光(guang)與物質的相互(hu)作用(yong),實質上(shang)是組成物質的微觀粒子吸收或輻射光(guang)子,同時改變(bian)自(zi)身運(yun)動狀況的表現。
微觀粒(li)(li)子(zi)都(dou)具有特(te)定的一(yi)套能(neng)(neng)級(ji)(ji)(通常(chang)這些(xie)能(neng)(neng)級(ji)(ji)是分立的)。任(ren)一(yi)時刻粒(li)(li)子(zi)只能(neng)(neng)處在與某一(yi)能(neng)(neng)級(ji)(ji)相對應(ying)的狀態(tai)(或者簡單地(di)表述(shu)為(wei)處在某一(yi)個(ge)能(neng)(neng)級(ji)(ji)上)。與光(guang)子(zi)相互作用時,粒(li)(li)子(zi)從一(yi)個(ge)能(neng)(neng)級(ji)(ji)躍遷(qian)到另一(yi)個(ge)能(neng)(neng)級(ji)(ji),并相應(ying)地(di)吸收(shou)或輻(fu)射(she)光(guang)子(zi)。光(guang)子(zi)的能(neng)(neng)量值為(wei)此兩能(neng)(neng)級(ji)(ji)的能(neng)(neng)量差△E,頻率(lv)為(wei)ν=△E/h(h為(wei)普(pu)朗克常(chang)量)。
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(peng)撞),吸(xi)收了(le)能(neng)量時,躍遷(qian)到與(yu)此能(neng)量相(xiang)對應的較高能(neng)級。這種躍遷(qian)稱為受激(ji)吸(xi)收。
2.自發輻射
粒子(zi)受(shou)到激發(fa)(fa)而進入的(de)激發(fa)(fa)態(tai)(tai),不是粒子(zi)的(de)穩定狀態(tai)(tai),如存在著可以接納粒子(zi)的(de)較低能級,即使沒有(you)外界作(zuo)用,粒子(zi)也有(you)一定的(de)概率(lv)(lv),自發(fa)(fa)地從高能級激發(fa)(fa)態(tai)(tai)(E2)向低能級基態(tai)(tai)(E1)躍(yue)遷,同時輻(fu)(fu)射(she)(she)出(chu)能量為(E2-E1)的(de)光子(zi),光子(zi)頻率(lv)(lv)ν=(E2-E1)/h。這種輻(fu)(fu)射(she)(she)過程稱(cheng)為自發(fa)(fa)輻(fu)(fu)射(she)(she)。眾多原子(zi)以自發(fa)(fa)輻(fu)(fu)射(she)(she)發(fa)(fa)出(chu)的(de)光,不具(ju)有(you)相位(wei)、偏振(zhen)態(tai)(tai)、傳(chuan)播方(fang)向上的(de)一致,是物理上所說的(de)非相干光。
3.受激(ji)輻(fu)射(she)、激(ji)光
1917年(nian),愛(ai)因斯坦從理論(lun)上(shang)(shang)指(zhi)出:除自(zi)發輻射(she)外(wai),處于(yu)高能(neng)級(ji)E2上(shang)(shang)的(de)粒(li)子還(huan)可以另(ling)一(yi)方式躍遷到(dao)較低能(neng)級(ji)。他指(zhi)出當頻(pin)(pin)率(lv)為ν=(E2-E1)/h的(de)光(guang)子入(ru)射(she)時(shi),也會引發粒(li)子以一(yi)定的(de)概(gai)率(lv),迅速地從能(neng)級(ji)E2躍遷到(dao)能(neng)級(ji)E1,同時(shi)輻射(she)一(yi)個與(yu)外(wai)來光(guang)子頻(pin)(pin)率(lv)、相(xiang)位、偏振態以及(ji)傳播(bo)方向都相(xiang)同的(de)光(guang)子,這個過程稱(cheng)為受激輻射(she)。
可以設(she)想,如果大(da)量原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)處在高(gao)能級E2上(shang),當有一(yi)個(ge)頻(pin)率ν=(E2-E1)/h的(de)(de)(de)光子(zi)(zi)入射(she)(she),從而激(ji)(ji)勵E2上(shang)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)受(shou)激(ji)(ji)輻(fu)射(she)(she),得(de)到兩個(ge)特征完全相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)光子(zi)(zi),這(zhe)兩個(ge)光子(zi)(zi)再(zai)激(ji)(ji)勵E2能級上(shang)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi),又使其產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)受(shou)激(ji)(ji)輻(fu)射(she)(she),可得(de)到四(si)個(ge)特征相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)光子(zi)(zi),這(zhe)意味著原(yuan)(yuan)來的(de)(de)(de)光信(xin)號被放(fang)大(da)了(le)。這(zhe)種在受(shou)激(ji)(ji)輻(fu)射(she)(she)過程中產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)并被放(fang)大(da)的(de)(de)(de)光就是激(ji)(ji)光。
愛因斯(si)坦1917提出受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)射,激(ji)(ji)(ji)光(guang)器卻在1960年(nian)問世,相(xiang)隔43年(nian),為什(shen)么?主要(yao)原因是(shi),普通光(guang)源(yuan)中粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)產生受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)射的(de)(de)概率(lv)極小。當頻率(lv)一定的(de)(de)光(guang)射入工(gong)作(zuo)物質(zhi)時(shi),受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)射和受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)吸(xi)收(shou)兩過(guo)程同時(shi)存(cun)在,受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)射使(shi)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)數增加,受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)吸(xi)收(shou)卻使(shi)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)數減小。物質(zhi)處(chu)于(yu)熱平(ping)衡(heng)(heng)態時(shi),粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)在各能(neng)級(ji)上(shang)(shang)的(de)(de)分(fen)布,遵循平(ping)衡(heng)(heng)態下(xia)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)統計(ji)分(fen)布律。按(an)統計(ji)分(fen)布規律,處(chu)在較低能(neng)級(ji)E1的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數必(bi)(bi)大于(yu)處(chu)在較高能(neng)級(ji)E2的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數。這樣光(guang)穿過(guo)工(gong)作(zuo)物質(zhi)時(shi),光(guang)的(de)(de)能(neng)量只(zhi)會減弱不(bu)會加強。要(yao)想使(shi)受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)射占優勢,必(bi)(bi)須使(shi)處(chu)在高能(neng)級(ji)E2的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數大于(yu)處(chu)在低能(neng)級(ji)E1的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數。這種(zhong)分(fen)布正(zheng)好(hao)與平(ping)衡(heng)(heng)態時(shi)的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)分(fen)布相(xiang)反(fan),稱為粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數反(fan)轉分(fen)布,簡稱粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數反(fan)轉。如何(he)從技術上(shang)(shang)實現(xian)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數反(fan)轉是(shi)產生激(ji)(ji)(ji)光(guang)的(de)(de)必(bi)(bi)要(yao)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’。這一理論是說(shuo)在(zai)(zai)組成物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)原子中,有不同數量的(de)(de)(de)(de)粒子(電子)分布在(zai)(zai)不同的(de)(de)(de)(de)能級(ji)上(shang)(shang),在(zai)(zai)高(gao)能級(ji)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)粒子受(shou)到某種(zhong)(zhong)光子的(de)(de)(de)(de)激發(fa)(fa),會(hui)從高(gao)能級(ji)跳到(躍遷)到低能級(ji)上(shang)(shang),這時(shi)將會(hui)輻射出與激發(fa)(fa)它的(de)(de)(de)(de)光相同性質(zhi)的(de)(de)(de)(de)光,而且在(zai)(zai)某種(zhong)(zhong)狀態下,能出現一個弱(ruo)光激發(fa)(fa)出一個強(qiang)光的(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。這就叫做“受(shou)激輻射的(de)(de)(de)(de)光放大(da)”,簡稱激光。
1951年,美國物理學家查爾斯(si)·哈(ha)德·湯斯(si)設想如果用(yong)分(fen)(fen)子(zi),而不用(yong)電子(zi)線路,就(jiu)可(ke)以得到波(bo)長(chang)足夠小的(de)(de)(de)(de)無(wu)線電波(bo)。分(fen)(fen)子(zi)具(ju)有(you)各種(zhong)不同的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動形式(shi),有(you)些分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動正好和微波(bo)波(bo)段范圍的(de)(de)(de)(de)輻射相(xiang)(xiang)同。問題是(shi)如何將這(zhe)(zhe)些振(zhen)(zhen)(zhen)動轉(zhuan)變為輻射。就(jiu)氨(an)分(fen)(fen)子(zi)來說,在(zai)適當的(de)(de)(de)(de)條件下(xia),它(ta)每(mei)秒振(zhen)(zhen)(zhen)動24,000,000,000次(24GHz),因此(ci)有(you)可(ke)能(neng)(neng)(neng)發(fa)射波(bo)長(chang)為1.25厘米的(de)(de)(de)(de)微波(bo)。他設想通過熱或電的(de)(de)(de)(de)方法,把(ba)能(neng)(neng)(neng)量(liang)泵(beng)入(ru)氨(an)分(fen)(fen)子(zi)中(zhong)(zhong),使它(ta)們處于“激發(fa)“狀態(tai)。然后,再設想使這(zhe)(zhe)些受(shou)激的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)處于具(ju)有(you)和氨(an)分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)固有(you)頻率相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)(de)微波(bo)束(shu)(shu)中(zhong)(zhong)---這(zhe)(zhe)個(ge)微波(bo)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)可(ke)以是(shi)很微弱(ruo)的(de)(de)(de)(de)。一(yi)個(ge)單獨的(de)(de)(de)(de)氨(an)分(fen)(fen)子(zi)就(jiu)會受(shou)到這(zhe)(zhe)一(yi)微波(bo)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)作用(yong),以同樣波(bo)長(chang)的(de)(de)(de)(de)束(shu)(shu)波(bo)形式(shi)放出它(ta)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang),這(zhe)(zhe)一(yi)能(neng)(neng)(neng)量(liang)又繼而作用(yong)于另一(yi)個(ge)氨(an)分(fen)(fen)子(zi),使它(ta)也(ye)放出能(neng)(neng)(neng)量(liang)。這(zhe)(zhe)個(ge)很微弱(ruo)的(de)(de)(de)(de)入(ru)射微波(bo)束(shu)(shu)相(xiang)(xiang)當于起立腳點對一(yi)場雪崩的(de)(de)(de)(de)促發(fa)作用(yong),最后就(jiu)會產生一(yi)個(ge)很強的(de)(de)(de)(de)微波(bo)束(shu)(shu)。最初用(yong)來激發(fa)分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)就(jiu)全部轉(zhuan)變為一(yi)種(zhong)特殊的(de)(de)(de)(de)輻射。
1953年12月,湯斯和他(ta)的學生阿瑟·肖洛終于制(zhi)成了(le)按上述原理工作的的一個(ge)裝(zhuang)置,產生了(le)所(suo)需(xu)要(yao)的微波(bo)束。這個(ge)過程(cheng)被(bei)稱(cheng)為“受激(ji)輻射的微波(bo)放(fang)大”。按其(qi)英文(wen)的首(shou)字(zi)母縮寫(xie)為M.A.S.E.R,并(bing)由之造出了(le)單詞(ci)(ci)“maser”(脈(mo)澤(ze))(這樣(yang)的單詞(ci)(ci)稱(cheng)為首(shou)字(zi)母縮寫(xie)詞(ci)(ci),在(zai)技術語中越來(lai)越普遍(bian)使用)。
1958年,美(mei)國科學家肖洛(luo)(Schawlow)和湯斯(Townes)發(fa)現(xian)了一(yi)種神(shen)奇(qi)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象:當他們(men)(men)將氖光(guang)(guang)(guang)燈泡所(suo)發(fa)射(she)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)照在一(yi)種稀(xi)土晶體上時,晶體的(de)(de)(de)(de)分子會發(fa)出(chu)鮮艷的(de)(de)(de)(de)、始(shi)終會聚在一(yi)起的(de)(de)(de)(de)強光(guang)(guang)(guang)。根據這一(yi)現(xian)象,他們(men)(men)提出(chu)了"激光(guang)(guang)(guang)原理",即物質在受到與其分子固有振蕩(dang)頻(pin)率(lv)相同的(de)(de)(de)(de)能量激發(fa)時,都會產(chan)生這種不發(fa)散的(de)(de)(de)(de)強光(guang)(guang)(guang)--激光(guang)(guang)(guang)。他們(men)(men)為(wei)此(ci)發(fa)表了重(zhong)要論文,并獲得1964年的(de)(de)(de)(de)諾貝爾(er)物理學獎。
1960年(nian)5月15日(ri),美國加利(li)福尼亞州休斯實(shi)驗室的(de)(de)科(ke)學家梅(mei)曼宣布獲(huo)得(de)了(le)波長為0.6943微米的(de)(de)激光(guang),這是人類有史以來獲(huo)得(de)的(de)(de)第(di)一束激光(guang),梅(mei)曼因而也成為世(shi)界上(shang)第(di)一個(ge)將激光(guang)引入實(shi)用領(ling)域的(de)(de)科(ke)學家。
1960年(nian)7月7日,西(xi)奧多·梅曼宣布世界上(shang)第一(yi)(yi)(yi)臺激(ji)光(guang)(guang)器誕生,梅曼的(de)方案(an)是,利用一(yi)(yi)(yi)個(ge)高強閃光(guang)(guang)燈管,來(lai)激(ji)發紅(hong)(hong)寶(bao)(bao)石。由(you)于(yu)紅(hong)(hong)寶(bao)(bao)石其實在物理上(shang)只(zhi)是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)摻有鉻(ge)原子(zi)的(de)剛玉,所以當紅(hong)(hong)寶(bao)(bao)石受到刺激(ji)時,就會發出一(yi)(yi)(yi)種(zhong)紅(hong)(hong)光(guang)(guang)。在一(yi)(yi)(yi)塊表面鍍(du)上(shang)反光(guang)(guang)鏡的(de)紅(hong)(hong)寶(bao)(bao)石的(de)表面鉆(zhan)一(yi)(yi)(yi)個(ge)孔(kong),使(shi)紅(hong)(hong)光(guang)(guang)可以從這個(ge)孔(kong)溢(yi)出,從而(er)產生一(yi)(yi)(yi)條(tiao)相當集中的(de)纖細紅(hong)(hong)色光(guang)(guang)柱,當它射(she)向(xiang)某一(yi)(yi)(yi)點時,可使(shi)其達到比太陽表面還(huan)高的(de)溫(wen)度。
前蘇聯科(ke)學家尼(ni)古(gu)拉·巴索夫于1960年(nian)發明了半導體激光器(qi)。半導體激光器(qi)的結構通常(chang)由p層、n層和形成(cheng)(cheng)雙異質結的有源(yuan)層構成(cheng)(cheng)。其特點是:尺(chi)寸(cun)小、耦合效率(lv)高、響(xiang)應速(su)度快、波長和尺(chi)寸(cun)與光纖尺(chi)寸(cun)適(shi)配、可直接調制、相干性好。
1964年(nian)10月,中(zhong)國科學(xue)院長春光(guang)機所主(zhu)辦的(de)《光(guang)受(shou)激發射(she)情報》(其(qi)前身為《光(guang)量(liang)子放(fang)大專刊》)雜(za)志(zhi)編輯部致信(xin)錢學(xue)森,請他為LASER取一(yi)個中(zhong)文名(ming)字,錢學(xue)森建(jian)議中(zhong)文名(ming)為“激光(guang)”。同年(nian)12月,上海召開(kai)第三屆光(guang)量(liang)子放(fang)大器學(xue)術會議,由嚴濟慈主(zhu)持,討(tao)論(lun)后正式采納錢學(xue)森的(de)建(jian)議,將“通過輻射(she)受(shou)激發射(she)的(de)光(guang)放(fang)大”的(de)英(ying)文縮(suo)寫(xie)LASER正式翻譯為“激光(guang)”。隨后,《光(guang)受(shou)激發射(she)情報》雜(za)志(zhi)也(ye)改名(ming)為《激光(guang)情報》。
1917年:愛因(yin)斯坦提出“受激發(fa)(fa)射”理論,一個光(guang)子使得受激原子發(fa)(fa)出一個相同的光(guang)子。
1953年(nian):美國(guo)物理學家Charles Townes用微(wei)波實(shi)現了激光器的前(qian)身(shen):微(wei)波受激發射放(fang)大(英(ying)文首字母縮(suo)寫(xie)maser)。
1957年:Townes的博(bo)士生Gordon Gould創造了(le)“laser”這(zhe)個單詞(ci),從理論上指出可(ke)以(yi)用(yong)光激發原子,產生一(yi)束相干光束,之后人們為其申請了(le)專利,相關法(fa)律糾紛維持了(le)近30年。
1960年(nian):美國加州Hughes實驗(yan)室的Theodore Maiman實現了第一(yi)束激(ji)光。
1961年:激(ji)光首次(ci)在(zai)外科手術中用于殺滅視網膜腫瘤。
1962年:發(fa)明半導體二極管激(ji)光器,這是今天小(xiao)型(xing)商用激(ji)光器的支柱。
1969年:激光用于遙感勘測(ce),激光被射向阿波羅11號放(fang)在月球(qiu)表面的反(fan)射器,測(ce)得的地月距(ju)離誤差(cha)在幾米范(fan)圍內(nei)。
1971年(nian):激光進入藝術世界,用于舞臺光影(ying)效果,以及激光全息(xi)攝像。英(ying)國籍匈牙利裔物理學家Dennis Gabor憑借對全息(xi)攝像的研究(jiu)獲(huo)得(de)諾(nuo)貝爾獎(jiang)。
1974年:第一個超市(shi)條形碼(ma)掃描器出現。
1975年:IBM投放第一臺(tai)商用(yong)激光(guang)打印機。
1978年(nian):飛利浦制造出(chu)第一臺激光盤(pan)(LD)播(bo)放(fang)機,不過(guo)價格很高。
1982年:第一臺(tai)緊湊(cou)碟片(CD)播放(fang)機出現,第一部CD盤是美國歌手Billy Joel在1978年的專輯52nd Street。
1983年:里根總(zong)統發(fa)表了(le)“星(xing)球大戰(zhan)”的演講,描繪了(le)基于太空的激光武(wu)器。
1988年:北美和歐洲間架設(she)了第(di)一根光(guang)纖,用光(guang)脈沖來傳輸數據。
1990年(nian):激光(guang)用于(yu)制造業,包括集成電路和汽(qi)車制造。
1991年:第(di)一次(ci)(ci)用(yong)激(ji)光治療(liao)近視,海灣(wan)戰爭中第(di)一次(ci)(ci)用(yong)激(ji)光制導導彈。
1996年:東(dong)芝推(tui)出數字多用途光(guang)盤(DVD)播放器。
2008年:法國神經外(wai)科學(xue)家(jia)使(shi)用廣導纖維激光和微創手(shou)術(shu)技術(shu)治療了腦瘤。
2010年:美國(guo)國(guo)家核(he)(he)安全管理局(NNSA)表示(shi),通過使用(yong)192束激(ji)光來(lai)束縛(fu)核(he)(he)聚變的反(fan)應原料、氫的同(tong)位素氘(dao)(質量(liang)(liang)數2)和氚(質量(liang)(liang)數3),解決了核(he)(he)聚變的一個關鍵困難。
2011年3月,研究人員(yuan)研制的一(yi)種牽引波激光器能(neng)夠移(yi)(yi)動物(wu)體,未來有望能(neng)移(yi)(yi)動太空飛船。
2013年1月,科(ke)學家已經成功研制出可(ke)用于醫學檢測的牽(qian)引(yin)光束。
2014年6月(yue)5日美國航天局(ju)利用(yong)激(ji)光束把一段(duan)時長37秒(miao)(miao)、名(ming)為“你好,世(shi)界(jie)!”的高(gao)清視頻(pin),只(zhi)用(yong)了(le)3.5秒(miao)(miao)就成功傳回,相(xiang)當(dang)于傳輸(shu)速率達(da)到(dao)每秒(miao)(miao)50兆,而傳統技術(shu)下載需要至少10分鐘。
定向發光
普通光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源是向(xiang)四面八方(fang)發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。要(yao)讓發(fa)射(she)(she)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)朝一(yi)個方(fang)向(xiang)傳播,需要(yao)給光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源裝上一(yi)定的(de)(de)(de)聚(ju)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)裝置,如(ru)汽(qi)車的(de)(de)(de)車前燈(deng)和(he)探照燈(deng)都是安裝有(you)聚(ju)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)作用的(de)(de)(de)反光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)鏡,使(shi)輻(fu)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)匯集起來向(xiang)一(yi)個方(fang)向(xiang)射(she)(she)出。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器發(fa)射(she)(she)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),天生就是朝一(yi)個方(fang)向(xiang)射(she)(she)出,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束的(de)(de)(de)發(fa)散度極(ji)小,大約(yue)只有(you)0.001弧度,接近平(ping)行(xing)。1962年(nian),人類第一(yi)次使(shi)用激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照射(she)(she)月(yue)球(qiu)(qiu),地(di)球(qiu)(qiu)離月(yue)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)距(ju)離約(yue)38萬公(gong)里,但(dan)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)在月(yue)球(qiu)(qiu)表面的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑不到兩公(gong)里。若(ruo)以聚(ju)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)效果很(hen)好,看似平(ping)行(xing)的(de)(de)(de)探照燈(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柱射(she)(she)向(xiang)月(yue)球(qiu)(qiu),按照其光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑直徑將覆蓋整(zheng)個月(yue)球(qiu)(qiu)。天文學家相信,外星人或許正使(shi)用閃爍的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)作為一(yi)種宇宙燈(deng)塔來嘗試與地(di)球(qiu)(qiu)進行(xing)聯系。
亮度極高
在(zai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)發明前,人工光(guang)(guang)(guang)(guang)源中高(gao)壓(ya)脈沖氙(xian)(xian)燈(deng)的(de)亮度(du)(du)(du)最高(gao),與太陽的(de)亮度(du)(du)(du)不相(xiang)上下,而紅寶石激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器的(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)亮度(du)(du)(du),能(neng)超過氙(xian)(xian)燈(deng)的(de)幾百(bai)億倍(bei)。因為(wei)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)亮度(du)(du)(du)極(ji)高(gao),所(suo)以能(neng)夠照(zhao)(zhao)亮遠距離的(de)物體。紅寶石激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器發射的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)在(zai)月球上產(chan)生的(de)照(zhao)(zhao)度(du)(du)(du)約(yue)為(wei)0.02勒克斯(si)(光(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)度(du)(du)(du)的(de)單(dan)位),顏色(se)鮮紅,激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)斑肉眼可見。若用功率最強(qiang)的(de)探照(zhao)(zhao)燈(deng)照(zhao)(zhao)射月球,產(chan)生的(de)照(zhao)(zhao)度(du)(du)(du)只有約(yue)一萬億分之一勒克斯(si),人眼根本無(wu)法察覺(jue)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)亮度(du)(du)(du)極(ji)高(gao)的(de)主(zhu)要原(yuan)因是(shi)定向發光(guang)(guang)(guang)(guang)。大量光(guang)(guang)(guang)(guang)子集中在(zai)一個極(ji)小的(de)空間范(fan)圍內射出,能(neng)量密度(du)(du)(du)自然極(ji)高(gao)。
激光(guang)(guang)的亮度與陽光(guang)(guang)之間(jian)的比值是(shi)百(bai)萬級的,而且(qie)它是(shi)人類創造的。
激光的顏色
激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)顏色取決于(yu)激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)長,而波(bo)(bo)長取決于(yu)發(fa)出(chu)激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)活性物質,即被刺激(ji)后能(neng)產(chan)生(sheng)激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)那種材料。刺激(ji)紅寶石(shi)就能(neng)產(chan)生(sheng)深玫瑰(gui)色的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)束(shu)(shu),它(ta)應用(yong)(yong)于(yu)醫學領(ling)域,比如(ru)用(yong)(yong)于(yu)皮膚(fu)病的(de)(de)(de)(de)治療和外(wai)科手術(shu)。公認(ren)最貴(gui)重的(de)(de)(de)(de)氣體(ti)之一的(de)(de)(de)(de)氬氣能(neng)夠產(chan)生(sheng)藍(lan)綠(lv)色的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)束(shu)(shu),它(ta)有諸多(duo)用(yong)(yong)途,如(ru)激(ji)光(guang)(guang)印刷術(shu),在顯微眼科手術(shu)中也是不可缺少的(de)(de)(de)(de)。半導體(ti)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)能(neng)發(fa)出(chu)紅外(wai)光(guang)(guang),因此我們(men)的(de)(de)(de)(de)眼睛看不見,但(dan)它(ta)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量恰好能(neng)"解(jie)讀"激(ji)光(guang)(guang)唱片,并能(neng)用(yong)(yong)于(yu)光(guang)(guang)纖通訊。但(dan)有的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)器可調節輸出(chu)激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)長。
激光分離技術
激(ji)光分離技(ji)術主(zhu)要指激(ji)光切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)技(ji)術和激(ji)光打孔技(ji)術。激(ji)光分離技(ji)術是將(jiang)能量聚焦到(dao)微小(xiao)的(de)(de)空(kong)間,可獲(huo)得105~1015W/cm2極高(gao)的(de)(de)輻照功率密度,利用(yong)這(zhe)一高(gao)密度的(de)(de)能量進行非接觸(chu)、高(gao)速度、高(gao)精度的(de)(de)加工(gong)方(fang)法(fa)。在(zai)如此高(gao)的(de)(de)光功率密度照射下(xia),幾乎可以(yi)對任何材料實(shi)現(xian)激(ji)光切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)和打孔。激(ji)光切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)技(ji)術是一種(zhong)擺脫傳(chuan)統的(de)(de)機械切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)、熱(re)處(chu)理切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)之(zhi)類(lei)的(de)(de)全新切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)法(fa),具有(you)更高(gao)的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)精度、更低的(de)(de)粗(cu)糙度、更靈活的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)方(fang)法(fa)和更高(gao)的(de)(de)生產效率等特點。激(ji)光打孔方(fang)法(fa)作為(wei)在(zai)固體材料上加工(gong)孔方(fang)法(fa)之(zhi)一,已成為(wei)一項擁有(you)特定應用(yong)的(de)(de)加工(gong)技(ji)術,主(zhu)要運用(yong)在(zai)航空(kong)、航天與微電子(zi)行業中。
顏色極純
光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色由光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長(或頻率(lv))決定(ding)(ding)(ding)。一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長對應一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色。太陽輻射(she)(she)(she)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可見光(guang)(guang)(guang)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長分(fen)布(bu)范(fan)(fan)圍約在0.76微米至(zhi)0.4微米之間(jian),對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色從(cong)紅色到(dao)紫色共7種(zhong)顏色,所以太陽光(guang)(guang)(guang)談(tan)不(bu)上單(dan)(dan)色性(xing)(xing)。發射(she)(she)(she)單(dan)(dan)種(zhong)顏色光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)稱為單(dan)(dan)色光(guang)(guang)(guang)源(yuan),它發射(she)(she)(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)波波長單(dan)(dan)一(yi)。比如氪燈(deng)(deng)、氦燈(deng)(deng)、氖(nai)(nai)(nai)燈(deng)(deng)、氫燈(deng)(deng)等都是單(dan)(dan)色光(guang)(guang)(guang)源(yuan),只(zhi)發射(she)(she)(she)某一(yi)種(zhong)顏色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)。單(dan)(dan)色光(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)波波長雖(sui)然單(dan)(dan)一(yi),但仍有(you)一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布(bu)范(fan)(fan)圍。如氖(nai)(nai)(nai)燈(deng)(deng)只(zhi)發射(she)(she)(she)紅光(guang)(guang)(guang),單(dan)(dan)色性(xing)(xing)很好(hao),被(bei)譽(yu)為單(dan)(dan)色性(xing)(xing)之冠,波長分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)(fan)圍仍有(you)0.00001納米,因此(ci)氖(nai)(nai)(nai)燈(deng)(deng)發出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅光(guang)(guang)(guang),若(ruo)仔細(xi)辨認仍包(bao)含有(you)幾十種(zhong)紅色。由此(ci)可見,光(guang)(guang)(guang)輻射(she)(she)(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長分(fen)布(bu)區間(jian)越窄,單(dan)(dan)色性(xing)(xing)越好(hao)。
激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)輸出(chu)的光(guang)(guang)(guang),波長(chang)分(fen)布(bu)范圍(wei)非常窄,因此顏色極純。以輸出(chu)紅光(guang)(guang)(guang)的氦氖激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)為(wei)例,其光(guang)(guang)(guang)的波長(chang)分(fen)布(bu)范圍(wei)可(ke)(ke)以窄到2×10^-9納米級別(bie),是氪燈發(fa)射(she)的紅光(guang)(guang)(guang)波長(chang)分(fen)布(bu)范圍(wei)的萬分(fen)之二。由此可(ke)(ke)見,激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)的單色性遠(yuan)遠(yuan)超過(guo)任何一種(zhong)單色光(guang)(guang)(guang)源(yuan)。
能量極大
光子的能量是用E=hv來計(ji)算的,其中h為(wei)普(pu)朗克常(chang)量,v為(wei)頻(pin)率(lv)(lv)。由此可知,頻(pin)率(lv)(lv)越(yue)高(gao),能量越(yue)高(gao)。激光頻(pin)率(lv)(lv)范圍3.846×10^(14)Hz到7.895×10^(14)Hz。
電(dian)磁波譜可(ke)大致分為:
(1)無(wu)線(xian)電波(bo)(bo)——波(bo)(bo)長從幾千米到0.3米左右(you),一般(ban)的電視和無(wu)線(xian)電廣播的波(bo)(bo)段就是用這種波(bo)(bo);
(2)微波(bo)(bo)——波(bo)(bo)長從0.3米到(dao)10^-3米,這(zhe)些波(bo)(bo)多(duo)用在雷達或其它通訊(xun)系(xi)統;
(3)紅(hong)外線——波(bo)長從10^-3米(mi)到7.8×10^-7米(mi);
(4)可見光(guang)(guang)——這(zhe)是人們(men)所能感光(guang)(guang)的(de)(de)(de)極狹窄(zhai)的(de)(de)(de)一(yi)個波(bo)段。波(bo)長(chang)從780—380nm。光(guang)(guang)是原子(zi)(zi)或分(fen)子(zi)(zi)內的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)運動狀態改變時(shi)所發出的(de)(de)(de)電磁波(bo)。由于它(ta)是我們(men)能夠直接感受(shou)而察覺的(de)(de)(de)電磁波(bo)極少(shao)的(de)(de)(de)那一(yi)部分(fen);
(5)紫(zi)外線——波(bo)長從3×10^-7米到6×10^-10米。這些波(bo)產(chan)生的(de)原因和(he)光波(bo)類似,常常在(zai)放電時發出。由于它的(de)能量(liang)和(he)一般化學(xue)反應所牽涉的(de)能量(liang)大小相當,因此紫(zi)外光的(de)化學(xue)效應最(zui)強;
(6)倫(lun)琴射(she)(she)線(X射(she)(she)線)——這部分電磁波(bo)譜(pu),波(bo)長從(cong)2×10^-9米到6×10^-12米。倫(lun)琴射(she)(she)線(X射(she)(she)線)是電原(yuan)子的內(nei)層電子由一個能(neng)態(tai)跳至另一個能(neng)態(tai)時(shi)或電子在原(yuan)子核(he)電場內(nei)減速時(shi)所發(fa)出的;
(7)伽馬射(she)線——是(shi)波(bo)(bo)長(chang)從(cong)10^-10~10^-14米的(de)(de)電磁波(bo)(bo)。這種(zhong)不(bu)可(ke)見的(de)(de)電磁波(bo)(bo)是(shi)從(cong)原子核內發(fa)出來的(de)(de),放射(she)性物質或原子核反應(ying)中常有這種(zhong)輻(fu)射(she)伴隨著發(fa)出。γ射(she)線的(de)(de)穿透力很強(qiang),對生物的(de)(de)破壞力很大(da)。由此看來,激(ji)光能(neng)量并不(bu)算很大(da),但是(shi)它(ta)的(de)(de)能(neng)量密度很大(da)(因為它(ta)的(de)(de)作(zuo)用范圍很小,一般只有一個(ge)點),短時間里聚(ju)集起(qi)大(da)量的(de)(de)能(neng)量,用做武(wu)器(qi)也就可(ke)以理解了(le)。
其他特性
激(ji)(ji)光(guang)有(you)(you)很多特性(xing):首先,激(ji)(ji)光(guang)是(shi)(shi)單色的(de)(de)(de)(de)(de),或者(zhe)說(shuo)是(shi)(shi)單頻(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)。有(you)(you)一些激(ji)(ji)光(guang)器可以同時產生不同頻(pin)(pin)率的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang),但是(shi)(shi)這些激(ji)(ji)光(guang)是(shi)(shi)互相(xiang)隔離的(de)(de)(de)(de)(de),使用(yong)時也是(shi)(shi)分開的(de)(de)(de)(de)(de)。其次,激(ji)(ji)光(guang)是(shi)(shi)相(xiang)干光(guang)。相(xiang)干光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)特征是(shi)(shi)其所有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)波(bo)都是(shi)(shi)同步的(de)(de)(de)(de)(de),整束(shu)光(guang)就(jiu)好像(xiang)一個“波(bo)列”。再次,激(ji)(ji)光(guang)是(shi)(shi)高(gao)度集中的(de)(de)(de)(de)(de),也就(jiu)是(shi)(shi)說(shuo)它(ta)要(yao)走很長的(de)(de)(de)(de)(de)一段(duan)距離才會出現(xian)分散或者(zhe)收斂的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象。
激光對組(zu)織的生物(wu)效應
1、熱效應
2、光化學效應
3、壓強作用、電磁(ci)場效應和生(sheng)物刺激效應。
壓(ya)強作(zuo)用(yong)和電磁(ci)場效應主要由中等功(gong)率以上的激光所產生(sheng),光化學效應在低功(gong)率激光照(zhao)射時(shi)特別重要,熱(re)效應存在于所有的激光照(zhao)射,而生(sheng)物刺(ci)激作(zuo)用(yong)只發生(sheng)在弱激光照(zhao)射時(shi)。
激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)波長與眼睛傷(shang)(shang)害:在激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)傷(shang)(shang)害中(zhong),以(yi)機(ji)體中(zhong)眼睛的(de)(de)(de)(de)(de)傷(shang)(shang)害最為嚴重。波長在可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)近(jin)紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),眼屈光(guang)(guang)(guang)(guang)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收率較低,透(tou)射率高,而屈光(guang)(guang)(guang)(guang)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)聚焦能力(即聚光(guang)(guang)(guang)(guang)力)強。強度(du)(du)高的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)見或近(jin)紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)進入眼睛時可(ke)以(yi)透(tou)過(guo)人眼屈光(guang)(guang)(guang)(guang)介質(zhi),聚積(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)于視網膜上(shang)。此時視網膜上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)能量密度(du)(du)及功率密度(du)(du)提(ti)高到幾千甚(shen)至(zhi)幾萬倍,大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)能在瞬間聚中(zhong)于視網膜上(shang),致視網膜的(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)細(xi)胞層溫度(du)(du)迅速升高,以(yi)至(zhi)使感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)細(xi)胞凝固變性(xing)壞死而失(shi)去感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)作用。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)聚于感(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)細(xi)胞時產(chan)生過(guo)熱而引起的(de)(de)(de)(de)(de)蛋(dan)白質(zhi)凝固變性(xing)是不可(ke)逆的(de)(de)(de)(de)(de)損傷(shang)(shang)。一旦損傷(shang)(shang)以(yi)后就會造成眼睛的(de)(de)(de)(de)(de)永久失(shi)明。
激光的(de)波長不(bu)同對眼球(qiu)(qiu)作用的(de)程度不(bu)同,其(qi)后果也不(bu)同。遠紅外激光對眼睛的(de)損害主(zhu)要(yao)以(yi)角(jiao)膜(mo)(mo)為(wei)主(zhu),這(zhe)是(shi)因為(wei)這(zhe)類波長的(de)激光幾乎全(quan)部被(bei)角(jiao)膜(mo)(mo)吸(xi)收,所以(yi)角(jiao)膜(mo)(mo)損傷(shang)(shang)最重(zhong),主(zhu)要(yao)引起(qi)角(jiao)膜(mo)(mo)炎和結膜(mo)(mo)炎,患者感到眼睛痛,異物樣刺(ci)激、怕(pa)光、流眼淚、眼球(qiu)(qiu)充血,視力下降等。發生遠紅外光損傷(shang)(shang)時應遮住保護(hu)傷(shang)(shang)眼,防(fang)止感染發生,對癥處(chu)理。
紫外激光對眼的(de)損傷(shang)主(zhu)(zhu)要是(shi)角膜和(he)晶(jing)狀體(ti)(ti),此波段的(de)紫外激光幾乎全(quan)部被眼的(de)晶(jing)狀體(ti)(ti)吸收(shou)(shou),而中遠以角膜吸收(shou)(shou)為(wei)主(zhu)(zhu),因而可致晶(jing)狀體(ti)(ti)及角膜混濁。
激光器通常都會標(biao)示有著安全等級(ji)編(bian)號(hao)的激光警示標(biao)簽:
第1級(Class I/1):通常是因為光束被完全的封(feng)閉(bi)在內(nei),例(li)如在CD或DVD播(bo)放器內(nei)。
第2級(Class II/2):在正常(chang)使用狀況下(xia)是(shi)安全的(de),這類設備(bei)通(tong)常(chang)功率低(di)于1mW,例如激光指示器。
第3a/R級(Class IIIa/3R):功率通常(chang)會達到5mW,注視這種(zhong)光束幾秒鐘會對視網(wang)膜(mo)造成(cheng)立即的(de)傷害。
第3b/B級(Class IIIb/3B):在暴露下會對眼(yan)睛(jing)造成立即(ji)的(de)損(sun)傷。
第4級(Class IV/4):激光(guang)會燒灼皮膚(fu),即使散射(she)的激光(guang)光(guang)(200W以上)也會對眼(yan)睛和(he)皮膚(fu)造成(cheng)傷害(hai)。利用(yong)激光(guang)的熱(re)能,可以制(zhi)造新(xin)型(xing)的烹飪工具(ju)。
以上情(qing)(qing)況是指在激(ji)光(guang)直射眼睛的(de)情(qing)(qing)況下所發生的(de)。如果(guo)間(jian)接觀察(cha)激(ji)光(guang),任何200W以下的(de)激(ji)光(guang)的(de)丁達爾效應都不會(hui)對眼睛造成影(ying)響。
激光(guang)功率已不(bu)足(zu)以描述切割能力(li)的大小(xiao),亮度(du)(Brightness)才(cai)是。亮度(du)的定(ding)義是“單位面(mian)積(ji)單位立體角的激光(guang)功率”。
對比(bi)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器、碟片(pian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器和光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器,可以得(de)(de)出(chu)這樣(yang)的(de)(de)結(jie)論:直(zhi)(zhi)到5千瓦,以光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)亮度(du)(du)最大,切(qie)割金屬板最快(kuai)最厚的(de)(de)當屬光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)。但(dan)實際上切(qie)割厚板尚不(bu)如CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),盡(jin)管碳鋼對近紅(hong)(hong)外的(de)(de)1.07摻鐿光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)吸(xi)收率數倍(bei)于中(zhong)紅(hong)(hong)外10.6的(de)(de)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),但(dan)10倍(bei)于光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)波長的(de)(de)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)之(zhi)切(qie)縫比(bi)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖的(de)(de)寬得(de)(de)多(一(yi)般2mm),氧氣易于吹入。這就(jiu)是CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)46年來一(yi)直(zhi)(zhi)獨占固體激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)之(zhi)鰲頭的(de)(de)緣由。第一(yi),國產激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)切(qie)割機(ji)的(de)(de)量產與自主開(kai)發(fa)力度(du)(du)的(de)(de)加大,外國一(yi)線公司在華本土化的(de)(de)生產,縮小了二者的(de)(de)產品差(cha)距(ju)(ju)與價格差(cha)距(ju)(ju)。用戶對國產機(ji)的(de)(de)認(ren)同度(du)(du)不(bu)斷提高,其在2010年國內(nei)市場的(de)(de)占比(bi)高達80%。
第二,2010年我國千瓦以上大(da)功率CO2激光切割機銷量達1000臺,占全球市(shi)(shi)場(chang)的(de)(de)20%-25%。上海團結(jie)普瑞(rui)瑪、大(da)族激光、武漢法利萊(lai)、奔騰(teng)楚天(tian)等一(yi)線廠商(shang)都有大(da)幅(fu)的(de)(de)增(zeng)長。最多一(yi)家竟占了國內市(shi)(shi)場(chang)的(de)(de)30%。
市場興(xing)旺得(de)力于擴大內需,但主要是這種加工(gong)手段的魅力,特別在鐵路鋼鐵、工(gong)程機械、汽車造船、航空(kong)航天(tian)和軍工(gong)等高端市場的旺盛需求。
2014年(nian)市場難料,但可深信一點,2013年(nian)大(da)(da)起,2014年(nian)絕不(bu)會(hui)大(da)(da)落,作(zuo)為制造大(da)(da)國(guo)(guo)的中(zhong)國(guo)(guo),保有量不(bu)會(hui)低于10000臺(tai)。須知2000年(nian)前(qian)的10年(nian)我國(guo)(guo)的總量才280臺(tai)。
第三,我國(guo)大(da)功(gong)率(lv)激(ji)光(guang)切割裝備的(de)產業鏈遠未形成(cheng)(cheng),尚(shang)無(wu)(wu)自主知識(shi)產權(quan)的(de)新(xin)型大(da)功(gong)率(lv)激(ji)光(guang)器,無(wu)(wu)論(lun)激(ji)光(guang)器還(huan)是切割機(ji)的(de)關鍵元(yuan)部件(jian)都得依賴(lai)進口。價昂(ang)的(de)電容切割頭及作為耗(hao)材的(de)光(guang)學鏡片等的(de)研(yan)發(fa)生產,迄(qi)今都無(wu)(wu)人(ren)問(wen)津(jin)。成(cheng)(cheng)不了(le)國(guo)內配套,進軍海外(wai)市場(chang)不過是夢想。唯有(you)待到(dao)國(guo)產整機(ji)批量出口之日,才是我國(guo)這一(yi)產業的(de)形成(cheng)(cheng)之時(shi)。
第四,光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)是當前(qian)的(de)熱門話題。ROFIN與(yu)(yu)TRUMPF分別收購NUFERN與(yu)(yu)SPI公(gong)司(si)(si)發展(zhan)(zhan)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)已(yi)三年(nian),今(jin)春(chun)上(shang)(shang)海慕尼黑激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)展(zhan)(zhan)上(shang)(shang),ROFIN展(zhan)(zhan)出了2KW光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi),但(dan)全球高功(gong)率光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)市場依然是IPG一(yi)統天下。繼上(shang)(shang)年(nian)SALVAGNINI與(yu)(yu)LASER PHOTONICS等公(gong)司(si)(si)展(zhan)(zhan)出用其的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)之切(qie)割(ge)機后(hou),2010年(nian)11月在亞(ya)特蘭大的(de)FABTECH與(yu)(yu)漢諾威的(de)EUROBLECH展(zhan)(zhan)會上(shang)(shang)又(you)推出愈來愈多的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)切(qie)割(ge)機。欣喜(xi)的(de)是一(yi)批(pi)海歸(gui)博士矢志回(hui)國創業,創建了武漢銳科光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)、西安炬(ju)光(guang)(guang)等公(gong)司(si)(si),研(yan)發生產(chan)高功(gong)率光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)與(yu)(yu)二極(ji)管激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)泵源(yuan),相(xiang)信有自主知識(shi)產(chan)權的(de)4KW連續波光(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)不久將會呈(cheng)現(xian)在國人面前(qian)。
發展前景
激光(guang)的空(kong)間控制性和時間控制性很(hen)好,對加(jia)工(gong)對象的材質、形(xing)狀、尺寸和加(jia)工(gong)環境的自由(you)度都很(hen)大(da),特別(bie)適用(yong)于(yu)自動(dong)化(hua)加(jia)工(gong),激光(guang)加(jia)工(gong)系統與計算(suan)機數(shu)控技術(shu)相結合可構成(cheng)(cheng)高效自動(dong)化(hua)加(jia)工(gong)設備,已(yi)成(cheng)(cheng)為企業實行適時生(sheng)產的關鍵技術(shu),為優(you)質、高效和低成(cheng)(cheng)本的加(jia)工(gong)生(sheng)產開辟了廣闊的前景(jing)。透過(guo)將(jiang)激光(guang)束(shu)(shu)集(ji)中在(zai)單(dan)分(fen)子(zi)上,ETH Zurich的科學家只用(yong)單(dan)個分(fen)子(zi)就(jiu)(jiu)產生(sheng)激光(guang)運(yun)作的基本條件──受激發射(she)(stimulated emission)。由(you)于(yu)在(zai)低溫下,分(fen)子(zi)會增加(jia)它們的外表面(mian)積(apparent surface area)來跟(gen)光(guang)線互動(dong),因此研究(jiu)人員將(jiang)分(fen)子(zi)冷(leng)卻到攝氏零下272度,也就(jiu)(jiu)是(shi)只比絕對零度高1度兩條光(guang)束(shu)(shu)瞄準單(dan)分(fen)子(zi)
在受控制的(de)(de)(de)(de)模式下,利用(yong)一道(dao)激光(guang)束來(lai)讓單(dan)(dan)個(ge)分子(zi)進入量(liang)子(zi)態(controlled fashion),研(yan)究人員如此能(neng)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)縮(suo)減或是放大第二(er)道(dao)激光(guang)束。這種運作(zuo)模式與(yu)傳統的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)管(guan)如出(chu)一轍;晶體(ti)管(guan)內(nei)的(de)(de)(de)(de)電位(electrical potential)能(neng)用(yong)來(lai)調變(bian)第二(er)個(ge)信號。不(bu)過(guo)ETH Zurich并未(wei)透露其單(dan)(dan)分子(zi)的(de)(de)(de)(de)化學方程式。由于其性能(neng)與(yu)散(san)熱效能(neng)的(de)(de)(de)(de)優勢,光(guang)子(zi)運算技術是科學家們長期追求的(de)(de)(de)(de)目(mu)標;光(guang)子(zi)(photon)不(bu)僅發熱比電子(zi)少,也(ye)能(neng)達到(dao)高出(chu)相當多的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)傳輸速率(lv)。不(bu)過(guo)光(guang)通(tong)訊技術卻只能(neng)逐步地從長距(ju)(ju)離(li)通(tong)訊,進展(zhan)到(dao)短距(ju)(ju)離(li)通(tong)訊,再進入單(dan)(dan)系(xi)統中。
激(ji)光(guang)加工技術是利用激(ji)光(guang)束與
物(wu)質相互作用(yong)的(de)(de)特(te)性(xing)對材料(包括金屬與非(fei)金屬)進行切(qie)割、焊接、表面處理、打孔(kong)、微加(jia)工以及(ji)做為光源,識別物(wu)體等的(de)(de)一(yi)門技術(shu),傳(chuan)統應用(yong)最大的(de)(de)領域(yu)為激光加(jia)工技術(shu)。激光技術(shu)是涉及(ji)到光、機、電、材料及(ji)檢測等多門學科的(de)(de)一(yi)門綜合技術(shu),傳(chuan)統上看,它的(de)(de)研究(jiu)范圍一(yi)般可分(fen)為:
1.激光(guang)加工系統(tong)(tong)(tong)。包括激光(guang)器、導光(guang)系統(tong)(tong)(tong)、加工機床、控制(zhi)系統(tong)(tong)(tong)及檢測系統(tong)(tong)(tong)。
2.激光加(jia)工工藝。包括切割、焊接、表面(mian)處理、打孔、打標、劃(hua)線、微雕等各種加(jia)工工藝。
激光焊(han)接:汽車(che)車(che)身厚薄板、汽車(che)零(ling)件、鋰電(dian)池、心臟起搏(bo)器(qi)、密(mi)封繼(ji)電(dian)器(qi)等(deng)密(mi)封器(qi)件以及各種不允許焊(han)接污染和(he)變形的器(qi)件。2013年使用(yong)的激光器(qi)有(you)YAG激光器(qi),CO2激光器(qi)和(he)半導體(ti)泵浦激光器(qi)。
激光切(qie)(qie)割(ge):汽車行業、計(ji)算機(ji)、電氣機(ji)殼(ke)、木刀模(mo)業、各種金(jin)(jin)屬零件和特殊材料的切(qie)(qie)割(ge)、圓形鋸片(pian)、壓克力、彈簧墊片(pian)、2mm以下(xia)的電子機(ji)件用(yong)銅(tong)板(ban)(ban)、一(yi)些金(jin)(jin)屬網板(ban)(ban)、鋼(gang)管、鍍(du)錫鐵板(ban)(ban)、鍍(du)亞鉛鋼(gang)板(ban)(ban)、磷青銅(tong)、電木板(ban)(ban)、薄鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)、石英玻(bo)璃、硅橡膠(jiao)、1mm以下(xia)氧化鋁(lv)陶瓷片(pian)、航天(tian)工業使用(yong)的鈦合(he)金(jin)(jin)等等。使用(yong)激光器(qi)有YAG激光器(qi)和CO2激光器(qi)。
激光(guang)(guang)(guang)(guang)筆:又稱為激光(guang)(guang)(guang)(guang)指(zhi)示(shi)器、指(zhi)星筆等,是把可(ke)見激光(guang)(guang)(guang)(guang)設計成(cheng)便攜、手易握、激光(guang)(guang)(guang)(guang)模組(二極管)加工成(cheng)的筆型發射器。常見的激光(guang)(guang)(guang)(guang)筆有紅光(guang)(guang)(guang)(guang)(650-660nm, 635nm)、綠(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(515-520nm,532nm)、藍(lan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(445-450nm)和藍(lan)紫光(guang)(guang)(guang)(guang)(405nm)等,功(gong)率(lv)通(tong)常以毫瓦為單位。通(tong)常在會報、教學、導賞人員都會使用它來投映一(yi)個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)點或一(yi)條光(guang)(guang)(guang)(guang)線指(zhi)向物體,但激光(guang)(guang)(guang)(guang)會傷害到眼睛,任何情況(kuang)下都不應該讓(rang)激光(guang)(guang)(guang)(guang)直射眼睛。
激(ji)光(guang)治療:可以用于手術開刀,減輕痛(tong)苦,減少感染。
激(ji)(ji)光(guang)打標:在各種材料和幾乎所有(you)行業均得到廣泛應用,2013年使用的激(ji)(ji)光(guang)器(qi)有(you)YAG激(ji)(ji)光(guang)器(qi)、CO2激(ji)(ji)光(guang)器(qi)和半導體泵浦激(ji)(ji)光(guang)器(qi)。
激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打(da)孔:激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打(da)孔主(zhu)要(yao)(yao)應用(yong)(yong)在(zai)(zai)航空航天(tian)、汽(qi)車(che)制造(zao)、電子儀表、化工等行業(ye)。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打(da)孔的迅速(su)發展,主(zhu)要(yao)(yao)體現(xian)在(zai)(zai)打(da)孔用(yong)(yong)YAG激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)的平均輸出功率已由2008年(nian)的400w提(ti)高到了(le)800w至(zhi)1000w。國內2013年(nian)比較成熟的激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打(da)孔的應用(yong)(yong)是在(zai)(zai)人造(zao)金剛(gang)石和天(tian)然金剛(gang)石拉絲模的生產及(ji)鐘表和儀表的寶石軸承、飛機葉(xie)片(pian)、多層(ceng)印刷線路(lu)板等行業(ye)的生產中。2013年(nian)使用(yong)(yong)的激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)多以YAG激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、CO2激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)為主(zhu),也有一些準分激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、同位素激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)和半導體泵浦激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)。
激光(guang)(guang)熱(re)處理(li):在汽(qi)車工業中應用(yong)廣泛,如缸套、曲軸、活塞(sai)環、換向器(qi)、齒輪等零部件的熱(re)處理(li),同時在航空航天、機床行(xing)業和其它機械行(xing)業也應用(yong)廣泛。我國的激光(guang)(guang)熱(re)處理(li)應用(yong)遠比國外(wai)廣泛得多(duo)。2013年使用(yong)的激光(guang)(guang)器(qi)多(duo)以YAG激光(guang)(guang)器(qi),CO2激光(guang)(guang)器(qi)為(wei)主。
激光(guang)(guang)快速成型:將(jiang)激光(guang)(guang)加工技術和(he)計算(suan)機數控(kong)技術及柔性制(zhi)造技術相結(jie)合而形成。多(duo)用于模具和(he)模型行業(ye)。2013年使用的激光(guang)(guang)器(qi)(qi)多(duo)以YAG激光(guang)(guang)器(qi)(qi)、CO2激光(guang)(guang)器(qi)(qi)為主(zhu)。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)涂(tu)敷:在航空航天、模具(ju)及機電(dian)行業應用廣泛。2013年使(shi)用的激(ji)(ji)光(guang)(guang)器多以(yi)大功率YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)器、CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)器為主。
激(ji)光(guang)(guang)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang):利(li)用(yong)(yong)(yong)激(ji)光(guang)(guang)束掃(sao)描物體,將反射光(guang)(guang)束反射回來,得到的排(pai)布順序不同(tong)而成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)。用(yong)(yong)(yong)圖像(xiang)(xiang)(xiang)落差來反映(ying)所成(cheng)的像(xiang)(xiang)(xiang)。激(ji)光(guang)(guang)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)具有(you)超視距(ju)的探測(ce)能力(li),可用(yong)(yong)(yong)于衛星激(ji)光(guang)(guang)掃(sao)描成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang),未來用(yong)(yong)(yong)于遙感(gan)測(ce)繪(hui)等科技領(ling)域。
醫學
激(ji)光(guang)(guang)(guang)在醫學(xue)上的(de)應(ying)用主要分三類:激(ji)光(guang)(guang)(guang)生命科(ke)學(xue)研(yan)究、激(ji)光(guang)(guang)(guang)診斷、激(ji)光(guang)(guang)(guang)治(zhi)療(liao),其中激(ji)光(guang)(guang)(guang)治(zhi)療(liao)又分為:激(ji)光(guang)(guang)(guang)手(shou)術(shu)治(zhi)療(liao)、弱激(ji)光(guang)(guang)(guang)生物刺激(ji)作用的(de)非手(shou)術(shu)治(zhi)療(liao)和激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)光(guang)(guang)(guang)動力治(zhi)療(liao)。
應用(yong)于牙科(ke)(ke)的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)系(xi)統依(yi)據激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)在(zai)牙科(ke)(ke)應用(yong)的(de)不(bu)同(tong)作(zuo)(zuo)用(yong),分為(wei)幾(ji)種不(bu)同(tong)的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)系(xi)統。區(qu)別(bie)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)重要特(te)征之一(yi)是:光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)波長,不(bu)同(tong)波長的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)對(dui)組織(zhi)(zhi)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)不(bu)同(tong),在(zai)可見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)及近(jin)紅外光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜范圍(wei)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線,吸光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)性(xing)(xing)低,穿透性(xing)(xing)強(qiang),可以(yi)穿透到牙體(ti)組織(zhi)(zhi)較深的(de)部位,例如氬離子激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、二極(ji)(ji)管激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)或(huo)Nd:YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(如圖1)。而Er:YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和CO,激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線穿透性(xing)(xing)差,僅能穿透牙體(ti)組織(zhi)(zhi)約0.01毫米。區(qu)別(bie)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)重要特(te)征之二是:激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)強(qiang)度(du)(du)(即功率),如在(zai)診斷(duan)學中(zhong)應用(yong)的(de)二極(ji)(ji)管激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),其強(qiang)度(du)(du)僅為(wei)幾(ji)個(ge)毫瓦特(te),它有時也可用(yong)在(zai)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)顯示器(qi)上。
用(yong)于(yu)治療的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),通(tong)常是幾個瓦(wa)特中等強度的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)對組織的(de)(de)(de)作用(yong),還取決于(yu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖(chong)的(de)(de)(de)發射方式,以(yi)典型的(de)(de)(de)連續脈(mo)沖(chong)發射方式的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)有:氬(ya)離子激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)、二(er)極管(guan)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)、CO2,激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang);以(yi)短脈(mo)沖(chong)方式發射的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)有:Er:YAG激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)或許多Nd:YAG激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),短脈(mo)沖(chong)式的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)強度(即功率)可以(yi)達到(dao)1,000瓦(wa)特或更高(gao),這些強度高(gao)、吸光(guang)(guang)(guang)(guang)性也高(gao)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang),只適用(yong)于(yu)清除硬組織。
激光美容
(1)激(ji)光在美容界的(de)用途越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛。色素沉(chen)著,如太(tai)田痣、鮮紅斑(ban)痣、雀斑(ban)、老年(nian)斑(ban)、毛細(xi)血管(guan)擴(kuo)張等,以(yi)及去紋身、洗眼線、洗眉(mei)、治療瘢痕等;而2013年(nian)以(yi)前(qian)一些新型的(de)激(ji)光儀,高能超脈沖CO2激(ji)光,鉺激(ji)光進行除皺(zhou)、磨皮換膚、治療打鼾,美白牙齒(chi)等等,取得了良好的(de)療效,為激(ji)光外科開辟越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)闊的(de)領域(yu)。
(2)激(ji)光(guang)手(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)有傳(chuan)統(tong)手(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)法比擬(ni)的(de)優(you)越性。首先激(ji)光(guang)手(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)不(bu)需要住院(yuan)治療,手(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)切口小,術(shu)(shu)(shu)中不(bu)出(chu)血(xue)(xue),創(chuang)傷輕(qing),無(wu)(wu)瘢痕(hen)(hen)(hen)。例如:眼(yan)袋的(de)治療傳(chuan)統(tong)手(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)法存在著由于剝離范圍廣、術(shu)(shu)(shu)中出(chu)血(xue)(xue)多,術(shu)(shu)(shu)后愈合(he)慢,易形成(cheng)(cheng)瘢痕(hen)(hen)(hen)等(deng)缺(que)點,而應用高能超脈沖CO2激(ji)光(guang)儀治療眼(yan)袋,則(ze)以它術(shu)(shu)(shu)中不(bu)出(chu)血(xue)(xue),不(bu)需縫合(he),不(bu)影響正常工作,手(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)部位水腫輕(qing),恢(hui)復(fu)快,無(wu)(wu)瘢痕(hen)(hen)(hen)等(deng)優(you)點,令傳(chuan)統(tong)手(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)法比擬(ni)。而一(yi)些由于出(chu)血(xue)(xue)多而無(wu)(wu)法進行的(de)內窺鏡手(shou)(shou)術(shu)(shu)(shu),則(ze)可由激(ji)光(guang)切割代替(ti)完成(cheng)(cheng)。(注:有一(yi)定(ding)的(de)適應范圍)
(3)激(ji)光(guang)在(zai)血(xue)(xue)管(guan)性皮(pi)膚病(bing)以及色(se)素沉著(zhu)(zhu)的(de)(de)治(zhi)療(liao)(liao)中成(cheng)效(xiao)卓越。使用(yong)脈(mo)沖(chong)染料(liao)激(ji)光(guang)治(zhi)療(liao)(liao)鮮紅斑痣(zhi)(zhi),療(liao)(liao)效(xiao)顯著(zhu)(zhu),對周圍組織(zhi)損傷小,幾(ji)乎不落疤。它的(de)(de)出現(xian),成(cheng)為鮮紅斑痣(zhi)(zhi)治(zhi)療(liao)(liao)史上的(de)(de)一次(ci)革(ge)命,因(yin)為鮮紅斑痣(zhi)(zhi)治(zhi)療(liao)(liao)史上,放(fang)射、冷凍、電灼、手(shou)術等方法,其瘢(ban)痕(hen)發生(sheng)率(lv)均高,并常(chang)出現(xian)色(se)素脫失或沉著(zhu)(zhu)。激(ji)光(guang)治(zhi)療(liao)(liao)血(xue)(xue)管(guan)性皮(pi)膚病(bing)是利用(yong)含氧血(xue)(xue)紅蛋白對一定(ding)波長(chang)的(de)(de)激(ji)光(guang)選擇性的(de)(de)吸收,而導(dao)致血(xue)(xue)管(guan)組織(zhi)的(de)(de)高度(du)(du)破壞(huai),其具有(you)高度(du)(du)精確性與安全性,不會影(ying)響(xiang)周圍鄰近組織(zhi)。因(yin)此,激(ji)光(guang)治(zhi)療(liao)(liao)毛細血(xue)(xue)管(guan)擴張(zhang)也是療(liao)(liao)效(xiao)顯著(zhu)(zhu)。
此外(wai),由于可變脈沖激光(guang)(guang)等相(xiang)繼問世(shi),使(shi)得不滿(man)意紋身的去除,以(yi)及各類色(se)(se)素(su)性(xing)皮(pi)膚(fu)病(bing)如太(tai)田痣,老年斑(ban)等的治療得到了重(zhong)大突破(po)。這類激光(guang)(guang)根據選擇(ze)性(xing)光(guang)(guang)熱效(xiao)(xiao)應理(li)論,(即不同波長的激光(guang)(guang)可選擇(ze)性(xing)地作用(yong)于不同顏色(se)(se)的皮(pi)膚(fu)損害),利用(yong)其(qi)(qi)強大的瞬間(jian)功率(lv),高度集中(zhong)的輻射能量(liang)及色(se)(se)素(su)選擇(ze)性(xing),極短的脈寬(kuan),使(shi)激光(guang)(guang)能量(liang)集中(zhong)作用(yong)于色(se)(se)素(su)顆粒、將其(qi)(qi)直接汽化、擊碎(sui),通(tong)過淋(lin)巴組織排出體外(wai),而不影響周圍正常組織,并且以(yi)其(qi)(qi)療效(xiao)(xiao)確切,安全可靠,無瘢(ban)痕,痛苦小而深入人心。
(4)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)外(wai)(wai)科(ke)開創(chuang)了醫(yi)學(xue)美容(rong)(rong)的新(xin)紀元。高(gao)能超脈沖(chong)(chong)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)磨皮換膚術開拓了美容(rong)(rong)外(wai)(wai)科(ke)的新(xin)技術。它(ta)利用高(gao)能量(liang),極短脈沖(chong)(chong)的激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang),使老(lao)化(hua)、損(sun)傷(shang)的皮膚組織瞬間被汽(qi)化(hua),不(bu)傷(shang)及周圍(wei)組織,治(zhi)(zhi)療(liao)過(guo)程中幾乎不(bu)出血,并可精(jing)確的控制作用深度。其效果得(de)到(dao)國際醫(yi)學(xue)整形美容(rong)(rong)界(jie)(jie)充分肯定,被譽為“開創(chuang)了醫(yi)學(xue)美容(rong)(rong)新(xin)紀元”;此(ci)外(wai)(wai),更有高(gao)能超脈沖(chong)(chong)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)儀治(zhi)(zhi)療(liao)眼袋、打鼾、甚(shen)至激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)美白牙齒(chi)等,以其安全精(jing)確的療(liao)效,簡便快捷的治(zhi)(zhi)療(liao)在醫(yi)學(xue)美容(rong)(rong)界(jie)(jie)創(chuang)造了一(yi)個又一(yi)個奇跡。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)美容(rong)(rong)使得(de)醫(yi)學(xue)美容(rong)(rong)向(xiang)前邁(mai)進(jin)了一(yi)大(da)步(bu),并且賦(fu)予醫(yi)學(xue)美容(rong)(rong)更新(xin)的內(nei)涵。
激光去除面部黑(hei)痣
激光(guang)去黑(hei)痣(zhi)的(de)(de)原理就在(zai)于將激光(guang)在(zai)瞬(shun)間爆(bao)發出(chu)的(de)(de)巨大能量(liang)置于色素組織中,把色素打碎并分解,使其可(ke)以(yi)被巨噬細胞吞(tun)并掉,而后(hou)會隨著淋巴(ba)循環系統(tong)排出(chu)體外,由此(ci)達到將色素去去掉的(de)(de)目的(de)(de)。
激(ji)光(guang)(guang)去(qu)痣可以適(shi)用的痣的類型很(hen)(hen)多,比如包括上面提(ti)到的三種色(se)素痣、太田(tian)痣、鮮紅斑痣等,療效都(dou)很(hen)(hen)明(ming)顯,并且不容(rong)易留疤,風險性小。用二(er)氧化碳(tan)激(ji)光(guang)(guang)亦能去(qu)黑痣。
激光治療近視
提示(shi)下情況的患(huan)者不適合接受激(ji)光(guang)治療:第一.眼(yan)部活動(dong)性(xing)炎癥及病變;第二.眼(yan)周化膿性(xing)病灶;第三.已確診
的圓錐(zhui)角(jiao)膜(mo);第四.嚴(yan)重干眼(yan)癥,伴有(you)系統性干燥綜合征(zheng);第五.中央(yang)角(jiao)膜(mo)厚(hou)度低于450μm;第六.嚴(yan)重的眼(yan)附屬(shu)器病變(bian):眼(yan)瞼缺損、變(bian)形、慢性淚囊炎等;第七. 全身結締組(zu)織(zhi)病及(ji)嚴(yan)重自身免疫(yi)性疾(ji)病,如系統性紅斑狼瘡(chuang)、類風濕性關節炎、多發性硬(ying)化。
相對禁忌證
1.超高度近視伴后鞏膜葡萄腫者;2.初次(ci)手術(shu)前(qian)角膜中(zhong)央平均曲率低于(yu)(yu)39D或高于(yu)(yu)47D應慎重;3.暗光下(xia)瞳孔直徑(jing)大于(yu)(yu)7mm;4.對側眼(yan)為(wei)法(fa)定盲(mang)眼(yan);5.2年內(nei)曾(ceng)患單(dan)純(chun)皰疹性角膜炎;6.輕(qing)度白內(nei)障;7.有(you)視網膜脫(tuo)離(li)及黃斑出(chu)血病史;8.輕(qing)度干眼(yan)癥;9.輕(qing)度瞼(jian)裂閉合不全;10.可疑青光眼(yan)患者;11.月(yue)經期(qi)及妊娠期(qi);12.瘢痕體(ti)質(zhi);13.糖(tang)尿病;14.感冒發燒等身體(ti)不適;15.癲癇;16.焦慮癥、抑郁癥以及對手術(shu)期(qi)望過高者。
激光除皺
激(ji)(ji)光除(chu)皺是通(tong)過電(dian)腦控(kong)制(zhi)的(de)(de)、低能量的(de)(de)二氧化碳激(ji)(ji)光,能準確地控(kong)制(zhi)汽(qi)化皮膚表(biao)層(ceng)(ceng)的(de)(de)深度(du),完(wan)成分層(ceng)(ceng)汽(qi)化、無碳化的(de)(de)面部(bu)除(chu)皺護(hu)膚技術(shu)。激(ji)(ji)光用于消除(chu)皺紋的(de)(de)技術(shu),是激(ji)(ji)光技術(shu)應用于臨床以后,并幾經改進、完(wan)善與不(bu)斷更(geng)新(xin)后的(de)(de)結果。
原(yuan)(yuan)理:皺紋產生(sheng)的(de)主(zhu)要原(yuan)(yuan)因是皮(pi)(pi)膚膠(jiao)原(yuan)(yuan)減少(shao),真(zhen)皮(pi)(pi)層(ceng)(ceng)(ceng)變薄(bo)。運用最新激(ji)光(guang)-射頻聯合(he)技術照(zhao)射皮(pi)(pi)膚,可使(shi)真(zhen)皮(pi)(pi)層(ceng)(ceng)(ceng)增(zeng)厚(hou)(hou)、減少(shao)皺紋,其原(yuan)(yuan)理是:刺(ci)激(ji)受損的(de)膠(jiao)原(yuan)(yuan)層(ceng)(ceng)(ceng),產生(sheng)新的(de)膠(jiao)原(yuan)(yuan)質,從而填平因膠(jiao)原(yuan)(yuan)減少(shao)而出現(xian)褶皺的(de)皮(pi)(pi)膚;加熱真(zhen)皮(pi)(pi)組織(zhi)層(ceng)(ceng)(ceng),利用人(ren)體自身修復機能刺(ci)激(ji)組織(zhi)再生(sheng)重建,使(shi)真(zhen)皮(pi)(pi)層(ceng)(ceng)(ceng)增(zeng)厚(hou)(hou)。
合理設計的激光(guang)可以通(tong)過皮(pi)膚中(zhong)的黑色素、血紅蛋白,尤其是(shi)(shi)水吸收激光(guang)釋放的能(neng)量(liang),并(bing)(bing)產生光(guang)熱效應使(shi)之(zhi)轉化為熱量(liang),從而(er)激活真皮(pi)中(zhong)成纖維細(xi)胞(bao)等各(ge)(ge)種(zhong)基質(zhi)細(xi)胞(bao)產生新生的膠(jiao)原蛋白、彈(dan)(dan)性(xing)蛋白以及各(ge)(ge)種(zhong)細(xi)胞(bao)間(jian)基質(zhi),并(bing)(bing)發生組織重(zhong)構(gou),就(jiu)象是(shi)(shi)給(gei)慵懶的皮(pi)膚做運動一樣(yang),使(shi)其通(tong)過鍛煉(lian)而(er)重(zhong)新煥發年輕(qing)活力。數次治療之(zhi)后的皮(pi)膚含水量(liang)及彈(dan)(dan)性(xing)增加,質(zhi)地(di)改(gai)善,細(xi)小皺紋(wen)減(jian)少。
適應癥:1、原發性(xing)癥狀(zhuang):口周皺紋(wen)、眶周皺紋(wen)、萎縮性(xing)(凹陷性(xing))疤痕、良性(xing)皮(pi)膚贅(zhui)生(sheng)物(腫瘤);2、皮(pi)膚粗糙、毛孔粗大、細(xi)小皺紋(wen)等皮(pi)膚老化表現以及炎性(xing)痤(cuo)瘡或痤(cuo)瘡后(hou)瘢(ban)痕等。
高(gao)能(neng)超脈沖(chong)激(ji)光(guang)能(neng)夠把周(zhou)圍組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)熱損(sun)傷(shang)降到最(zui)低程度。微(wei)小皺(zhou)紋和凹陷疤痕也可進行精(jing)確磨(mo)削。超脈沖(chong)激(ji)光(guang)能(neng)避免以往機械磨(mo)皮法、化學剝脫術出(chu)血多,飛濺的(de)(de)(de)血液、組(zu)織(zhi)細(xi)屑可使(shi)病毒在(zai)病人(ren)與病人(ren)間(jian)(jian)、病人(ren)與醫(yi)務人(ren)員(yuan)間(jian)(jian)傳播等不足,通(tong)過(guo)氣化病變組(zu)織(zhi)來徹底消除皮膚損(sun)害(hai),并使(shi)正常皮膚的(de)(de)(de)熱損(sun)傷(shang)極(ji)小,這一過(guo)程的(de)(de)(de)作用時間(jian)(jian)快于使(shi)周(zhou)圍的(de)(de)(de)正常組(zu)織(zhi)也被(bei)加熱的(de)(de)(de)所需時間(jian)(jian),具有磨(mo)皮去皺(zhou)的(de)(de)(de)功能(neng)。
軍事
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武(wu)器(qi)是一種利用(yong)定向發(fa)(fa)射的激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束直接毀傷目(mu)標或(huo)使之失(shi)效(xiao)的定向能武(wu)器(qi)。根據作戰用(yong)途(tu)的不同(tong),激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武(wu)器(qi)可(ke)分為戰術激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武(wu)器(qi)和戰略(lve)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武(wu)器(qi)兩大類。武(wu)器(qi)系統主要由激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)和跟蹤(zong)、瞄準、發(fa)(fa)射裝置等(deng)部(bu)分組成,2013年(nian)通常采(cai)用(yong)的激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)有(you)化學激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)、固體激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)、CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)等(deng)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武(wu)器(qi)具(ju)有(you)攻擊速度快、轉向靈活、可(ke)實(shi)現精(jing)確(que)打擊、不受電磁(ci)干擾等(deng)優點,但(dan)也存在易受天氣(qi)和環境(jing)影響等(deng)弱點。
激(ji)(ji)(ji)光武器(qi)(qi)已有(you)(you)30多年的(de)發展歷(li)史(shi),其關(guan)鍵(jian)技術(shu)(shu)也已取得突破,美國(guo)、俄羅斯、法國(guo)、以色(se)列(lie)等(deng)國(guo)都(dou)成功進行了各種激(ji)(ji)(ji)光打靶試(shi)驗(yan)。2013年低能激(ji)(ji)(ji)光武器(qi)(qi)已經投入使用(yong),主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)(yu)干(gan)擾和(he)致盲較近距離的(de)光電傳感器(qi)(qi),以及攻(gong)擊(ji)人眼和(he)一(yi)些增強型觀測設備;高能激(ji)(ji)(ji)光武器(qi)(qi)主(zhu)要(yao)采用(yong)化學(xue)激(ji)(ji)(ji)光器(qi)(qi),按照現有(you)(you)的(de)水平,今后(hou)5—10年內可(ke)望(wang)在(zai)地面和(he)空(kong)中(zhong)平臺上部署(shu)使用(yong),用(yong)于(yu)(yu)戰術(shu)(shu)防空(kong)、戰區(qu)反(fan)導(dao)和(he)反(fan)衛星作戰等(deng)。
激(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)特點高度(du)集束(shu)的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang),能量(liang)(liang)(liang)(liang)也非(fei)常集中(zhong)(zhong)。舉(ju)例說;在日(ri)常生活中(zhong)(zhong)我們(men)認(ren)為太(tai)陽(yang)(yang)是非(fei)常亮(liang)的(de)(de),但(dan)(dan)一臺(tai)巨脈(mo)沖紅(hong)(hong)寶石激(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)發(fa)出的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)卻(que)(que)比(bi)太(tai)陽(yang)(yang)還亮(liang)200億倍。當然,激(ji)光(guang)(guang)比(bi)太(tai)陽(yang)(yang)還亮(liang),并(bing)不(bu)是因(yin)為它的(de)(de)總(zong)能量(liang)(liang)(liang)(liang)比(bi)太(tai)陽(yang)(yang)還大(da),而(er)是由于它的(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)非(fei)常集中(zhong)(zhong)。例如,紅(hong)(hong)寶石激(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)發(fa)出的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)射束(shu),能穿透(tou)一張1/3厘米厚的(de)(de)鋼板,但(dan)(dan)總(zong)能量(liang)(liang)(liang)(liang)卻(que)(que)不(bu)足以(yi)煮熟一個(ge)雞蛋(dan)。
激(ji)(ji)光(guang)作為武(wu)(wu)器(qi),有(you)(you)很(hen)多獨(du)特的(de)(de)(de)(de)優點。首先,它(ta)可(ke)以用光(guang)速(su)飛(fei)行,每秒(miao)30萬公里,任(ren)何(he)武(wu)(wu)器(qi)都沒有(you)(you)這樣(yang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)速(su)度。它(ta)一旦(dan)瞄準,幾乎不要什么時(shi)間就立刻擊中目標,用不著(zhu)考慮提前(qian)量(liang)。另外(wai),它(ta)可(ke)以在(zai)極小的(de)(de)(de)(de)面積(ji)上(shang)、在(zai)極短的(de)(de)(de)(de)時(shi)間里集中超過(guo)核武(wu)(wu)器(qi)100萬倍的(de)(de)(de)(de)能量(liang),還(huan)能很(hen)靈(ling)活地改變方向,沒有(you)(you)任(ren)何(he)發射性污染。激(ji)(ji)光(guang)武(wu)(wu)器(qi)分為三類(lei):一是(shi)(shi)致(zhi)盲(mang)型。(激(ji)(ji)光(guang)劍(jian))前(qian)面我(wo)們(men)講過(guo)的(de)(de)(de)(de)機載致(zhi)盲(mang)武(wu)(wu)器(qi),就屬于這一類(lei)。二是(shi)(shi)近距離戰(zhan)術型,可(ke)用來擊落導彈(dan)和飛(fei)機。1978年美國(guo)進(jin)行的(de)(de)(de)(de)用激(ji)(ji)光(guang)打陶式反(fan)坦克導彈(dan)的(de)(de)(de)(de)試驗(yan),就是(shi)(shi)用的(de)(de)(de)(de)這類(lei)武(wu)(wu)器(qi)。還(huan)有(you)(you)科(ke)幻電(dian)影中,通過(guo)對(dui)激(ji)(ji)光(guang)武(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)形變,產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)盾翼三是(shi)(shi)遠距離戰(zhan)略型。這類(lei)的(de)(de)(de)(de)研制困難最大,但(dan)一旦(dan)成功(gong),作用也最大,它(ta)可(ke)以反(fan)衛星、反(fan)洲際彈(dan)道導彈(dan),成為最先進(jin)的(de)(de)(de)(de)防(fang)御武(wu)(wu)器(qi)。
激(ji)光(guang)(guang)(guang)怎樣擊毀(hui)目標呢(ni)?科學家(jia)們(men)認為有兩個方面(mian):一(yi)是(shi)(shi)穿孔(kong),二是(shi)(shi)層(ceng)(ceng)裂。所謂(wei)穿孔(kong),就(jiu)是(shi)(shi)高功(gong)率密度的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)使靶(ba)材(cai)表(biao)面(mian)急劇熔化,進而汽(qi)化蒸(zheng)發,汽(qi)化物質向(xiang)外噴(pen)射,反(fan)沖力(li)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)沖擊波(bo),在靶(ba)材(cai)上穿一(yi)個孔(kong)。所謂(wei)層(ceng)(ceng)裂,就(jiu)是(shi)(shi)靶(ba)材(cai)表(biao)面(mian)吸收激(ji)光(guang)(guang)(guang)能量后(hou),原子被電離(li),形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)等離(li)體(ti)“云”。“云”向(xiang)外膨脹噴(pen)射形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)應力(li)波(bo)向(xiang)深(shen)處傳播(bo)。應力(li)波(bo)的(de)(de)反(fan)射造成(cheng)(cheng)(cheng)靶(ba)材(cai)被拉斷,形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)“層(ceng)(ceng)裂”破壞(huai)。除此(ci)以外,等離(li)子體(ti)“云”還能輻射紫外線或X光(guang)(guang)(guang),破壞(huai)目標結構和電子元(yuan)件。激(ji)光(guang)(guang)(guang)武器(qi)(qi)作用的(de)(de)面(mian)積很小,但(dan)破壞(huai)在目標的(de)(de)關鍵(jian)部位上,可造成(cheng)(cheng)(cheng)目標的(de)(de)毀(hui)滅(mie)性破壞(huai)。這和驚天動(dong)地的(de)(de)核武器(qi)(qi)相比,完全是(shi)(shi)兩種風格。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武器(qi)(qi)的(de)(de)分類(lei):不(bu)同(tong)(tong)(tong)功(gong)(gong)率(lv)(lv)密度,不(bu)同(tong)(tong)(tong)輸(shu)出(chu)波形,不(bu)同(tong)(tong)(tong)波長(chang)的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang),在與(yu)不(bu)同(tong)(tong)(tong)目標材料相互作用時,會產生不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)殺傷破壞效應。用激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)作為(wei)“死光(guang)(guang)(guang)”武器(qi)(qi),不(bu)能(neng)像在激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)加工中(zhong)那樣借(jie)助于透(tou)鏡(jing)聚(ju)焦,而必須大大提高(gao)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出(chu)功(gong)(gong)率(lv)(lv),作戰(zhan)時可根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)需要(yao)選(xuan)擇適當的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)。2013年時,激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)種類(lei)繁(fan)多,名(ming)稱各異,有(you)體(ti)積(ji)整整占據(ju)一幢(chuang)大樓、功(gong)(gong)率(lv)(lv)為(wei)上萬億瓦、用于引發核聚(ju)變的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi),也有(you)比人的(de)(de)指甲(jia)還(huan)小、輸(shu)出(chu)功(gong)(gong)率(lv)(lv)僅有(you)幾毫瓦、用于光(guang)(guang)(guang)電通信的(de)(de)半導體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)。按(an)工作介質區分,目前(qian)有(you)固體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、液體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)和分子(zi)型(xing)(xing)、離子(zi)型(xing)(xing)、準(zhun)分子(zi)型(xing)(xing)的(de)(de)氣體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)等(deng)。同(tong)(tong)(tong)時,按(an)其(qi)發射位置可分為(wei)天(tian)基、陸基、艦(jian)載、車載和機(ji)載等(deng)類(lei)型(xing)(xing),按(an)其(qi)用途還(huan)可分為(wei)戰(zhan)術(shu)型(xing)(xing)和戰(zhan)略型(xing)(xing)兩類(lei)。
1.戰術(shu)激光武器
戰術激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)是利用(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)作為能(neng)(neng)量,是像常(chang)規(gui)(gui)武(wu)器(qi)(qi)那樣直接殺(sha)傷敵(di)方人(ren)員、擊(ji)(ji)毀坦克(ke)、飛機等(deng),打擊(ji)(ji)距離一般(ban)可達20公(gong)里。這種(zhong)(zhong)武(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)主要代(dai)表有(you)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)槍(qiang)和激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)炮,它們能(neng)(neng)夠發(fa)出(chu)很強的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)來打擊(ji)(ji)敵(di)人(ren)。1978年(nian)3月,世界上(shang)(shang)的(de)(de)(de)第一支激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)槍(qiang)在(zai)美國誕(dan)生。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)槍(qiang)的(de)(de)(de)樣式與(yu)普通步槍(qiang)沒(mei)有(you)太(tai)大(da)區別,主要由(you)四大(da)部分組成(cheng):激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、激(ji)(ji)勵器(qi)(qi)、擊(ji)(ji)發(fa)器(qi)(qi)和槍(qiang)托。2013年(nian),國外(wai)已有(you)一種(zhong)(zhong)紅寶石袖珍(zhen)式激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)槍(qiang),外(wai)形和大(da)小與(yu)美國的(de)(de)(de)派克(ke)鋼筆(bi)相當。但它能(neng)(neng)在(zai)距人(ren)幾米之外(wai)燒(shao)毀衣(yi)服、燒(shao)穿皮肉(rou)(rou),且無聲響(xiang),在(zai)不(bu)(bu)知不(bu)(bu)覺中致人(ren)死命,并可在(zai)一定的(de)(de)(de)距離內(nei),使(shi)火(huo)藥爆炸(zha),使(shi)夜視儀(yi)、紅外(wai)或(huo)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)測距儀(yi)等(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電設備失效。還有(you)7種(zhong)(zhong)稍大(da)重(zhong)量與(yu)機槍(qiang)相仿的(de)(de)(de)小巧(qiao)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)槍(qiang),能(neng)(neng)擊(ji)(ji)穿銅盔,在(zai)1500米的(de)(de)(de)距離上(shang)(shang)燒(shao)傷皮肉(rou)(rou)、致瞎眼睛等(deng)。戰術激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)"挖眼術"不(bu)(bu)但能(neng)(neng)造成(cheng)飛機失控(kong)、機毀人(ren)亡,或(huo)使(shi)炮手喪失戰斗能(neng)(neng)力,而且由(you)于參戰士兵不(bu)(bu)知對方激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)會(hui)在(zai)何時(shi)何地出(chu)現,常(chang)常(chang)受到沉重(zhong)的(de)(de)(de)心(xin)理壓力。因此,激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)又具有(you)常(chang)規(gui)(gui)武(wu)器(qi)(qi)所不(bu)(bu)具備的(de)(de)(de)威(wei)懾作用(yong)。1982年(nian)英阿(a)馬島戰爭(zheng)中,英國在(zai)航空(kong)母(mu)艦和各類護衛艦上(shang)(shang)就安(an)裝有(you)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)致盲武(wu)器(qi)(qi),曾使(shi)阿(a)根廷的(de)(de)(de)多(duo)架飛機失控(kong)、墜毀或(huo)誤入英軍的(de)(de)(de)射(she)擊(ji)(ji)火(huo)網。
2.戰略(lve)激光(guang)武器(qi)
戰(zhan)(zhan)略激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)可(ke)(ke)攻(gong)擊(ji)數(shu)千公里之外的(de)(de)(de)(de)(de)洲際導(dao)(dao)彈;可(ke)(ke)攻(gong)擊(ji)太(tai)空(kong)中的(de)(de)(de)(de)(de)偵(zhen)(zhen)察(cha)衛(wei)星和(he)通(tong)信衛(wei)星等。例(li)如,1975年(nian)11月,美國的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)顆監視導(dao)(dao)彈發(fa)射井(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)偵(zhen)(zhen)察(cha)衛(wei)星在(zai)飛抵西伯利亞上空(kong)時,被前蘇聯的(de)(de)(de)(de)(de)“反(fan)(fan)(fan)衛(wei)星”陸基激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)擊(ji)中,并變成“瞎子(zi)”。因此,高基高能激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)(shi)奪取(qu)宇宙(zhou)(zhou)空(kong)間(jian)優勢的(de)(de)(de)(de)(de)理想武(wu)器(qi)(qi)(qi)之一,也是(shi)(shi)(shi)軍事大(da)國不(bu)惜耗費巨(ju)資進行激(ji)(ji)(ji)(ji)烈(lie)爭奪的(de)(de)(de)(de)(de)根(gen)本原因。據外刊透(tou)露(lu),自70年(nian)代以來,美俄兩(liang)(liang)國都分別(bie)以多種(zhong)名義(yi)進行了數(shu)十次(ci)反(fan)(fan)(fan)衛(wei)星激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)試驗。2013年(nian),反(fan)(fan)(fan)戰(zhan)(zhan)略導(dao)(dao)彈激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)研制種(zhong)類(lei)有化學激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、準(zhun)分子(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、自由(you)(you)電子(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)和(he)調射線激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)。例(li)如:自由(you)(you)電子(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)具有輸(shu)出(chu)功率(lv)大(da)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束質量好(hao)、轉換效率(lv)高、可(ke)(ke)調范圍(wei)寬等優點。但是(shi)(shi)(shi),自由(you)(you)電子(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)體積龐(pang)大(da),只適宜(yi)安裝在(zai)地(di)面(mian)上,供陸基激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)使(shi)用。作戰(zhan)(zhan)時,強激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束首先射到(dao)處于(yu)空(kong)間(jian)高軌(gui)(gui)道上的(de)(de)(de)(de)(de)中斷反(fan)(fan)(fan)射鏡。中斷反(fan)(fan)(fan)射鏡將激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束反(fan)(fan)(fan)射到(dao)處于(yu)低(di)軌(gui)(gui)道的(de)(de)(de)(de)(de)作戰(zhan)(zhan)反(fan)(fan)(fan)射鏡,作戰(zhan)(zhan)反(fan)(fan)(fan)射鏡再使(shi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束瞄準(zhun)目標(biao),實(shi)施(shi)攻(gong)擊(ji)。通(tong)過這樣的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)次(ci)反(fan)(fan)(fan)射,設置在(zai)地(di)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)自由(you)(you)電子(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi),就可(ke)(ke)攻(gong)擊(ji)從世界上任何地(di)方(fang)發(fa)射的(de)(de)(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)略導(dao)(dao)彈。高基高能激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)(shi)高能激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)器(qi)(qi)(qi)與航天器(qi)(qi)(qi)相結(jie)合的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物。當(dang)這種(zhong)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)沿(yan)著空(kong)間(jian)軌(gui)(gui)道游弋時,一旦(dan)發(fa)現對(dui)方(fang)目標(biao),即可(ke)(ke)投入(ru)戰(zhan)(zhan)斗(dou)。由(you)(you)于(yu)它(ta)(ta)部署在(zai)宇宙(zhou)(zhou)空(kong)間(jian),居高臨下,視野廣闊,更是(shi)(shi)(shi)如虎(hu)添翼。在(zai)實(shi)際戰(zhan)(zhan)斗(dou)中,可(ke)(ke)用它(ta)(ta)對(dui)對(dui)方(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)中目標(biao)實(shi)施(shi)閃電般的(de)(de)(de)(de)(de)攻(gong)擊(ji),以摧(cui)毀對(dui)方(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)偵(zhen)(zhen)察(cha)衛(wei)星、預(yu)警(jing)衛(wei)星、通(tong)信衛(wei)星、氣(qi)象(xiang)衛(wei)星,甚至能將對(dui)方(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)洲際導(dao)(dao)彈摧(cui)毀在(zai)助推(tui)的(de)(de)(de)(de)(de)上升階段(duan)。
3.激光動力推進器
既然太(tai)陽不足以推(tui)動恒星(xing)際太(tai)空飛船,于是有科學家(jia)提(ti)出了激光動力推(tui)進器(qi)技術,利用一(yi)束強大的激光讓物體飛行。
激(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達(da)(laser radar)是(shi)指用(yong)(yong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)作(zuo)為輻射源的(de)雷達(da)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達(da)是(shi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)技術與雷達(da)技術相結合的(de)產物。由發(fa)射機(ji)(ji)、天(tian)線、接(jie)收(shou)機(ji)(ji)、跟(gen)蹤架及信息處理等(deng)部分組成。發(fa)射機(ji)(ji)是(shi)各(ge)(ge)種形(xing)式(shi)的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi),如(ru)二氧化碳激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、摻釹釔鋁石榴(liu)石激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、半導體(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)及波長可調諧的(de)固(gu)體(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)等(deng);天(tian)線是(shi)光(guang)(guang)(guang)學(xue)望遠鏡;接(jie)收(shou)機(ji)(ji)采用(yong)(yong)各(ge)(ge)種形(xing)式(shi)的(de)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)(qi),如(ru)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)倍增管、半導體(ti)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)二極(ji)(ji)管、雪(xue)崩光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)二極(ji)(ji)管、紅外和(he)可見光(guang)(guang)(guang)多(duo)元探(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)(qi)件等(deng)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達(da)采用(yong)(yong)脈(mo)沖或連(lian)續波2種工作(zuo)方式(shi),探(tan)(tan)測(ce)方法分直接(jie)探(tan)(tan)測(ce)與外差(cha)探(tan)(tan)測(ce)。
通信
激光(guang)(guang)(guang)(guang)通信(xin),是(shi)激光(guang)(guang)(guang)(guang)在(zai)大氣(qi)空(kong)間(jian)傳輸的一種通信(xin)方式(shi)。激光(guang)(guang)(guang)(guang)大氣(qi)通信(xin)的發送設(she)備(bei)主要(yao)由激光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(光(guang)(guang)(guang)(guang)源)、光(guang)(guang)(guang)(guang)調制器(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)(guang)學發射天線(透鏡)等組成;接收設(she)備(bei)主要(yao)由光(guang)(guang)(guang)(guang)學接收天線、光(guang)(guang)(guang)(guang)檢測器(qi)(qi)等組成。
信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)發(fa)送(song)時(shi),先(xian)轉換(huan)成(cheng)電(dian)信(xin)(xin)號(hao),再由(you)光(guang)(guang)調制(zhi)器(qi)將其調制(zhi)在激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)產生的(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)束上,經光(guang)(guang)學(xue)天線發(fa)射出去。信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)接(jie)收(shou)時(shi),光(guang)(guang)學(xue)接(jie)收(shou)天線將接(jie)收(shou)到(dao)的(de)光(guang)(guang)信(xin)(xin)號(hao)聚焦(jiao)后,送(song)至(zhi)光(guang)(guang)檢測器(qi)恢(hui)復成(cheng)電(dian)信(xin)(xin)號(hao),再還原(yuan)為信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)。大(da)(da)氣(qi)(qi)激(ji)(ji)光(guang)(guang)通信(xin)(xin)的(de)容(rong)量大(da)(da)、保密性好,不受(shou)電(dian)磁干擾。但激(ji)(ji)光(guang)(guang)在大(da)(da)氣(qi)(qi)中傳輸時(shi)受(shou)雨、霧、雪、霜等影響,衰(shuai)耗要增大(da)(da),故一(yi)般用于(yu)邊防、海(hai)島、跨(kua)越江河(he)等近距離通信(xin)(xin),以及大(da)(da)氣(qi)(qi)層外的(de)衛星間通信(xin)(xin)和深空通信(xin)(xin)。
早期(qi)的激光(guang)(guang)大(da)氣(qi)通信(xin)所(suo)用光(guang)(guang)源多數為二(er)氧(yang)化碳(tan)(tan)激光(guang)(guang)器、氦(hai)-氖激光(guang)(guang)器等。二(er)氧(yang)化碳(tan)(tan)激光(guang)(guang)器輸出激光(guang)(guang)波長為10.6微米,此波長正好處(chu)在大(da)氣(qi)信(xin)道傳輸的低(di)損耗窗口,是(shi)較為理想的通信(xin)光(guang)(guang)源。從70年代(dai)末到80年代(dai)中(zhong)期(qi),由于在技術(shu)實(shi)現(xian)上難以解決(jue)好全天(tian)候、高機動(dong)性、高靈活性、穩定性等問題,激光(guang)(guang)大(da)氣(qi)通信(xin)的研究陷(xian)入低(di)潮。
1988年,巴(ba)西(xi)宣布研制成功(gong)(gong)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)便(bian)攜式半導(dao)體激光(guang)大(da)(da)氣通(tong)(tong)(tong)信(xin)系(xi)統(tong)。這(zhe)種(zhong)通(tong)(tong)(tong)過(guo)激光(guang)器聯通(tong)(tong)(tong)線路的軍(jun)用(yong)(yong)紅外通(tong)(tong)(tong)信(xin)裝置(zhi),其外形(xing)如(ru)同(tong)一(yi)(yi)(yi)架雙筒望(wang)遠(yuan)鏡,在上(shang)面安裝了(le)激光(guang)二極管和麥克風。使(shi)用(yong)(yong)時,一(yi)(yi)(yi)方(fang)(fang)將(jiang)雙筒鏡對(dui)準另一(yi)(yi)(yi)方(fang)(fang)即可(ke)實現通(tong)(tong)(tong)信(xin),通(tong)(tong)(tong)信(xin)距離(li)(li)為1千米(mi),如(ru)果(guo)將(jiang)光(guang)學天線固定下來(lai),通(tong)(tong)(tong)信(xin)距離(li)(li)可(ke)達15千米(mi)。1989年,美(mei)國(guo)成功(gong)(gong)地(di)研制出一(yi)(yi)(yi)種(zhong)短(duan)距離(li)(li)、隱蔽(bi)式的大(da)(da)氣激光(guang)通(tong)(tong)(tong)信(xin)系(xi)統(tong)。1990年,美(mei)國(guo)試驗了(le)適(shi)(shi)用(yong)(yong)于(yu)特種(zhong)戰(zhan)爭和低強度戰(zhan)爭需要(yao)的紫外光(guang)波(bo)通(tong)(tong)(tong)信(xin),這(zhe)種(zhong)通(tong)(tong)(tong)信(xin)系(xi)統(tong)完全符合戰(zhan)術(shu)任務的要(yao)求,通(tong)(tong)(tong)信(xin)距離(li)(li)為2~5千米(mi);如(ru)果(guo)對(dui)光(guang)束進行適(shi)(shi)當處理(li),通(tong)(tong)(tong)信(xin)距離(li)(li)可(ke)達5~10千米(mi)。
90年代初,俄(e)羅斯(si)研制成功了(le)大(da)(da)功率半導(dao)體激(ji)(ji)光器,并開(kai)始(shi)了(le)激(ji)(ji)光大(da)(da)氣(qi)通(tong)信(xin)(xin)系(xi)統(tong)(tong)技術的實(shi)用化(hua)研究。不(bu)久(jiu)便推出了(le)10千(qian)米(mi)以(yi)內的半導(dao)體激(ji)(ji)光大(da)(da)氣(qi)通(tong)信(xin)(xin)系(xi)統(tong)(tong)并在(zai)莫斯(si)科(ke)(ke)、瓦洛涅什、圖拉(la)等(deng)城市應用。在(zai)瓦涅什河兩岸相(xiang)距4千(qian)米(mi)的兩個電站之間,架(jia)設起了(le)半導(dao)體激(ji)(ji)光大(da)(da)氣(qi)通(tong)信(xin)(xin)系(xi)統(tong)(tong),該系(xi)統(tong)(tong)可同(tong)時傳輸8路數(shu)字(zi)電話。在(zai)距離瓦洛涅什城約200千(qian)米(mi)以(yi)及(ji)在(zai)距莫斯(si)科(ke)(ke)不(bu)遠的地(di)方,也開(kai)通(tong)了(le)半導(dao)體激(ji)(ji)光大(da)(da)氣(qi)通(tong)信(xin)(xin)系(xi)統(tong)(tong)線路。
隨著(zhu)半導(dao)體(ti)激(ji)光(guang)(guang)器的(de)不(bu)(bu)斷成(cheng)熟、光(guang)(guang)學(xue)天線(xian)制作技術的(de)不(bu)(bu)斷完善、信(xin)號壓縮編(bian)碼(ma)等技術的(de)合理使用,激(ji)光(guang)(guang)大氣通信(xin)正重新煥發出(chu)生機。
激光測速
激光測速(su)(su)是對被(bei)測物體(ti)進(jin)行兩次有(you)特定時(shi)間間隔的激光測距,取得(de)在該一(yi)時(shi)段內被(bei)測物體(ti)的移動距離,從而得(de)到該被(bei)測物體(ti)的移動速(su)(su)度(du)。因此(ci),激光測速(su)(su)具有(you)以(yi)下(xia)幾個特點:
1、由于(yu)(yu)該激(ji)光光束基本為射(she)線,估(gu)測速距離(li)相對于(yu)(yu)雷(lei)達測速有效(xiao)距離(li)遠,可(ke)測1000M外(wai);
2、測速精度高,誤差<1公(gong)里;
3、鑒于激光測(ce)速(su)的(de)(de)原理(li),激光光束必須要瞄(miao)準垂(chui)直與激光光束的(de)(de)平面(mian)反射點,又由于被測(ce)車輛距離(li)太遠、且處(chu)于移動狀(zhuang)態,或者車體平面(mian)不(bu)大(da),而導致(zhi)激光測(ce)速(su)成功率低、難度(du)大(da),特(te)別是執勤警員的(de)(de)工(gong)作強度(du)很大(da)、很易疲勞;
4、鑒于激(ji)光(guang)測(ce)(ce)速的(de)原理(li),激(ji)光(guang)測(ce)(ce)速器不可能具備在運動(dong)中使用(yong),只能在靜止(zhi)狀(zhuang)態下(xia)應用(yong);因(yin)此(ci),激(ji)光(guang)測(ce)(ce)速儀不能稱(cheng)之為“流(liu)動(dong)電子警察(cha)”。在靜止(zhi)狀(zhuang)態下(xia)使用(yong)時,司機很容易(yi)發現有檢測(ce)(ce),因(yin)此(ci)達(da)不到預(yu)期目的(de);
5、價(jia)格(ge)昂貴,2013年經(jing)過正(zheng)規途徑(jing)進口(kou)的激(ji)光測速儀(不含取景和(he)控制部分)價(jia)格(ge)至少在一萬美金(jin)左(zuo)右。
工業
激(ji)光(guang)在工業(ye)上(shang),也應(ying)用極為(wei)廣泛,因為(wei)激(ji)光(guang)在激(ji)光(guang)束聚(ju)焦(jiao)在材料(liao)表(biao)面的(de)時候能夠使材料(liao)熔化(hua),使激(ji)光(guang)束與材料(liao)沿一定(ding)(ding)軌(gui)跡作相對運動,從而形(xing)成一定(ding)(ding)形(xing)狀的(de)切(qie)(qie)縫(feng)。七十年代后,為(wei)了改善和提高火(huo)焰切(qie)(qie)割的(de)切(qie)(qie)口(kou)質量,又推(tui)廣了氧乙烷精密火(huo)焰切(qie)(qie)割和等離(li)子切(qie)(qie)割。在工業(ye)生產(chan)中有一定(ding)(ding)的(de)適用范圍。
激光玻璃
激(ji)光(guang)(guang)玻璃是(shi)一種以玻璃為(wei)(wei)基質的固(gu)體(ti)激(ji)光(guang)(guang)材料(liao)。它廣泛應用于各類型(xing)固(gu)體(ti)激(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)器(qi)中,并成為(wei)(wei)高功率和高能量激(ji)光(guang)(guang)器(qi)的主要(yao)激(ji)光(guang)(guang)材料(liao)。
激(ji)(ji)光(guang)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)由基質(zhi)(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)和激(ji)(ji)活(huo)離(li)子兩部分組成(cheng)。激(ji)(ji)光(guang)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)各種物理化(hua)學性質(zhi)(zhi)(zhi)主(zhu)要由基質(zhi)(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)決(jue)定,而它(ta)的(de)(de)(de)(de)光(guang)譜性質(zhi)(zhi)(zhi)則主(zhu)要由激(ji)(ji)活(huo)離(li)子決(jue)定。但是(shi)基質(zhi)(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)與激(ji)(ji)活(huo)離(li)子彼此間互相作用,所以(yi)激(ji)(ji)活(huo)離(li)子對激(ji)(ji)光(guang)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)物理化(hua)學性質(zhi)(zhi)(zhi)有一定的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),而基質(zhi)(zhi)(zhi)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)對它(ta)的(de)(de)(de)(de)光(guang)譜性質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)有時還是(shi)相當重要的(de)(de)(de)(de)。
激光冷卻
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)冷卻(que)(laser cooling)利用激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)(he)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)相互作用減速原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)運動(dong)以獲得超低溫原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)新技術。這(zhe)一重(zhong)要(yao)技術早(zao)期的(de)(de)(de)主要(yao)目的(de)(de)(de)是為了精確測量各(ge)種原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)參數(shu),用于高(gao)(gao)分辨率激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)和(he)(he)超高(gao)(gao)精度的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)頻標(原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)鐘),后來卻(que)成(cheng)為實現原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)玻(bo)色-愛因斯坦凝聚的(de)(de)(de)關鍵實驗方法。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)冷卻(que)有許(xu)多(duo)應用,如:原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)學、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)刻蝕(shi)、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)鐘、光(guang)(guang)(guang)(guang)學晶格、光(guang)(guang)(guang)(guang)鑷子(zi)(zi)、玻(bo)色-愛因斯坦凝聚、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)、高(gao)(gao)分辨率光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)以及光(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)(he)物質的(de)(de)(de)相互作用的(de)(de)(de)基礎(chu)研究(jiu)等(deng)等(deng)。
激光光譜
光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(laser spectra)以激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)技(ji)術。與普(pu)通光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源相比,激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源具有單色性好、亮度(du)高、方向性強(qiang)和相干性強(qiang)等特點,是用來研究(jiu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與物(wu)質的(de)(de)(de)(de)(de)相互作用,從(cong)而辨認物(wu)質及其所在體系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)、組成(cheng)、狀(zhuang)態及其變化的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)想光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)出現使原有的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)技(ji)術在靈敏度(du)和分(fen)辨率(lv)方面得到(dao)很大的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)善。由于(yu)已(yi)能獲得強(qiang)度(du)極高、脈沖寬度(du)極窄(zhai)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),對(dui)多光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子過程、非(fei)線性光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)化學(xue)(xue)過程以及分(fen)子被激(ji)(ji)發(fa)后的(de)(de)(de)(de)(de)弛豫過程的(de)(de)(de)(de)(de)觀察成(cheng)為(wei)可能,并(bing)分(fen)別發(fa)展成(cheng)為(wei)新的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)技(ji)術。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)學(xue)(xue)已(yi)成(cheng)為(wei)與物(wu)理(li)學(xue)(xue)、化學(xue)(xue)、生物(wu)學(xue)(xue)及材料科學(xue)(xue)等密切相關的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)領域。
激光傳感器
激(ji)(ji)光(guang)傳感器(qi)(laser transducer)利(li)用激(ji)(ji)光(guang)技(ji)術進行(xing)測(ce)量(liang)的(de)傳感器(qi)。它(ta)由激(ji)(ji)光(guang)器(qi)、激(ji)(ji)光(guang)檢測(ce)器(qi)和(he)測(ce)量(liang)電路組成。激(ji)(ji)光(guang)傳感器(qi)是新型(xing)測(ce)量(liang)儀表,它(ta)的(de)優點是能實(shi)現無(wu)接觸遠距離測(ce)量(liang),速度(du)快(kuai),精度(du)高,量(liang)程大,抗光(guang)、電干擾能力(li)強等。激(ji)(ji)光(guang)是最準的(de)尺。
激光測云儀
利(li)用激光在(zai)大(da)氣層中的衰減來(lai)判(pan)斷(duan)云層。具(ju)體(ti)的是當(dang)激光在(zai)大(da)氣層中傳越(yue)時(shi),由(you)于發射的能量(liang)與接收的能量(liang)之(zhi)間有能量(liang)差,利(li)用能量(liang)的衰減度與云層的水分子的含量(liang)多少來(lai)判(pan)斷(duan)云層結構(gou)和距離的儀器(qi)。
核聚變
我(wo)國著(zhu)名物(wu)(wu)理(li)(li)學家王淦昌院(yuan)士(shi)(shi)1964年(nian)(nian)就提出了激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)核(he)(he)聚變(bian)(bian)的(de)初(chu)步理(li)(li)論,從而使我(wo)國在這(zhe)一(yi)領域的(de)科研工(gong)作走在當(dang)時世界各國的(de)前列。1974年(nian)(nian),我(wo)國采用一(yi)路激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)驅(qu)動(dong)聚氘乙烯(xi)靶發(fa)生核(he)(he)反應,并(bing)觀察到氘氘反應產(chan)生的(de)中子。此外,著(zhu)名理(li)(li)論物(wu)(wu)理(li)(li)學家于敏院(yuan)士(shi)(shi)在20世紀70年(nian)(nian)代中期就提出了激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)通過(guo)入射口、打進重金屬外殼包圍(wei)的(de)空(kong)腔(qiang)、以X光(guang)(guang)(guang)輻射驅(qu)動(dong)方式實現激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)核(he)(he)聚變(bian)(bian)的(de)概念。1986年(nian)(nian),我(wo)國激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)核(he)(he)聚變(bian)(bian)實驗(yan)裝置(zhi)“神(shen)光(guang)(guang)(guang)”研制(zhi)成功,聶榮臻元(yuan)帥還(huan)專門寫信祝賀(he)。