qie)(qie)割(ge)機的(de)(de)(de)關(guan)鍵元部件都(dou)得依賴進口(kou)。價昂的(de)(de)(de)電容(rong)切(qie)(qie)割(ge)頭及作(zuo)為耗材的(de)(de)(de)光學(xue)鏡片等的(de)(de)(de)研發生(sheng)產(chan),迄今都(dou)無(wu)人(ren)問津。成不了國內配套(tao),進軍海外市(shi)場(chang)不過是夢想。唯有(you)待到國產(chan)整機批量出口(kou)之日,才是我國這一產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)形(xing)成之時(shi)。
第四,光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)是當前的(de)熱門話(hua)題。ROFIN與TRUMPF分別收購NUFERN與SPI公(gong)司發展(zhan)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)已(yi)三年,今春上(shang)海慕尼黑激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)展(zhan)上(shang),ROFIN展(zhan)出了2KW光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi),但全球高功(gong)率(lv)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)市場(chang)依然是IPG一(yi)(yi)統(tong)天下(xia)。繼上(shang)年SALVAGNINI與LASER PHOTONICS等(deng)公(gong)司展(zhan)出用其的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)之切(qie)割(ge)機(ji)后(hou),2010年11月在(zai)亞特(te)蘭大的(de)FABTECH與漢諾威(wei)的(de)EUROBLECH展(zhan)會上(shang)又(you)推出愈(yu)來愈(yu)多的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)切(qie)割(ge)機(ji)。欣喜的(de)是一(yi)(yi)批(pi)海歸博士矢志回國(guo)(guo)創業,創建了武漢銳科光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)、西安炬(ju)光(guang)(guang)(guang)等(deng)公(gong)司,研發生產高功(gong)率(lv)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)與二極管激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)泵源,相信有(you)自主(zhu)知識產權的(de)4KW連續波光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)不久將會呈現在(zai)國(guo)(guo)人面前。
發展前景
激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)空間控制(zhi)性和時(shi)間控制(zhi)性很(hen)好(hao),對(dui)加(jia)(jia)工(gong)(gong)對(dui)象的(de)(de)(de)(de)材質、形狀、尺寸和加(jia)(jia)工(gong)(gong)環境的(de)(de)(de)(de)自(zi)由度(du)都很(hen)大,特別(bie)適用(yong)于自(zi)動化加(jia)(jia)工(gong)(gong),激(ji)光(guang)(guang)加(jia)(jia)工(gong)(gong)系(xi)統與計算機數控技術(shu)相(xiang)結合可(ke)構(gou)成高(gao)(gao)效(xiao)自(zi)動化加(jia)(jia)工(gong)(gong)設備,已成為企業實行適時(shi)生產的(de)(de)(de)(de)關鍵技術(shu),為優質、高(gao)(gao)效(xiao)和低(di)成本(ben)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)生產開(kai)辟了(le)廣闊的(de)(de)(de)(de)前景。透過將激(ji)光(guang)(guang)束(shu)集中在單分子(zi)(zi)(zi)上,ETH Zurich的(de)(de)(de)(de)科學家只用(yong)單個分子(zi)(zi)(zi)就產生激(ji)光(guang)(guang)運作的(de)(de)(de)(de)基本(ben)條件(jian)──受激(ji)發射(stimulated emission)。由于在低(di)溫(wen)下,分子(zi)(zi)(zi)會增加(jia)(jia)它們的(de)(de)(de)(de)外表面積(apparent surface area)來(lai)跟光(guang)(guang)線(xian)互動,因此研究(jiu)人員(yuan)將分子(zi)(zi)(zi)冷卻到攝氏零下272度(du),也就是(shi)只比絕對(dui)零度(du)高(gao)(gao)1度(du)兩(liang)條光(guang)(guang)束(shu)瞄準(zhun)單分子(zi)(zi)(zi)
在受控制的(de)(de)模式下,利(li)用一道激光(guang)束來(lai)讓單個分子(zi)進入(ru)量子(zi)態(controlled fashion),研究人(ren)員(yuan)如(ru)此能明(ming)顯的(de)(de)縮(suo)減或是(shi)放大第二(er)道激光(guang)束。這種運作模式與傳統(tong)的(de)(de)晶(jing)體(ti)管如(ru)出(chu)一轍;晶(jing)體(ti)管內的(de)(de)電(dian)位(wei)(electrical potential)能用來(lai)調(diao)變第二(er)個信號(hao)。不過ETH Zurich并未透露(lu)其(qi)單分子(zi)的(de)(de)化學方程式。由于其(qi)性能與散(san)熱效能的(de)(de)優勢,光(guang)子(zi)運算技術是(shi)科學家們長期追求的(de)(de)目標(biao);光(guang)子(zi)(photon)不僅發(fa)熱比電(dian)子(zi)少,也能達(da)到(dao)高出(chu)相當多(duo)的(de)(de)數據傳輸速率。不過光(guang)通(tong)訊技術卻(que)只(zhi)能逐步地從長距(ju)離(li)(li)通(tong)訊,進展到(dao)短距(ju)離(li)(li)通(tong)訊,再進入(ru)單系統(tong)中。
激(ji)光加(jia)工技術是利用激(ji)光束與
物質(zhi)相互作用的(de)(de)特(te)性對材料(包括(kuo)金(jin)屬與非(fei)金(jin)屬)進行切割、焊接(jie)、表面處理(li)、打(da)孔、微(wei)加(jia)工以及做為(wei)光源(yuan),識別物體等的(de)(de)一門(men)技(ji)術(shu)(shu)(shu),傳(chuan)統(tong)應用最大的(de)(de)領(ling)域(yu)為(wei)激光加(jia)工技(ji)術(shu)(shu)(shu)。激光技(ji)術(shu)(shu)(shu)是涉及到光、機(ji)、電、材料及檢測等多(duo)門(men)學科的(de)(de)一門(men)綜合(he)技(ji)術(shu)(shu)(shu),傳(chuan)統(tong)上看,它(ta)的(de)(de)研究范圍一般可分為(wei):
1.激光加工系統。包括(kuo)激光器(qi)、導光系統、加工機床、控制系統及檢(jian)測(ce)系統。
2.激光加(jia)工工藝。包括切割、焊接、表(biao)面(mian)處理、打孔(kong)、打標(biao)、劃線、微雕等各種(zhong)加(jia)工工藝。
激光(guang)(guang)焊接:汽(qi)車(che)車(che)身厚薄板、汽(qi)車(che)零件(jian)、鋰電池、心臟起搏器(qi)(qi)(qi)、密(mi)封繼(ji)電器(qi)(qi)(qi)等密(mi)封器(qi)(qi)(qi)件(jian)以及(ji)各種不允許焊接污染和變(bian)形的器(qi)(qi)(qi)件(jian)。2013年使用的激光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)有YAG激光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi),CO2激光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)和半導體泵(beng)浦激光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)。
激(ji)(ji)光(guang)切割:汽車行(xing)業、計算機(ji)、電氣機(ji)殼、木(mu)刀模業、各(ge)種金(jin)屬零(ling)件(jian)和特殊(shu)材(cai)料的(de)切割、圓形(xing)鋸片(pian)、壓克力、彈簧墊片(pian)、2mm以(yi)下的(de)電子機(ji)件(jian)用銅板(ban)、一些金(jin)屬網板(ban)、鋼(gang)(gang)管、鍍錫鐵板(ban)、鍍亞鉛鋼(gang)(gang)板(ban)、磷青銅、電木(mu)板(ban)、薄(bo)鋁合金(jin)、石英玻璃、硅橡膠、1mm以(yi)下氧化鋁陶瓷片(pian)、航天工業使(shi)(shi)用的(de)鈦(tai)合金(jin)等(deng)等(deng)。使(shi)(shi)用激(ji)(ji)光(guang)器有YAG激(ji)(ji)光(guang)器和CO2激(ji)(ji)光(guang)器。
激光(guang)(guang)(guang)筆(bi)(bi):又稱為激光(guang)(guang)(guang)指示器、指星(xing)筆(bi)(bi)等,是把可見激光(guang)(guang)(guang)設計成(cheng)便攜(xie)、手易握、激光(guang)(guang)(guang)模組(二(er)極管)加(jia)工成(cheng)的(de)筆(bi)(bi)型發射器。常(chang)見的(de)激光(guang)(guang)(guang)筆(bi)(bi)有紅光(guang)(guang)(guang)(650-660nm, 635nm)、綠光(guang)(guang)(guang)(515-520nm,532nm)、藍(lan)(lan)光(guang)(guang)(guang)(445-450nm)和(he)藍(lan)(lan)紫光(guang)(guang)(guang)(405nm)等,功率(lv)通(tong)常(chang)以毫瓦為單(dan)位。通(tong)常(chang)在會報(bao)、教學、導賞人員都會使(shi)用它來投映一個光(guang)(guang)(guang)點或(huo)一條(tiao)光(guang)(guang)(guang)線指向物體,但激光(guang)(guang)(guang)會傷害到(dao)眼(yan)睛,任何情況下都不應該讓激光(guang)(guang)(guang)直射眼(yan)睛。
激光治療:可以用于手術開刀,減(jian)輕(qing)痛苦,減(jian)少感染。
激(ji)光(guang)打標:在各(ge)種材料和(he)幾乎所有行業(ye)均得到(dao)廣泛(fan)應用,2013年(nian)使用的激(ji)光(guang)器(qi)有YAG激(ji)光(guang)器(qi)、CO2激(ji)光(guang)器(qi)和(he)半導(dao)體泵浦激(ji)光(guang)器(qi)。
激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)孔:激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)孔主要應用(yong)(yong)在(zai)航(hang)空航(hang)天、汽(qi)車制造、電(dian)子儀(yi)表(biao)、化工等(deng)行(xing)業。激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)孔的(de)迅速發展,主要體現在(zai)打(da)孔用(yong)(yong)YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)的(de)平均輸出(chu)功率已由2008年的(de)400w提(ti)高到了800w至1000w。國內(nei)2013年比較成(cheng)熟的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)孔的(de)應用(yong)(yong)是在(zai)人(ren)造金剛(gang)石和天然(ran)金剛(gang)石拉(la)絲模的(de)生(sheng)產及鐘表(biao)和儀(yi)表(biao)的(de)寶石軸承、飛機(ji)葉片(pian)、多層(ceng)印刷線路板等(deng)行(xing)業的(de)生(sheng)產中。2013年使用(yong)(yong)的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)多以YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)、CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)為主,也有一些(xie)準分激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)、同(tong)位(wei)素激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)和半導體泵(beng)浦激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)。
激(ji)(ji)光(guang)熱處(chu)(chu)理:在汽(qi)車工業中應(ying)用(yong)廣(guang)泛(fan),如缸套、曲(qu)軸、活塞環、換向器(qi)、齒(chi)輪等零部(bu)件的熱處(chu)(chu)理,同(tong)時在航(hang)空航(hang)天、機床行業和其它機械行業也應(ying)用(yong)廣(guang)泛(fan)。我國的激(ji)(ji)光(guang)熱處(chu)(chu)理應(ying)用(yong)遠(yuan)比國外廣(guang)泛(fan)得多(duo)。2013年使(shi)用(yong)的激(ji)(ji)光(guang)器(qi)多(duo)以YAG激(ji)(ji)光(guang)器(qi),CO2激(ji)(ji)光(guang)器(qi)為主。
激(ji)光(guang)(guang)快速成(cheng)型:將激(ji)光(guang)(guang)加工技(ji)術和計算(suan)機數控技(ji)術及柔性制(zhi)造技(ji)術相(xiang)結合而(er)形成(cheng)。多用于(yu)模(mo)具和模(mo)型行業(ye)。2013年使用的激(ji)光(guang)(guang)器多以YAG激(ji)光(guang)(guang)器、CO2激(ji)光(guang)(guang)器為主。
激(ji)(ji)光涂敷:在航空航天、模具(ju)及機電行(xing)業應用(yong)(yong)廣泛(fan)。2013年(nian)使用(yong)(yong)的激(ji)(ji)光器(qi)多以大功率(lv)YAG激(ji)(ji)光器(qi)、CO2激(ji)(ji)光器(qi)為主。
激(ji)光成(cheng)(cheng)像(xiang):利用激(ji)光束掃描(miao)物體,將反(fan)射光束反(fan)射回來,得到的排布順序不同而成(cheng)(cheng)像(xiang)。用圖像(xiang)落差來反(fan)映所(suo)成(cheng)(cheng)的像(xiang)。激(ji)光成(cheng)(cheng)像(xiang)具有超視(shi)距的探測能力,可用于衛星(xing)激(ji)光掃描(miao)成(cheng)(cheng)像(xiang),未來用于遙感測繪等科技領域。
醫學
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)在醫學上的應(ying)用主(zhu)要分三(san)類(lei):激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)生(sheng)命(ming)科學研究、激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)診斷、激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)治(zhi)療,其(qi)中激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)治(zhi)療又分為:激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)手(shou)術(shu)治(zhi)療、弱(ruo)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)生(sheng)物刺激(ji)(ji)(ji)作用的非手(shou)術(shu)治(zhi)療和激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)的光(guang)(guang)動力治(zhi)療。
應用(yong)(yong)于牙(ya)(ya)科的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)系統依據激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)在(zai)牙(ya)(ya)科應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)作(zuo)用(yong)(yong),分(fen)為幾種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)系統。區別激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)重要特(te)征(zheng)之一是:光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang),不(bu)同(tong)波(bo)長(chang)的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)對組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)不(bu)同(tong),在(zai)可見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)及近紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜范圍的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線,吸光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)性(xing)低,穿(chuan)透(tou)(tou)性(xing)強(qiang),可以穿(chuan)透(tou)(tou)到牙(ya)(ya)體組(zu)織(zhi)較深的(de)(de)(de)(de)部位,例如氬(ya)離(li)子激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、二(er)極(ji)管(guan)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)或Nd:YAG激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(如圖1)。而Er:YAG激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和CO,激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線穿(chuan)透(tou)(tou)性(xing)差,僅能穿(chuan)透(tou)(tou)牙(ya)(ya)體組(zu)織(zhi)約(yue)0.01毫米。區別激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)重要特(te)征(zheng)之二(er)是:激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(即功(gong)率),如在(zai)診斷學中(zhong)應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)二(er)極(ji)管(guan)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),其(qi)強(qiang)度(du)僅為幾個毫瓦(wa)特(te),它有時也可用(yong)(yong)在(zai)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)顯示器上。
用(yong)(yong)于治療(liao)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),通常(chang)是幾個瓦特中等強度的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)對組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong),還(huan)取決于激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖(chong)(chong)的(de)(de)(de)發射方式,以典型(xing)的(de)(de)(de)連續脈(mo)沖(chong)(chong)發射方式的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)有:氬離子激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、二(er)極管激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、CO2,激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang);以短脈(mo)沖(chong)(chong)方式發射的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)有:Er:YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)或許多Nd:YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),短脈(mo)沖(chong)(chong)式的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)強度(即功率)可(ke)以達(da)到1,000瓦特或更高(gao),這(zhe)些強度高(gao)、吸(xi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)性也高(gao)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),只適用(yong)(yong)于清除(chu)硬組(zu)織(zhi)。
激光美容
(1)激光在美容(rong)界的(de)用(yong)途(tu)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)廣泛。色(se)素(su)沉著,如太(tai)田痣、鮮紅斑痣、雀斑、老年斑、毛細血(xue)管擴張等(deng),以及去紋身、洗眼線(xian)、洗眉(mei)、治療瘢(ban)痕等(deng);而(er)2013年以前一(yi)些新型的(de)激光儀(yi),高能超脈沖CO2激光,鉺激光進行除皺、磨皮換(huan)膚、治療打鼾,美白牙齒等(deng)等(deng),取得(de)了良(liang)好(hao)的(de)療效,為激光外科開辟越(yue)(yue)來越(yue)(yue)廣闊的(de)領(ling)域。
(2)激光(guang)(guang)手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)有(you)傳(chuan)統(tong)手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)無(wu)(wu)法(fa)比擬的(de)優越性。首先激光(guang)(guang)手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)不需(xu)要住院治療,手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)切(qie)口小(xiao),術(shu)(shu)中(zhong)不出(chu)血(xue)(xue),創傷輕(qing),無(wu)(wu)瘢痕(hen)。例如:眼袋的(de)治療傳(chuan)統(tong)手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)法(fa)存在著由于(yu)剝離(li)范(fan)圍廣、術(shu)(shu)中(zhong)出(chu)血(xue)(xue)多,術(shu)(shu)后(hou)愈合(he)慢(man),易形成瘢痕(hen)等(deng)缺點(dian),而(er)應(ying)用高能超脈沖CO2激光(guang)(guang)儀(yi)治療眼袋,則以它(ta)術(shu)(shu)中(zhong)不出(chu)血(xue)(xue),不需(xu)縫合(he),不影響正常(chang)工作,手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)部位水腫(zhong)輕(qing),恢復(fu)快,無(wu)(wu)瘢痕(hen)等(deng)優點(dian),令(ling)傳(chuan)統(tong)手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu)無(wu)(wu)法(fa)比擬。而(er)一些由于(yu)出(chu)血(xue)(xue)多而(er)無(wu)(wu)法(fa)進行(xing)的(de)內窺鏡手(shou)(shou)(shou)術(shu)(shu),則可由激光(guang)(guang)切(qie)割代替完(wan)成。(注:有(you)一定的(de)適(shi)應(ying)范(fan)圍)
(3)激(ji)光在血管性(xing)(xing)皮膚(fu)病以(yi)及色素沉(chen)著(zhu)(zhu)的(de)治(zhi)(zhi)療(liao)中成效(xiao)卓越。使用脈沖染料(liao)激(ji)光治(zhi)(zhi)療(liao)鮮紅斑痣(zhi),療(liao)效(xiao)顯著(zhu)(zhu),對周圍組(zu)織(zhi)損傷小,幾乎不(bu)落疤。它的(de)出(chu)現,成為鮮紅斑痣(zhi)治(zhi)(zhi)療(liao)史(shi)上的(de)一次革命(ming),因(yin)為鮮紅斑痣(zhi)治(zhi)(zhi)療(liao)史(shi)上,放射、冷凍、電灼、手術等(deng)方法,其(qi)瘢痕發生率均高(gao)(gao),并常出(chu)現色素脫失(shi)或沉(chen)著(zhu)(zhu)。激(ji)光治(zhi)(zhi)療(liao)血管性(xing)(xing)皮膚(fu)病是利用含氧血紅蛋白(bai)對一定波長的(de)激(ji)光選擇性(xing)(xing)的(de)吸收,而導致血管組(zu)織(zhi)的(de)高(gao)(gao)度(du)破(po)壞(huai),其(qi)具(ju)有高(gao)(gao)度(du)精確性(xing)(xing)與安(an)全性(xing)(xing),不(bu)會(hui)影響周圍鄰近組(zu)織(zhi)。因(yin)此,激(ji)光治(zhi)(zhi)療(liao)毛(mao)細血管擴張也是療(liao)效(xiao)顯著(zhu)(zhu)。
此外(wai),由于可變脈沖激光(guang)等(deng)相繼(ji)問世,使得(de)不(bu)滿意(yi)紋身的去除,以(yi)及各類色(se)素(su)性(xing)皮膚病(bing)如太田痣,老年(nian)斑等(deng)的治療得(de)到了重大(da)突破(po)。這類激光(guang)根據選擇性(xing)光(guang)熱(re)效應理論,(即不(bu)同(tong)波(bo)長的激光(guang)可選擇性(xing)地(di)作(zuo)用于不(bu)同(tong)顏色(se)的皮膚損害(hai)),利(li)用其強大(da)的瞬間功(gong)率,高度集(ji)中的輻射能(neng)量及色(se)素(su)選擇性(xing),極短(duan)的脈寬,使激光(guang)能(neng)量集(ji)中作(zuo)用于色(se)素(su)顆粒、將其直接汽(qi)化、擊碎,通過(guo)淋巴組(zu)織(zhi)排出體外(wai),而不(bu)影(ying)響周圍正常組(zu)織(zhi),并且以(yi)其療效確切(qie),安(an)全可靠,無瘢痕,痛苦小而深入人心。
(4)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)外(wai)(wai)科開創了醫(yi)(yi)學(xue)(xue)美(mei)(mei)容(rong)(rong)的(de)新紀元。高能超脈沖CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)磨皮換膚(fu)術(shu)開拓了美(mei)(mei)容(rong)(rong)外(wai)(wai)科的(de)新技術(shu)。它利用(yong)高能量,極短(duan)脈沖的(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang),使(shi)老化、損(sun)傷(shang)的(de)皮膚(fu)組織瞬間被(bei)汽化,不(bu)傷(shang)及周圍組織,治療過程中幾乎不(bu)出血,并可精確的(de)控制作用(yong)深度。其效果得到國(guo)際醫(yi)(yi)學(xue)(xue)整(zheng)形美(mei)(mei)容(rong)(rong)界充分肯定,被(bei)譽為(wei)“開創了醫(yi)(yi)學(xue)(xue)美(mei)(mei)容(rong)(rong)新紀元”;此外(wai)(wai),更有高能超脈沖CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)儀(yi)治療眼(yan)袋、打鼾、甚(shen)至激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)美(mei)(mei)白牙齒等,以其安全精確的(de)療效,簡(jian)便快捷的(de)治療在(zai)醫(yi)(yi)學(xue)(xue)美(mei)(mei)容(rong)(rong)界創造了一(yi)個(ge)又一(yi)個(ge)奇(qi)跡。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)美(mei)(mei)容(rong)(rong)使(shi)得醫(yi)(yi)學(xue)(xue)美(mei)(mei)容(rong)(rong)向前邁進了一(yi)大步(bu),并且賦予醫(yi)(yi)學(xue)(xue)美(mei)(mei)容(rong)(rong)更新的(de)內涵。
激光(guang)去除面(mian)部黑痣(zhi)
激光(guang)去(qu)黑(hei)痣的(de)(de)原理就在于將激光(guang)在瞬間爆發出(chu)的(de)(de)巨大能量置于色(se)(se)素組織中(zhong),把色(se)(se)素打碎并分解,使(shi)其可以被巨噬細胞吞并掉,而后會隨著(zhu)淋巴循環系統排(pai)出(chu)體外,由此達(da)到將色(se)(se)素去(qu)去(qu)掉的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。
激光去痣(zhi)可以適用的(de)痣(zhi)的(de)類型很多,比如包括上(shang)面提到的(de)三種色素(su)痣(zhi)、太田痣(zhi)、鮮紅斑痣(zhi)等,療效(xiao)都很明顯,并(bing)且不容易留疤,風險性小(xiao)。用二(er)氧化碳激光亦能去黑(hei)痣(zhi)。
激光治療近視
提(ti)示下情況(kuang)的患者不適合接受激光治(zhi)療:第(di)一.眼部活動性炎癥及病變(bian);第(di)二(er).眼周(zhou)化膿性病灶(zao);第(di)三.已確(que)診
的圓錐角膜;第(di)(di)四(si).嚴重干眼(yan)(yan)癥,伴有系統性干燥綜合(he)征;第(di)(di)五.中央(yang)角膜厚度低(di)于450μm;第(di)(di)六.嚴重的眼(yan)(yan)附屬器病(bing)變:眼(yan)(yan)瞼缺損(sun)、變形、慢性淚囊炎(yan)等;第(di)(di)七(qi). 全身結締組織病(bing)及嚴重自身免(mian)疫性疾病(bing),如系統性紅斑狼瘡、類風濕(shi)性關節炎(yan)、多發性硬化(hua)。
相對禁忌證
1.超高(gao)度(du)(du)近視伴后鞏膜葡萄(tao)腫者;2.初次(ci)手(shou)術前角(jiao)膜中央平均(jun)曲率低于39D或高(gao)于47D應慎重;3.暗光下(xia)瞳孔直徑大于7mm;4.對側眼為法定盲眼;5.2年內(nei)曾患(huan)單純皰疹(zhen)性角(jiao)膜炎;6.輕(qing)(qing)度(du)(du)白內(nei)障;7.有視網膜脫離(li)及黃斑(ban)出血病史(shi);8.輕(qing)(qing)度(du)(du)干眼癥;9.輕(qing)(qing)度(du)(du)瞼(jian)裂(lie)閉合(he)不全;10.可疑青光眼患(huan)者;11.月(yue)經期(qi)(qi)及妊(ren)娠期(qi)(qi);12.瘢痕體(ti)質;13.糖尿病;14.感冒發燒等身(shen)體(ti)不適;15.癲癇(xian);16.焦(jiao)慮癥、抑郁(yu)癥以及對手(shou)術期(qi)(qi)望過高(gao)者。
激光除皺
激(ji)(ji)光(guang)除皺(zhou)(zhou)是(shi)通(tong)過電(dian)腦(nao)控制(zhi)的、低能量的二氧化(hua)(hua)碳激(ji)(ji)光(guang),能準確(que)地控制(zhi)汽化(hua)(hua)皮膚表層的深度,完成分(fen)層汽化(hua)(hua)、無碳化(hua)(hua)的面(mian)部除皺(zhou)(zhou)護膚技術。激(ji)(ji)光(guang)用于(yu)(yu)消除皺(zhou)(zhou)紋的技術,是(shi)激(ji)(ji)光(guang)技術應(ying)用于(yu)(yu)臨床以后(hou),并幾經改進、完善與不(bu)斷更(geng)新后(hou)的結果(guo)。
原(yuan)(yuan)理:皺(zhou)(zhou)紋產生的(de)主要(yao)原(yuan)(yuan)因是皮(pi)(pi)(pi)膚膠(jiao)原(yuan)(yuan)減少,真(zhen)(zhen)皮(pi)(pi)(pi)層(ceng)變薄。運用(yong)最新激光(guang)-射頻聯合技術照(zhao)射皮(pi)(pi)(pi)膚,可使(shi)真(zhen)(zhen)皮(pi)(pi)(pi)層(ceng)增(zeng)厚、減少皺(zhou)(zhou)紋,其原(yuan)(yuan)理是:刺激受(shou)損的(de)膠(jiao)原(yuan)(yuan)層(ceng),產生新的(de)膠(jiao)原(yuan)(yuan)質,從而填平因膠(jiao)原(yuan)(yuan)減少而出現褶皺(zhou)(zhou)的(de)皮(pi)(pi)(pi)膚;加熱真(zhen)(zhen)皮(pi)(pi)(pi)組織層(ceng),利用(yong)人體自(zi)身修復(fu)機能(neng)刺激組織再生重建,使(shi)真(zhen)(zhen)皮(pi)(pi)(pi)層(ceng)增(zeng)厚。
合(he)理設計的(de)激光(guang)可以(yi)通過皮膚(fu)中的(de)黑(hei)色素(su)、血(xue)紅蛋(dan)白,尤(you)其是水(shui)吸收激光(guang)釋放(fang)的(de)能量,并(bing)產(chan)生光(guang)熱效(xiao)應使之轉化為熱量,從而激活真(zhen)皮中成纖維細(xi)胞等各種基(ji)(ji)質細(xi)胞產(chan)生新生的(de)膠原蛋(dan)白、彈(dan)性蛋(dan)白以(yi)及各種細(xi)胞間基(ji)(ji)質,并(bing)發(fa)生組織重構,就(jiu)象是給慵懶的(de)皮膚(fu)做運動一樣,使其通過鍛煉而重新煥發(fa)年輕活力(li)。數次(ci)治療之后的(de)皮膚(fu)含水(shui)量及彈(dan)性增加(jia),質地改善,細(xi)小皺紋減(jian)少。
適應癥(zheng):1、原發性(xing)癥(zheng)狀:口周皺(zhou)紋(wen)、眶周皺(zhou)紋(wen)、萎(wei)縮性(xing)(凹陷性(xing))疤痕、良性(xing)皮膚贅生物(腫瘤);2、皮膚粗(cu)(cu)糙、毛(mao)孔粗(cu)(cu)大、細小皺(zhou)紋(wen)等皮膚老化表現以及炎性(xing)痤瘡或痤瘡后瘢痕等。
高能超脈沖激(ji)光能夠把周圍組織(zhi)的(de)(de)熱損(sun)傷(shang)降到最低(di)程度。微小皺紋和(he)凹陷疤痕也(ye)可進行(xing)精(jing)確磨削。超脈沖激(ji)光能避免(mian)以往機(ji)械磨皮(pi)法、化學剝脫(tuo)術出(chu)血(xue)多,飛濺的(de)(de)血(xue)液、組織(zhi)細屑可使病毒在病人與病人間、病人與醫務人員間傳播等不足,通過氣(qi)化病變(bian)組織(zhi)來徹底消除皮(pi)膚損(sun)害,并使正(zheng)常(chang)皮(pi)膚的(de)(de)熱損(sun)傷(shang)極小,這一過程的(de)(de)作用時間快(kuai)于使周圍的(de)(de)正(zheng)常(chang)組織(zhi)也(ye)被加(jia)熱的(de)(de)所需(xu)時間,具有磨皮(pi)去皺的(de)(de)功能。
軍事
激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)是一種利用(yong)定向(xiang)發射的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)束直(zhi)接毀傷目標或(huo)使之失效的(de)定向(xiang)能武(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)。根(gen)據作戰用(yong)途(tu)的(de)不同,激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)可分(fen)為戰術激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)戰略激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)兩大(da)類。武(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)系統主要由激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)跟(gen)蹤(zong)、瞄準(zhun)、發射裝置等部分(fen)組(zu)成,2013年通(tong)常采(cai)用(yong)的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)有化學(xue)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、固(gu)體(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、CO2激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)等。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)具有攻擊(ji)速度快、轉向(xiang)靈(ling)活(huo)、可實現精(jing)確打擊(ji)、不受電磁干擾等優點,但也(ye)存(cun)在易(yi)受天氣和(he)(he)環(huan)境影(ying)響等弱點。
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)(qi)(qi)已有(you)30多年(nian)的(de)發展歷史(shi),其關鍵技術也(ye)已取(qu)得突破,美國、俄羅斯、法國、以(yi)色(se)列等國都(dou)成功進行了各(ge)種激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)打靶試驗。2013年(nian)低(di)能激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)(qi)(qi)已經(jing)投(tou)入使(shi)用(yong),主要(yao)(yao)用(yong)于(yu)干擾(rao)和(he)致盲較近距離的(de)光(guang)(guang)電傳感器(qi)(qi)(qi)(qi),以(yi)及攻(gong)擊人眼和(he)一些增強型觀測設備;高能激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)(qi)(qi)主要(yao)(yao)采用(yong)化學激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi),按照現有(you)的(de)水平(ping),今(jin)后5—10年(nian)內可望(wang)在地面和(he)空中平(ping)臺(tai)上部署使(shi)用(yong),用(yong)于(yu)戰術防空、戰區反導(dao)和(he)反衛星(xing)作戰等。
激光(guang)(guang)武器特點高度(du)集束的(de)(de)激光(guang)(guang),能(neng)量(liang)(liang)也非常集中。舉例說(shuo);在日常生活中我們認為(wei)太(tai)陽是(shi)非常亮(liang)的(de)(de),但(dan)一(yi)臺巨脈沖紅寶石激光(guang)(guang)器發出的(de)(de)激光(guang)(guang)卻比(bi)太(tai)陽還亮(liang)200億(yi)倍。當然(ran),激光(guang)(guang)比(bi)太(tai)陽還亮(liang),并不(bu)是(shi)因為(wei)它的(de)(de)總能(neng)量(liang)(liang)比(bi)太(tai)陽還大,而是(shi)由(you)于它的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)非常集中。例如,紅寶石激光(guang)(guang)器發出的(de)(de)激光(guang)(guang)射束,能(neng)穿透一(yi)張1/3厘米厚的(de)(de)鋼板,但(dan)總能(neng)量(liang)(liang)卻不(bu)足以煮(zhu)熟一(yi)個雞蛋。
激(ji)(ji)(ji)光作為(wei)武(wu)(wu)(wu)器(qi),有很多獨特的(de)(de)(de)(de)(de)優點。首先,它可(ke)(ke)以用(yong)光速(su)(su)飛行(xing),每秒30萬公里,任(ren)何武(wu)(wu)(wu)器(qi)都(dou)沒有這(zhe)樣高的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度。它一(yi)旦(dan)瞄準(zhun),幾(ji)乎不要什么(me)時間就(jiu)立刻擊中目(mu)標,用(yong)不著考慮(lv)提前量(liang)。另外,它可(ke)(ke)以在極小的(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)積(ji)上、在極短的(de)(de)(de)(de)(de)時間里集中超過(guo)核武(wu)(wu)(wu)器(qi)100萬倍(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang),還(huan)能(neng)很靈活地改變方向,沒有任(ren)何發射(she)性(xing)污(wu)染。激(ji)(ji)(ji)光武(wu)(wu)(wu)器(qi)分為(wei)三類:一(yi)是(shi)致盲型。(激(ji)(ji)(ji)光劍)前面(mian)我(wo)們講過(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)載致盲武(wu)(wu)(wu)器(qi),就(jiu)屬于這(zhe)一(yi)類。二是(shi)近距離戰術型,可(ke)(ke)用(yong)來擊落導彈(dan)(dan)和飛機(ji)。1978年美國(guo)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)激(ji)(ji)(ji)光打陶(tao)式反坦克導彈(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)試驗,就(jiu)是(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)類武(wu)(wu)(wu)器(qi)。還(huan)有科幻電影中,通過(guo)對(dui)激(ji)(ji)(ji)光武(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)形變,產生的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光盾翼(yi)三是(shi)遠距離戰略(lve)型。這(zhe)類的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)制困(kun)難最大,但一(yi)旦(dan)成功(gong),作用(yong)也最大,它可(ke)(ke)以反衛星、反洲(zhou)際彈(dan)(dan)道導彈(dan)(dan),成為(wei)最先進的(de)(de)(de)(de)(de)防御武(wu)(wu)(wu)器(qi)。
激光(guang)(guang)(guang)怎樣擊毀目標(biao)呢(ni)?科學家們認為(wei)有兩個方(fang)面(mian):一是(shi)(shi)(shi)穿孔(kong)(kong),二(er)是(shi)(shi)(shi)層(ceng)裂。所(suo)(suo)謂穿孔(kong)(kong),就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)高功率密(mi)度(du)的(de)激光(guang)(guang)(guang)束使靶(ba)材(cai)(cai)表(biao)面(mian)急劇熔化(hua),進而汽(qi)化(hua)蒸發,汽(qi)化(hua)物質向(xiang)外(wai)噴(pen)射(she)(she),反沖(chong)力(li)形成(cheng)沖(chong)擊波(bo),在靶(ba)材(cai)(cai)上穿一個孔(kong)(kong)。所(suo)(suo)謂層(ceng)裂,就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)靶(ba)材(cai)(cai)表(biao)面(mian)吸收激光(guang)(guang)(guang)能(neng)量后(hou),原子被電離,形成(cheng)等離體“云(yun)”。“云(yun)”向(xiang)外(wai)膨(peng)脹噴(pen)射(she)(she)形成(cheng)應力(li)波(bo)向(xiang)深處傳播。應力(li)波(bo)的(de)反射(she)(she)造成(cheng)靶(ba)材(cai)(cai)被拉(la)斷,形成(cheng)“層(ceng)裂”破(po)(po)壞。除此以外(wai),等離子體“云(yun)”還能(neng)輻射(she)(she)紫外(wai)線或X光(guang)(guang)(guang),破(po)(po)壞目標(biao)結構和電子元(yuan)件。激光(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器作用的(de)面(mian)積很小,但破(po)(po)壞在目標(biao)的(de)關鍵部位上,可造成(cheng)目標(biao)的(de)毀滅(mie)性破(po)(po)壞。這和驚天動(dong)地的(de)核(he)武(wu)(wu)器相比,完全是(shi)(shi)(shi)兩種風(feng)格(ge)。
激(ji)(ji)光(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)類(lei):不(bu)同(tong)功(gong)(gong)率(lv)密度,不(bu)同(tong)輸(shu)出波形,不(bu)同(tong)波長的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang),在(zai)與不(bu)同(tong)目標材(cai)料相互作用(yong)時(shi),會產生(sheng)不(bu)同(tong)的(de)(de)殺傷破壞效應。用(yong)激(ji)(ji)光(guang)作為(wei)“死光(guang)”武(wu)器(qi)(qi)(qi),不(bu)能像在(zai)激(ji)(ji)光(guang)加(jia)工(gong)中那樣借助于(yu)透鏡聚焦(jiao),而必須大大提高激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出功(gong)(gong)率(lv),作戰(zhan)時(shi)可(ke)(ke)根(gen)據不(bu)同(tong)的(de)(de)需要選擇適(shi)當的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)。2013年時(shi),激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)種類(lei)繁(fan)多,名(ming)稱(cheng)各異(yi),有(you)體(ti)積整整占據一幢大樓、功(gong)(gong)率(lv)為(wei)上萬億瓦、用(yong)于(yu)引(yin)發核(he)聚變的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi),也有(you)比人的(de)(de)指甲還小、輸(shu)出功(gong)(gong)率(lv)僅有(you)幾毫瓦、用(yong)于(yu)光(guang)電通信的(de)(de)半(ban)導體(ti)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)。按工(gong)作介(jie)質區分(fen)(fen)(fen),目前有(you)固(gu)體(ti)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)、液(ye)體(ti)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)和分(fen)(fen)(fen)子(zi)型、離子(zi)型、準(zhun)分(fen)(fen)(fen)子(zi)型的(de)(de)氣體(ti)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)等。同(tong)時(shi),按其發射位(wei)置可(ke)(ke)分(fen)(fen)(fen)為(wei)天基(ji)、陸基(ji)、艦(jian)載、車載和機載等類(lei)型,按其用(yong)途還可(ke)(ke)分(fen)(fen)(fen)為(wei)戰(zhan)術(shu)型和戰(zhan)略型兩類(lei)。
1.戰(zhan)術激光武器
戰(zhan)術(shu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)武器(qi)(qi)是(shi)利用激(ji)光(guang)(guang)(guang)作(zuo)為能量,是(shi)像常(chang)規(gui)武器(qi)(qi)那(nei)樣(yang)直接殺傷(shang)敵方人(ren)員、擊(ji)毀坦(tan)克、飛機(ji)(ji)等,打擊(ji)距離一般可達20公里(li)。這(zhe)種武器(qi)(qi)的(de)主要代表有(you)(you)(you)激(ji)光(guang)(guang)(guang)槍和(he)激(ji)光(guang)(guang)(guang)炮(pao),它(ta)們能夠發(fa)(fa)出很(hen)強的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束來打擊(ji)敵人(ren)。1978年3月,世界上的(de)第一支(zhi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)槍在(zai)美國(guo)誕生。激(ji)光(guang)(guang)(guang)槍的(de)樣(yang)式(shi)與(yu)普通(tong)步(bu)槍沒有(you)(you)(you)太大(da)(da)區別,主要由(you)四大(da)(da)部分(fen)組成(cheng):激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、激(ji)勵器(qi)(qi)、擊(ji)發(fa)(fa)器(qi)(qi)和(he)槍托。2013年,國(guo)外(wai)已有(you)(you)(you)一種紅寶石袖珍(zhen)式(shi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)槍,外(wai)形和(he)大(da)(da)小與(yu)美國(guo)的(de)派(pai)克鋼筆相(xiang)當。但(dan)它(ta)能在(zai)距人(ren)幾(ji)米之外(wai)燒(shao)毀衣(yi)服(fu)、燒(shao)穿(chuan)皮肉,且無聲響(xiang),在(zai)不(bu)知(zhi)(zhi)不(bu)覺中致人(ren)死(si)命,并可在(zai)一定的(de)距離內,使火藥爆炸,使夜視儀、紅外(wai)或激(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)距儀等光(guang)(guang)(guang)電(dian)設備失(shi)(shi)效。還有(you)(you)(you)7種稍大(da)(da)重量與(yu)機(ji)(ji)槍相(xiang)仿的(de)小巧激(ji)光(guang)(guang)(guang)槍,能擊(ji)穿(chuan)銅盔,在(zai)1500米的(de)距離上燒(shao)傷(shang)皮肉、致瞎眼睛等。戰(zhan)術(shu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)武器(qi)(qi)的(de)"挖眼術(shu)"不(bu)但(dan)能造成(cheng)飛機(ji)(ji)失(shi)(shi)控、機(ji)(ji)毀人(ren)亡,或使炮(pao)手(shou)喪失(shi)(shi)戰(zhan)斗(dou)能力(li),而且由(you)于參戰(zhan)士兵不(bu)知(zhi)(zhi)對方激(ji)光(guang)(guang)(guang)武器(qi)(qi)會在(zai)何時何地出現(xian),常(chang)常(chang)受(shou)到沉重的(de)心理壓力(li)。因此(ci),激(ji)光(guang)(guang)(guang)武器(qi)(qi)又(you)具有(you)(you)(you)常(chang)規(gui)武器(qi)(qi)所(suo)不(bu)具備的(de)威(wei)懾(she)作(zuo)用。1982年英(ying)阿(a)(a)馬島戰(zhan)爭中,英(ying)國(guo)在(zai)航空母艦和(he)各(ge)類護(hu)衛艦上就安裝有(you)(you)(you)激(ji)光(guang)(guang)(guang)致盲(mang)武器(qi)(qi),曾使阿(a)(a)根廷的(de)多架飛機(ji)(ji)失(shi)(shi)控、墜毀或誤(wu)入英(ying)軍的(de)射擊(ji)火網(wang)。
2.戰略激光武(wu)器(qi)
戰(zhan)(zhan)(zhan)略激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)可(ke)攻擊(ji)數千公里之外的(de)(de)(de)(de)洲(zhou)際導彈(dan)(dan);可(ke)攻擊(ji)太空(kong)中的(de)(de)(de)(de)偵察衛(wei)(wei)星(xing)和(he)(he)通信(xin)衛(wei)(wei)星(xing)等(deng)。例(li)如(ru),1975年11月,美國(guo)的(de)(de)(de)(de)兩顆監視導彈(dan)(dan)發射(she)井的(de)(de)(de)(de)偵察衛(wei)(wei)星(xing)在(zai)(zai)飛抵西伯利亞上(shang)空(kong)時(shi),被前蘇聯的(de)(de)(de)(de)“反(fan)(fan)(fan)衛(wei)(wei)星(xing)”陸基(ji)(ji)(ji)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)擊(ji)中,并(bing)變成“瞎(xia)子(zi)(zi)”。因此,高基(ji)(ji)(ji)高能激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)奪取宇宙空(kong)間優勢的(de)(de)(de)(de)理(li)想(xiang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)之一(yi),也(ye)是(shi)(shi)軍事大(da)國(guo)不惜(xi)耗費巨資進(jin)行激(ji)(ji)(ji)(ji)烈爭奪的(de)(de)(de)(de)根本原因。據(ju)外刊透(tou)露,自(zi)(zi)70年代以(yi)來,美俄兩國(guo)都分(fen)別以(yi)多種名義進(jin)行了數十次反(fan)(fan)(fan)衛(wei)(wei)星(xing)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗。2013年,反(fan)(fan)(fan)戰(zhan)(zhan)(zhan)略導彈(dan)(dan)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)研制種類有化學激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、準分(fen)子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、自(zi)(zi)由(you)(you)電子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)調射(she)線激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)。例(li)如(ru):自(zi)(zi)由(you)(you)電子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)具有輸(shu)出功率大(da)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束質量好(hao)、轉換效率高、可(ke)調范(fan)圍(wei)寬等(deng)優點。但是(shi)(shi),自(zi)(zi)由(you)(you)電子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)體積龐(pang)大(da),只適宜安裝在(zai)(zai)地(di)面(mian)上(shang),供(gong)陸基(ji)(ji)(ji)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)使用。作(zuo)戰(zhan)(zhan)(zhan)時(shi),強激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束首先射(she)到處(chu)于空(kong)間高軌(gui)道(dao)上(shang)的(de)(de)(de)(de)中斷反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡。中斷反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡將激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束反(fan)(fan)(fan)射(she)到處(chu)于低(di)軌(gui)道(dao)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)戰(zhan)(zhan)(zhan)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡,作(zuo)戰(zhan)(zhan)(zhan)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡再使激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束瞄(miao)準目標,實(shi)施攻擊(ji)。通過這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)兩次反(fan)(fan)(fan)射(she),設置在(zai)(zai)地(di)面(mian)的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)由(you)(you)電子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi),就可(ke)攻擊(ji)從世界上(shang)任何(he)地(di)方(fang)發射(she)的(de)(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)(zhan)略導彈(dan)(dan)。高基(ji)(ji)(ji)高能激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)高能激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)(qi)與航天器(qi)(qi)(qi)相結合的(de)(de)(de)(de)產物。當這種激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)沿(yan)著(zhu)空(kong)間軌(gui)道(dao)游弋時(shi),一(yi)旦發現對方(fang)目標,即可(ke)投(tou)入戰(zhan)(zhan)(zhan)斗。由(you)(you)于它(ta)部署(shu)在(zai)(zai)宇宙空(kong)間,居(ju)高臨下(xia),視野(ye)廣闊,更(geng)是(shi)(shi)如(ru)虎添翼。在(zai)(zai)實(shi)際戰(zhan)(zhan)(zhan)斗中,可(ke)用它(ta)對對方(fang)的(de)(de)(de)(de)空(kong)中目標實(shi)施閃電般的(de)(de)(de)(de)攻擊(ji),以(yi)摧(cui)(cui)毀對方(fang)的(de)(de)(de)(de)偵察衛(wei)(wei)星(xing)、預警衛(wei)(wei)星(xing)、通信(xin)衛(wei)(wei)星(xing)、氣象衛(wei)(wei)星(xing),甚至能將對方(fang)的(de)(de)(de)(de)洲(zhou)際導彈(dan)(dan)摧(cui)(cui)毀在(zai)(zai)助推(tui)的(de)(de)(de)(de)上(shang)升(sheng)階段。
3.激光動力推進器
既然太(tai)陽(yang)不足以推(tui)動恒星際(ji)太(tai)空(kong)飛(fei)船,于是有科學家提出了激光動力(li)推(tui)進器(qi)技術,利(li)用一束強大的激光讓物(wu)體飛(fei)行。
激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)雷(lei)(lei)達(da)(laser radar)是(shi)指用激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)作為輻射(she)(she)(she)源(yuan)的雷(lei)(lei)達(da)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)雷(lei)(lei)達(da)是(shi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)技術與雷(lei)(lei)達(da)技術相結(jie)合的產物。由發(fa)射(she)(she)(she)機、天線、接(jie)收機、跟蹤架(jia)及(ji)信息處理等(deng)部分組成。發(fa)射(she)(she)(she)機是(shi)各種(zhong)(zhong)形(xing)式的激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi),如二氧化碳(tan)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、摻釹釔(yi)鋁石(shi)榴石(shi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、半導(dao)體激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)及(ji)波長可調諧的固體激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)等(deng);天線是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學望遠鏡;接(jie)收機采用各種(zhong)(zhong)形(xing)式的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi),如光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)倍(bei)增(zeng)管(guan)、半導(dao)體光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)二極(ji)管(guan)、雪崩光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)二極(ji)管(guan)、紅外和可見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)多元探測(ce)器(qi)件等(deng)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)雷(lei)(lei)達(da)采用脈沖(chong)或連續波2種(zhong)(zhong)工(gong)作方式,探測(ce)方法分直接(jie)探測(ce)與外差探測(ce)。
通信
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)信(xin),是(shi)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)在大氣空(kong)間(jian)傳(chuan)輸的一種通(tong)信(xin)方(fang)式。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)大氣通(tong)信(xin)的發送設備主要由激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(光(guang)(guang)(guang)(guang)源)、光(guang)(guang)(guang)(guang)調(diao)制器(qi)、光(guang)(guang)(guang)(guang)學發射天線(透鏡)等組成;接收設備主要由光(guang)(guang)(guang)(guang)學接收天線、光(guang)(guang)(guang)(guang)檢測器(qi)等組成。
信(xin)(xin)(xin)息(xi)發送時,先轉換成電(dian)信(xin)(xin)(xin)號,再由光調(diao)制器將其調(diao)制在激(ji)光器產(chan)生的(de)激(ji)光束上,經光學天(tian)線發射(she)出去。信(xin)(xin)(xin)息(xi)接(jie)收時,光學接(jie)收天(tian)線將接(jie)收到的(de)光信(xin)(xin)(xin)號聚焦后,送至光檢測器恢復(fu)成電(dian)信(xin)(xin)(xin)號,再還原(yuan)為信(xin)(xin)(xin)息(xi)。大氣(qi)激(ji)光通信(xin)(xin)(xin)的(de)容(rong)量大、保密性好,不(bu)受電(dian)磁干擾。但激(ji)光在大氣(qi)中傳輸時受雨、霧(wu)、雪(xue)、霜等影響,衰耗要增大,故(gu)一般(ban)用于邊防、海島、跨(kua)越江河(he)等近距離通信(xin)(xin)(xin),以及大氣(qi)層外的(de)衛星間(jian)通信(xin)(xin)(xin)和(he)深(shen)空通信(xin)(xin)(xin)。
早期的(de)激光(guang)(guang)大(da)氣通(tong)信(xin)(xin)(xin)所用光(guang)(guang)源多數為二氧化碳激光(guang)(guang)器(qi)(qi)、氦-氖激光(guang)(guang)器(qi)(qi)等。二氧化碳激光(guang)(guang)器(qi)(qi)輸出激光(guang)(guang)波(bo)長(chang)為10.6微(wei)米,此波(bo)長(chang)正好處在(zai)大(da)氣信(xin)(xin)(xin)道(dao)傳輸的(de)低(di)損耗窗口,是較為理想的(de)通(tong)信(xin)(xin)(xin)光(guang)(guang)源。從70年代(dai)末(mo)到80年代(dai)中期,由于在(zai)技術實現上難以解決好全天候、高機(ji)動性、高靈(ling)活性、穩定性等問題,激光(guang)(guang)大(da)氣通(tong)信(xin)(xin)(xin)的(de)研究陷入低(di)潮。
1988年,巴西宣布研制成(cheng)功一(yi)種(zhong)(zhong)便攜式半導(dao)體激(ji)光(guang)大(da)氣通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)系(xi)統(tong)。這種(zhong)(zhong)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)過激(ji)光(guang)器聯(lian)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)線(xian)(xian)路的(de)(de)軍用(yong)紅外通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)裝置,其外形如同一(yi)架雙筒(tong)望遠鏡(jing),在上面(mian)安(an)裝了激(ji)光(guang)二極(ji)管(guan)和麥克風。使用(yong)時,一(yi)方將雙筒(tong)鏡(jing)對準另一(yi)方即可(ke)實現通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin),通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)距(ju)(ju)離為1千(qian)米,如果(guo)將光(guang)學天(tian)線(xian)(xian)固定下來,通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)距(ju)(ju)離可(ke)達15千(qian)米。1989年,美國成(cheng)功地研制出(chu)一(yi)種(zhong)(zhong)短距(ju)(ju)離、隱蔽(bi)式的(de)(de)大(da)氣激(ji)光(guang)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)系(xi)統(tong)。1990年,美國試驗了適(shi)用(yong)于特(te)種(zhong)(zhong)戰爭(zheng)(zheng)和低強度戰爭(zheng)(zheng)需(xu)要的(de)(de)紫外光(guang)波通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin),這種(zhong)(zhong)通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)系(xi)統(tong)完全符合戰術任務的(de)(de)要求,通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)距(ju)(ju)離為2~5千(qian)米;如果(guo)對光(guang)束進(jin)行適(shi)當(dang)處(chu)理,通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)距(ju)(ju)離可(ke)達5~10千(qian)米。
90年代初,俄羅斯(si)研制成功了(le)大(da)(da)(da)功率(lv)半導體激光(guang)(guang)(guang)器(qi),并(bing)開(kai)始(shi)了(le)激光(guang)(guang)(guang)大(da)(da)(da)氣(qi)通信(xin)系統技術的實用(yong)化研究。不久便推出了(le)10千(qian)米以(yi)內(nei)的半導體激光(guang)(guang)(guang)大(da)(da)(da)氣(qi)通信(xin)系統并(bing)在(zai)(zai)莫斯(si)科、瓦洛涅什、圖拉等城市應用(yong)。在(zai)(zai)瓦涅什河兩岸相距(ju)4千(qian)米的兩個電(dian)站之間(jian),架設(she)起了(le)半導體激光(guang)(guang)(guang)大(da)(da)(da)氣(qi)通信(xin)系統,該系統可同時傳輸8路數(shu)字電(dian)話(hua)。在(zai)(zai)距(ju)離瓦洛涅什城約(yue)200千(qian)米以(yi)及在(zai)(zai)距(ju)莫斯(si)科不遠(yuan)的地方,也開(kai)通了(le)半導體激光(guang)(guang)(guang)大(da)(da)(da)氣(qi)通信(xin)系統線路。
隨(sui)著(zhu)半導體(ti)激光(guang)器的(de)不斷成熟、光(guang)學(xue)天線制作(zuo)技術(shu)的(de)不斷完善、信號壓縮(suo)編碼(ma)等技術(shu)的(de)合理(li)使用,激光(guang)大氣通信正重新(xin)煥發出(chu)生機。
激光測速
激光(guang)測(ce)(ce)速是(shi)對被測(ce)(ce)物(wu)體進行兩次(ci)有(you)特(te)定(ding)時間(jian)間(jian)隔(ge)的(de)(de)激光(guang)測(ce)(ce)距(ju),取(qu)得(de)(de)在該一時段內被測(ce)(ce)物(wu)體的(de)(de)移動距(ju)離(li),從而(er)得(de)(de)到該被測(ce)(ce)物(wu)體的(de)(de)移動速度。因此,激光(guang)測(ce)(ce)速具(ju)有(you)以下幾個特(te)點:
1、由于(yu)該(gai)激(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)束基本為射線,估測(ce)(ce)速距(ju)離(li)相對(dui)于(yu)雷(lei)達測(ce)(ce)速有(you)效距(ju)離(li)遠,可測(ce)(ce)1000M外;
2、測速精度(du)高,誤(wu)差<1公里;
3、鑒于激(ji)(ji)光(guang)測速的(de)原理,激(ji)(ji)光(guang)光(guang)束必須要瞄準(zhun)垂直與激(ji)(ji)光(guang)光(guang)束的(de)平(ping)面反射(she)點,又(you)由于被測車(che)輛距離(li)太遠、且(qie)處于移動(dong)狀態,或者車(che)體(ti)平(ping)面不大(da),而導致(zhi)激(ji)(ji)光(guang)測速成功率低、難度(du)大(da),特(te)別是執(zhi)勤(qin)警員的(de)工(gong)作強度(du)很大(da)、很易(yi)疲勞;
4、鑒于激(ji)(ji)光測(ce)速(su)的(de)原理,激(ji)(ji)光測(ce)速(su)器不可能具備在(zai)運動(dong)中使用(yong),只能在(zai)靜(jing)止狀(zhuang)態下(xia)應用(yong);因此,激(ji)(ji)光測(ce)速(su)儀不能稱之為(wei)“流動(dong)電子警察”。在(zai)靜(jing)止狀(zhuang)態下(xia)使用(yong)時,司(si)機很容易發現有(you)檢(jian)測(ce),因此達不到(dao)預期目的(de);
5、價(jia)(jia)格昂貴(gui),2013年(nian)經過正規途徑進(jin)口的激光測(ce)速儀(不(bu)含取景(jing)和(he)控制部分)價(jia)(jia)格至(zhi)少在一萬(wan)美金左右。
工業
激(ji)光在工(gong)業上,也應用極為廣(guang)泛,因為激(ji)光在激(ji)光束聚焦在材(cai)料表(biao)面的時候能夠使材(cai)料熔化,使激(ji)光束與材(cai)料沿一(yi)定軌跡作相對運動,從而形(xing)成一(yi)定形(xing)狀(zhuang)的切(qie)縫(feng)。七十(shi)年代后,為了(le)改(gai)善和(he)提高火(huo)焰切(qie)割(ge)的切(qie)口質(zhi)量,又推廣(guang)了(le)氧乙烷精密火(huo)焰切(qie)割(ge)和(he)等離子切(qie)割(ge)。在工(gong)業生產中有(you)一(yi)定的適(shi)用范(fan)圍。
激光玻璃
激光(guang)玻璃是(shi)一種以玻璃為基質的固體激光(guang)材(cai)料。它廣(guang)泛應用于各類型固體激光(guang)光(guang)器(qi)中,并成為高功率和高能量激光(guang)器(qi)的主(zhu)要激光(guang)材(cai)料。
激(ji)光玻(bo)(bo)璃(li)由基(ji)質(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)璃(li)和激(ji)活(huo)離子兩部分組成(cheng)。激(ji)光玻(bo)(bo)璃(li)各種物理化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)主(zhu)要由基(ji)質(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)璃(li)決定(ding),而它(ta)的(de)(de)光譜性質(zhi)(zhi)則主(zhu)要由激(ji)活(huo)離子決定(ding)。但是(shi)基(ji)質(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)璃(li)與激(ji)活(huo)離子彼此間(jian)互相作(zuo)用,所以(yi)激(ji)活(huo)離子對激(ji)光玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)物理化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)有一定(ding)的(de)(de)影響,而基(ji)質(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)璃(li)對它(ta)的(de)(de)光譜性質(zhi)(zhi)的(de)(de)影響有時還是(shi)相當(dang)重要的(de)(de)。
激光冷卻
激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)冷卻(que)(laser cooling)利(li)用(yong)(yong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和原子(zi)的(de)(de)相(xiang)(xiang)互作用(yong)(yong)減速原子(zi)運動(dong)以獲得超低溫原子(zi)的(de)(de)高新技術。這(zhe)一重(zhong)要技術早期的(de)(de)主要目的(de)(de)是為(wei)了(le)精確測(ce)量(liang)各種原子(zi)參數(shu),用(yong)(yong)于高分辨率(lv)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜和超高精度的(de)(de)量(liang)子(zi)頻標(biao)(原子(zi)鐘(zhong)),后來卻(que)成(cheng)為(wei)實現(xian)原子(zi)玻(bo)色-愛因斯坦凝聚的(de)(de)關鍵實驗方法。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)冷卻(que)有(you)許(xu)多應用(yong)(yong),如:原子(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學、原子(zi)刻蝕、原子(zi)鐘(zhong)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學晶格、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)鑷子(zi)、玻(bo)色-愛因斯坦凝聚、原子(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、高分辨率(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜以及(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和物質的(de)(de)相(xiang)(xiang)互作用(yong)(yong)的(de)(de)基礎(chu)研究(jiu)等(deng)等(deng)。
激光光譜
光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(laser spectra)以激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)技術(shu)。與(yu)普(pu)通光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)相(xiang)比(bi),激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)具有單(dan)色性好(hao)、亮度高、方向(xiang)性強和(he)相(xiang)干(gan)性強等(deng)(deng)特(te)點,是用來研究(jiu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與(yu)物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)相(xiang)互作(zuo)用,從而辨(bian)認物(wu)質(zhi)及其所(suo)在體系的(de)(de)(de)結構、組(zu)成、狀態及其變化的(de)(de)(de)理(li)想光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)。激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)出現使原有的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)技術(shu)在靈(ling)敏度和(he)分辨(bian)率方面得(de)到(dao)很大的(de)(de)(de)改善。由于已能(neng)獲得(de)強度極(ji)(ji)高、脈沖寬度極(ji)(ji)窄(zhai)的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),對多(duo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子過程、非線性光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)化學過程以及分子被激發后(hou)的(de)(de)(de)弛豫(yu)過程的(de)(de)(de)觀察成為(wei)可能(neng),并分別(bie)發展成為(wei)新的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)技術(shu)。激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)學已成為(wei)與(yu)物(wu)理(li)學、化學、生物(wu)學及材(cai)料科(ke)學等(deng)(deng)密切相(xiang)關的(de)(de)(de)研究(jiu)領域。
激光傳感器
激光(guang)(guang)(guang)傳感器(qi)(laser transducer)利用激光(guang)(guang)(guang)技術進行(xing)測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)傳感器(qi)。它由(you)激光(guang)(guang)(guang)器(qi)、激光(guang)(guang)(guang)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)和測(ce)(ce)量(liang)(liang)電路組成。激光(guang)(guang)(guang)傳感器(qi)是(shi)(shi)新型(xing)測(ce)(ce)量(liang)(liang)儀表,它的(de)(de)優點是(shi)(shi)能實現無接觸(chu)遠距離測(ce)(ce)量(liang)(liang),速度(du)快,精度(du)高(gao),量(liang)(liang)程大,抗(kang)光(guang)(guang)(guang)、電干(gan)擾能力強等。激光(guang)(guang)(guang)是(shi)(shi)最(zui)準的(de)(de)尺(chi)。
激光測云儀
利用激光(guang)在大氣層(ceng)中(zhong)的(de)衰減(jian)(jian)來(lai)判(pan)斷(duan)云(yun)層(ceng)。具體(ti)的(de)是當激光(guang)在大氣層(ceng)中(zhong)傳越時,由于發(fa)射的(de)能量與接(jie)收的(de)能量之間有(you)能量差,利用能量的(de)衰減(jian)(jian)度與云(yun)層(ceng)的(de)水(shui)分子的(de)含量多少(shao)來(lai)判(pan)斷(duan)云(yun)層(ceng)結構和距離的(de)儀器。
核聚變
我(wo)國著(zhu)名物(wu)理(li)學家(jia)王淦(gan)昌院(yuan)士(shi)1964年(nian)(nian)就提出(chu)(chu)了激光(guang)核聚(ju)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)初步理(li)論(lun),從而使我(wo)國在這(zhe)一領(ling)域的(de)(de)(de)(de)科研(yan)工作走在當時世界(jie)各國的(de)(de)(de)(de)前列(lie)。1974年(nian)(nian),我(wo)國采用一路激光(guang)驅(qu)動聚(ju)氘乙烯靶發生核反應,并觀察到氘氘反應產生的(de)(de)(de)(de)中子。此外,著(zhu)名理(li)論(lun)物(wu)理(li)學家(jia)于敏院(yuan)士(shi)在20世紀70年(nian)(nian)代中期就提出(chu)(chu)了激光(guang)通過入(ru)射(she)口、打進重(zhong)金屬外殼包圍的(de)(de)(de)(de)空腔、以X光(guang)輻射(she)驅(qu)動方式實現激光(guang)核聚(ju)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)概念。1986年(nian)(nian),我(wo)國激光(guang)核聚(ju)變(bian)(bian)實驗裝置“神光(guang)”研(yan)制成功(gong),聶榮臻元帥還專門寫信祝(zhu)賀(he)。