光與物質的(de)相互作用,實質上是組成物質的(de)微觀(guan)粒子(zi)(zi)吸收或輻射(she)光子(zi)(zi),同時改變自身運動(dong)狀況的(de)表(biao)現(xian)。
微觀粒(li)(li)子(zi)都具有特(te)定(ding)的一套(tao)能(neng)(neng)級(ji)(ji)(通常(chang)這些(xie)能(neng)(neng)級(ji)(ji)是分(fen)立的)。任一時(shi)刻粒(li)(li)子(zi)只能(neng)(neng)處(chu)在與(yu)某(mou)一能(neng)(neng)級(ji)(ji)相(xiang)對應的狀(zhuang)態(或者簡單地(di)表述為處(chu)在某(mou)一個能(neng)(neng)級(ji)(ji)上)。與(yu)光子(zi)相(xiang)互作(zuo)用時(shi),粒(li)(li)子(zi)從一個能(neng)(neng)級(ji)(ji)躍遷到(dao)另一個能(neng)(neng)級(ji)(ji),并相(xiang)應地(di)吸(xi)收或輻射(she)光子(zi)。光子(zi)的能(neng)(neng)量值為此兩能(neng)(neng)級(ji)(ji)的能(neng)(neng)量差(cha)△E,頻率為ν=△E/h(h為普朗(lang)克常(chang)量)。
1.受激吸(xi)收(簡稱吸(xi)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)收了能(neng)量時,躍(yue)遷到與(yu)此(ci)能(neng)量相對(dui)應的(de)較高(gao)能(neng)級。這種躍(yue)遷稱為(wei)受激吸(xi)收。
2.自發輻射
粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)受到激(ji)發(fa)(fa)而進入(ru)的(de)(de)(de)激(ji)發(fa)(fa)態(tai),不是粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)穩定(ding)狀態(tai),如存(cun)在著(zhu)可以(yi)接納粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)較低能(neng)(neng)(neng)級,即使沒(mei)有(you)外界作用,粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)也(ye)有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)概率,自(zi)發(fa)(fa)地從高能(neng)(neng)(neng)級激(ji)發(fa)(fa)態(tai)(E2)向低能(neng)(neng)(neng)級基(ji)態(tai)(E1)躍遷,同時輻(fu)(fu)射(she)出(chu)能(neng)(neng)(neng)量為(E2-E1)的(de)(de)(de)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi),光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)頻(pin)率ν=(E2-E1)/h。這種輻(fu)(fu)射(she)過程(cheng)稱為自(zi)發(fa)(fa)輻(fu)(fu)射(she)。眾(zhong)多原子(zi)(zi)(zi)(zi)以(yi)自(zi)發(fa)(fa)輻(fu)(fu)射(she)發(fa)(fa)出(chu)的(de)(de)(de)光(guang),不具有(you)相位、偏(pian)振(zhen)態(tai)、傳播方向上(shang)的(de)(de)(de)一致,是物理上(shang)所說(shuo)的(de)(de)(de)非相干光(guang)。
3.受(shou)激(ji)輻(fu)射、激(ji)光
1917年,愛因斯坦(tan)從(cong)理論上指(zhi)出:除自發(fa)輻射(she)外,處于高能(neng)級E2上的粒(li)子(zi)還可以另一(yi)方式(shi)躍遷到較(jiao)低能(neng)級。他指(zhi)出當頻率(lv)為ν=(E2-E1)/h的光(guang)子(zi)入射(she)時,也會引發(fa)粒(li)子(zi)以一(yi)定的概率(lv),迅(xun)速(su)地從(cong)能(neng)級E2躍遷到能(neng)級E1,同時輻射(she)一(yi)個與外來(lai)光(guang)子(zi)頻率(lv)、相位、偏振態以及(ji)傳播方向都相同的光(guang)子(zi),這個過程稱為受(shou)激輻射(she)。
可以設想(xiang),如果大量原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)處(chu)在(zai)(zai)高能(neng)級E2上,當(dang)有(you)一個頻(pin)率(lv)ν=(E2-E1)/h的(de)(de)(de)光子(zi)(zi)(zi)入射,從而激(ji)勵(li)E2上的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)產(chan)生(sheng)受激(ji)輻(fu)射,得(de)到(dao)兩個特征完(wan)全(quan)相同(tong)的(de)(de)(de)光子(zi)(zi)(zi),這兩個光子(zi)(zi)(zi)再激(ji)勵(li)E2能(neng)級上原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi),又使其產(chan)生(sheng)受激(ji)輻(fu)射,可得(de)到(dao)四(si)個特征相同(tong)的(de)(de)(de)光子(zi)(zi)(zi),這意味著原(yuan)(yuan)來的(de)(de)(de)光信號被(bei)放大了。這種在(zai)(zai)受激(ji)輻(fu)射過程中產(chan)生(sheng)并被(bei)放大的(de)(de)(de)光就是(shi)激(ji)光。
愛(ai)因斯坦1917提出受激(ji)(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)射(she)(she),激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器卻(que)在1960年問世,相(xiang)隔43年,為(wei)什么?主要(yao)原因是,普通光(guang)源中粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)產(chan)生(sheng)受激(ji)(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)射(she)(she)的(de)(de)(de)概率極小。當頻率一定的(de)(de)(de)光(guang)射(she)(she)入工(gong)作物質(zhi)時(shi),受激(ji)(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)射(she)(she)和受激(ji)(ji)(ji)(ji)吸收兩過程同時(shi)存在,受激(ji)(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)射(she)(she)使(shi)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)增加,受激(ji)(ji)(ji)(ji)吸收卻(que)使(shi)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)減小。物質(zhi)處(chu)于(yu)熱(re)平(ping)衡態時(shi),粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)在各能級(ji)上的(de)(de)(de)分(fen)(fen)布(bu),遵循平(ping)衡態下粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)統(tong)計(ji)分(fen)(fen)布(bu)律。按(an)統(tong)計(ji)分(fen)(fen)布(bu)規律,處(chu)在較低能級(ji)E1的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)必(bi)大于(yu)處(chu)在較高能級(ji)E2的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)。這(zhe)樣光(guang)穿過工(gong)作物質(zhi)時(shi),光(guang)的(de)(de)(de)能量只會(hui)減弱不會(hui)加強。要(yao)想使(shi)受激(ji)(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)射(she)(she)占優(you)勢,必(bi)須使(shi)處(chu)在高能級(ji)E2的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)大于(yu)處(chu)在低能級(ji)E1的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)。這(zhe)種分(fen)(fen)布(bu)正好與平(ping)衡態時(shi)的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)分(fen)(fen)布(bu)相(xiang)反(fan),稱為(wei)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)反(fan)轉(zhuan)分(fen)(fen)布(bu),簡稱粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)反(fan)轉(zhuan)。如何從技術上實現(xian)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)反(fan)轉(zhuan)是產(chan)生(sheng)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)的(de)(de)(de)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian)。
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)一理論是說在組(zu)成(cheng)物質的(de)原(yuan)子(zi)中,有(you)不(bu)同數量的(de)粒(li)子(zi)(電子(zi))分布在不(bu)同的(de)能(neng)(neng)級上,在高(gao)能(neng)(neng)級上的(de)粒(li)子(zi)受到(dao)(dao)某(mou)種(zhong)光(guang)(guang)(guang)子(zi)的(de)激(ji)發,會從高(gao)能(neng)(neng)級跳到(dao)(dao)(躍遷(qian))到(dao)(dao)低能(neng)(neng)級上,這(zhe)時將會輻射(she)出(chu)與激(ji)發它的(de)光(guang)(guang)(guang)相同性質的(de)光(guang)(guang)(guang),而且在某(mou)種(zhong)狀(zhuang)態下(xia),能(neng)(neng)出(chu)現一個弱光(guang)(guang)(guang)激(ji)發出(chu)一個強光(guang)(guang)(guang)的(de)現象。這(zhe)就叫做“受激(ji)輻射(she)的(de)光(guang)(guang)(guang)放(fang)大(da)”,簡(jian)稱(cheng)激(ji)光(guang)(guang)(guang)。
1951年,美(mei)國物理學家查(cha)爾斯(si)·哈德(de)·湯斯(si)設想如果(guo)用分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),而不用電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)線路(lu),就可(ke)(ke)以(yi)得到波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)足夠小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無線電波(bo)(bo)(bo)。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)具有各種不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)振動(dong)形式,有些分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)振動(dong)正(zheng)好和微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)波(bo)(bo)(bo)段范(fan)圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射相(xiang)同(tong)(tong)。問題是如何(he)將這(zhe)(zhe)些振動(dong)轉變(bian)為(wei)(wei)輻(fu)射。就氨(an)(an)(an)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來說,在適當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下(xia),它每秒振動(dong)24,000,000,000次(24GHz),因此有可(ke)(ke)能(neng)(neng)發(fa)射波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)為(wei)(wei)1.25厘米的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)。他設想通過熱或電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法,把能(neng)(neng)量(liang)泵(beng)入氨(an)(an)(an)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)中,使(shi)它們處(chu)于“激發(fa)“狀態(tai)。然后,再設想使(shi)這(zhe)(zhe)些受(shou)激的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)處(chu)于具有和氨(an)(an)(an)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固有頻率(lv)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)(shu)(shu)中---這(zhe)(zhe)個(ge)微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)可(ke)(ke)以(yi)是很(hen)微(wei)(wei)(wei)(wei)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。一個(ge)單獨(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)(an)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)就會(hui)受(shou)到這(zhe)(zhe)一微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用,以(yi)同(tong)(tong)樣波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)束(shu)(shu)(shu)(shu)波(bo)(bo)(bo)形式放出它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang),這(zhe)(zhe)一能(neng)(neng)量(liang)又繼而作用于另(ling)一個(ge)氨(an)(an)(an)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),使(shi)它也放出能(neng)(neng)量(liang)。這(zhe)(zhe)個(ge)很(hen)微(wei)(wei)(wei)(wei)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)入射微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)(shu)(shu)相(xiang)當(dang)于起立腳點對一場雪崩的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)促(cu)發(fa)作用,最(zui)后就會(hui)產生一個(ge)很(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)(shu)(shu)。最(zui)初用來激發(fa)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)就全部轉變(bian)為(wei)(wei)一種特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射。
1953年12月,湯斯和他的(de)(de)(de)學生阿瑟·肖(xiao)洛終于制成了(le)(le)按上述原理工(gong)作的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)一個裝置,產(chan)生了(le)(le)所需要的(de)(de)(de)微波束。這(zhe)個過程被稱為“受激輻射的(de)(de)(de)微波放大”。按其英文的(de)(de)(de)首字母縮寫為M.A.S.E.R,并由之(zhi)造出了(le)(le)單詞“maser”(脈澤)(這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)單詞稱為首字母縮寫詞,在技術語中(zhong)越(yue)來越(yue)普遍(bian)使(shi)用)。
1958年,美(mei)國(guo)科(ke)學(xue)家肖洛(luo)(Schawlow)和湯斯(Townes)發(fa)(fa)(fa)現(xian)了(le)一種神奇的現(xian)象:當他(ta)們(men)(men)將氖光燈(deng)泡所發(fa)(fa)(fa)射(she)的光照在(zai)一種稀土晶體上(shang)時,晶體的分(fen)子(zi)會發(fa)(fa)(fa)出鮮(xian)艷的、始終會聚(ju)在(zai)一起的強光。根據這(zhe)一現(xian)象,他(ta)們(men)(men)提(ti)出了(le)"激光原(yuan)理",即物(wu)質在(zai)受(shou)到與(yu)其分(fen)子(zi)固有振蕩頻率相同的能量激發(fa)(fa)(fa)時,都會產生(sheng)這(zhe)種不發(fa)(fa)(fa)散的強光--激光。他(ta)們(men)(men)為此發(fa)(fa)(fa)表了(le)重(zhong)要(yao)論文,并獲得1964年的諾貝(bei)爾物(wu)理學(xue)獎。
1960年5月15日,美國(guo)加利(li)福尼亞(ya)州休斯實驗室的(de)(de)科學(xue)家梅曼(man)宣布獲(huo)得了(le)波長為0.6943微米(mi)的(de)(de)激光,這(zhe)是人類有史(shi)以來(lai)獲(huo)得的(de)(de)第一束激光,梅曼(man)因而也成(cheng)為世(shi)界(jie)上第一個將激光引入實用(yong)領域(yu)的(de)(de)科學(xue)家。
1960年7月7日,西奧多·梅曼宣(xuan)布(bu)世界上第(di)一(yi)臺激(ji)(ji)(ji)光器誕生,梅曼的方案是,利用(yong)一(yi)個高強閃(shan)光燈(deng)管,來激(ji)(ji)(ji)發紅(hong)寶石。由于(yu)紅(hong)寶石其(qi)實在物理上只是一(yi)種摻(chan)有(you)鉻原子(zi)的剛(gang)玉,所(suo)以當紅(hong)寶石受到刺激(ji)(ji)(ji)時,就會(hui)發出(chu)一(yi)種紅(hong)光。在一(yi)塊表(biao)(biao)面(mian)鍍上反光鏡的紅(hong)寶石的表(biao)(biao)面(mian)鉆一(yi)個孔(kong),使紅(hong)光可(ke)以從這個孔(kong)溢出(chu),從而(er)產生一(yi)條相當集中的纖細(xi)紅(hong)色光柱,當它射向(xiang)某(mou)一(yi)點時,可(ke)使其(qi)達到比太陽(yang)表(biao)(biao)面(mian)還高的溫度。
前(qian)蘇聯(lian)科(ke)學家尼古(gu)拉·巴索(suo)夫于(yu)1960年發明了半導體(ti)激(ji)光(guang)器。半導體(ti)激(ji)光(guang)器的結構通常(chang)由p層(ceng)(ceng)、n層(ceng)(ceng)和(he)形(xing)成雙異(yi)質結的有源層(ceng)(ceng)構成。其(qi)特點是:尺(chi)寸(cun)小(xiao)、耦合效率高、響應速度快、波(bo)長和(he)尺(chi)寸(cun)與(yu)光(guang)纖尺(chi)寸(cun)適配、可直(zhi)接調制、相干性好。
1964年10月(yue),中(zhong)國科學院長春光(guang)(guang)(guang)機(ji)所主辦的《光(guang)(guang)(guang)受(shou)激(ji)(ji)發(fa)射(she)情報(bao)(bao)》(其前身為(wei)《光(guang)(guang)(guang)量(liang)子放大專(zhuan)刊》)雜(za)志編輯部(bu)致信錢(qian)學森,請他為(wei)LASER取一個中(zhong)文名(ming)字,錢(qian)學森建(jian)(jian)議中(zhong)文名(ming)為(wei)“激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)”。同(tong)年12月(yue),上海召開(kai)第三(san)屆光(guang)(guang)(guang)量(liang)子放大器學術會議,由嚴濟慈主持,討論(lun)后正式采納錢(qian)學森的建(jian)(jian)議,將“通(tong)過輻(fu)射(she)受(shou)激(ji)(ji)發(fa)射(she)的光(guang)(guang)(guang)放大”的英文縮寫(xie)LASER正式翻(fan)譯(yi)為(wei)“激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)”。隨后,《光(guang)(guang)(guang)受(shou)激(ji)(ji)發(fa)射(she)情報(bao)(bao)》雜(za)志也改名(ming)為(wei)《激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)情報(bao)(bao)》。
1917年:愛因斯坦(tan)提出“受(shou)激發射”理論(lun),一(yi)個(ge)光子使得受(shou)激原子發出一(yi)個(ge)相同的光子。
1953年:美國物理學家Charles Townes用微波(bo)實(shi)現了激光器(qi)的前身:微波(bo)受激發(fa)射(she)放大(da)(英文首字母(mu)縮寫(xie)maser)。
1957年:Townes的博士生Gordon Gould創造了“laser”這個單詞,從理論上(shang)指(zhi)出可以用光激發原子,產生一束相干光束,之后人們為(wei)其申請了專利,相關法律糾紛維持了近30年。
1960年:美國加州(zhou)Hughes實驗(yan)室(shi)的Theodore Maiman實現(xian)了第一束激光。
1961年:激光(guang)首次在外科手(shou)術(shu)中用于殺滅視網膜腫瘤(liu)。
1962年:發明半導體二極管激光器(qi),這是今(jin)天(tian)小型(xing)商用激光器(qi)的(de)支柱。
1969年:激光用于遙感勘測,激光被射(she)向阿波羅11號放(fang)在月球(qiu)表面的反射(she)器,測得(de)的地月距離(li)誤差在幾米范圍內。
1971年:激(ji)光(guang)進(jin)入藝(yi)術世界,用于舞臺光(guang)影效果,以及激(ji)光(guang)全(quan)息攝像。英國籍匈牙利裔(yi)物理(li)學(xue)家Dennis Gabor憑(ping)借對(dui)全(quan)息攝像的研究獲得諾貝爾獎。
1974年:第一個超市條形碼掃(sao)描器出現。
1975年:IBM投放(fang)第(di)一臺商用(yong)激光打印機。
1978年(nian):飛(fei)利浦制造出第一臺激光盤(LD)播(bo)放機,不過價格很高。
1982年(nian):第一臺緊(jin)湊碟(die)片(CD)播(bo)放機(ji)出現,第一部CD盤是美(mei)國歌手Billy Joel在1978年(nian)的專輯52nd Street。
1983年:里根總統發表(biao)了“星球大戰”的(de)演講(jiang),描繪(hui)了基(ji)于太(tai)空的(de)激光武(wu)器。
1988年:北美和(he)歐洲間(jian)架設了第一根光纖,用光脈沖來傳(chuan)輸數據。
1990年:激光用于制造業,包括集成電路(lu)和汽(qi)車制造。
1991年:第(di)一(yi)次用激(ji)光治療近視,海灣戰(zhan)爭中第(di)一(yi)次用激(ji)光制導導彈。
1996年:東芝推出數字多用途(tu)光(guang)盤(pan)(DVD)播放器。
2008年:法國神經外(wai)科學家使(shi)用(yong)廣導纖維(wei)激(ji)光和(he)微創手(shou)術技(ji)術治療了腦瘤。
2010年:美國國家核安全管理局(NNSA)表示,通過使用192束(shu)激光(guang)來(lai)束(shu)縛(fu)核聚變的(de)反應原料、氫的(de)同位素氘(dao)(質量數2)和氚(chuan)(質量數3),解決了核聚變的(de)一個關(guan)鍵困難。
2011年(nian)3月,研究(jiu)人員研制的一種(zhong)牽引波激光器能(neng)(neng)夠移(yi)動物體,未來(lai)有望能(neng)(neng)移(yi)動太空飛船。
2013年1月(yue),科學家已經成功研制出可(ke)用于(yu)醫學檢(jian)測的牽引光束。
2014年(nian)6月5日(ri)美(mei)國航天(tian)局利(li)用激光束把一段時長37秒(miao)(miao)、名為“你好,世界(jie)!”的高清視頻,只用了3.5秒(miao)(miao)就(jiu)成功傳(chuan)回,相(xiang)當于傳(chuan)輸(shu)速率(lv)達(da)到每秒(miao)(miao)50兆,而傳(chuan)統技術下載需(xu)要至少10分鐘。
定向發光
普(pu)通光(guang)(guang)源(yuan)是(shi)向(xiang)四面八(ba)方(fang)(fang)發光(guang)(guang)。要(yao)讓發射的(de)(de)光(guang)(guang)朝一(yi)(yi)個方(fang)(fang)向(xiang)傳播,需要(yao)給光(guang)(guang)源(yuan)裝(zhuang)上(shang)一(yi)(yi)定的(de)(de)聚(ju)光(guang)(guang)裝(zhuang)置,如汽車的(de)(de)車前(qian)燈(deng)和探照燈(deng)都是(shi)安裝(zhuang)有(you)聚(ju)光(guang)(guang)作(zuo)(zuo)用的(de)(de)反光(guang)(guang)鏡,使輻射光(guang)(guang)匯集起來向(xiang)一(yi)(yi)個方(fang)(fang)向(xiang)射出。激光(guang)(guang)器發射的(de)(de)激光(guang)(guang),天(tian)生就是(shi)朝一(yi)(yi)個方(fang)(fang)向(xiang)射出,光(guang)(guang)束的(de)(de)發散度(du)極小,大約(yue)只有(you)0.001弧度(du),接近平行。1962年,人(ren)類(lei)第一(yi)(yi)次使用激光(guang)(guang)照射月(yue)球,地球離月(yue)球的(de)(de)距離約(yue)38萬公(gong)里,但激光(guang)(guang)在月(yue)球表面的(de)(de)光(guang)(guang)斑(ban)(ban)不到兩公(gong)里。若以聚(ju)光(guang)(guang)效(xiao)果很好(hao),看似平行的(de)(de)探照燈(deng)光(guang)(guang)柱射向(xiang)月(yue)球,按照其光(guang)(guang)斑(ban)(ban)直(zhi)徑將覆蓋整個月(yue)球。天(tian)文(wen)學家(jia)相信,外星人(ren)或(huo)許正使用閃爍的(de)(de)激光(guang)(guang)作(zuo)(zuo)為(wei)一(yi)(yi)種宇宙燈(deng)塔來嘗試與地球進行聯系。
亮度極高
在激(ji)光(guang)(guang)(guang)發(fa)(fa)明(ming)前,人(ren)工光(guang)(guang)(guang)源(yuan)中高(gao)(gao)(gao)壓脈(mo)沖氙燈(deng)的(de)(de)(de)亮度(du)最高(gao)(gao)(gao),與太陽(yang)的(de)(de)(de)亮度(du)不相上下(xia),而紅(hong)寶(bao)石激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)亮度(du),能(neng)超(chao)過氙燈(deng)的(de)(de)(de)幾百(bai)億(yi)倍(bei)。因為激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)亮度(du)極(ji)高(gao)(gao)(gao),所(suo)以能(neng)夠照(zhao)亮遠距離的(de)(de)(de)物體。紅(hong)寶(bao)石激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)發(fa)(fa)射(she)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)束(shu)在月球上產(chan)生的(de)(de)(de)照(zhao)度(du)約為0.02勒(le)(le)克斯(si)(光(guang)(guang)(guang)照(zhao)度(du)的(de)(de)(de)單位(wei)),顏色鮮紅(hong),激(ji)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)肉眼可(ke)見。若用功率最強(qiang)的(de)(de)(de)探照(zhao)燈(deng)照(zhao)射(she)月球,產(chan)生的(de)(de)(de)照(zhao)度(du)只(zhi)有(you)約一萬億(yi)分之一勒(le)(le)克斯(si),人(ren)眼根(gen)本無法察覺。激(ji)光(guang)(guang)(guang)亮度(du)極(ji)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)主要原因是定向(xiang)發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)。大(da)量光(guang)(guang)(guang)子集(ji)中在一個(ge)極(ji)小的(de)(de)(de)空間范(fan)圍內(nei)射(she)出,能(neng)量密度(du)自然極(ji)高(gao)(gao)(gao)。
激光的亮度(du)與陽光之間的比值(zhi)是百萬(wan)級的,而且它是人(ren)類(lei)創(chuang)造的。
激光的顏色
激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)顏色(se)取決于激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)波長,而波長取決于發(fa)出(chu)(chu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)活性(xing)物(wu)質,即(ji)被刺激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)后能(neng)(neng)產(chan)生(sheng)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)那種材料。刺激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)紅(hong)寶(bao)石就能(neng)(neng)產(chan)生(sheng)深玫瑰(gui)色(se)的(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束,它應用于醫學領域,比如(ru)用于皮膚病的(de)治療和外(wai)科手術(shu)。公認(ren)最貴重的(de)氣(qi)體(ti)之一(yi)的(de)氬(ya)氣(qi)能(neng)(neng)夠(gou)產(chan)生(sheng)藍綠色(se)的(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束,它有諸多用途(tu),如(ru)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)印刷術(shu),在顯微眼(yan)科手術(shu)中也是不可(ke)缺少的(de)。半導體(ti)產(chan)生(sheng)的(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)能(neng)(neng)發(fa)出(chu)(chu)紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),因此(ci)我們(men)的(de)眼(yan)睛看不見(jian),但它的(de)能(neng)(neng)量(liang)恰好能(neng)(neng)"解(jie)讀"激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)唱片,并能(neng)(neng)用于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)通(tong)訊。但有的(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器可(ke)調節輸出(chu)(chu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)波長。
激光分離技術
激光(guang)分離(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)主(zhu)要指激光(guang)切(qie)(qie)割(ge)技(ji)(ji)術(shu)(shu)和激光(guang)打(da)孔(kong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。激光(guang)分離(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)是(shi)將能量聚焦到微小(xiao)的(de)(de)空間(jian),可獲得105~1015W/cm2極高(gao)的(de)(de)輻照功(gong)率密(mi)度,利用這一(yi)高(gao)密(mi)度的(de)(de)能量進行(xing)非接(jie)觸、高(gao)速度、高(gao)精度的(de)(de)加(jia)工方(fang)(fang)法(fa)。在(zai)如此高(gao)的(de)(de)光(guang)功(gong)率密(mi)度照射(she)下,幾乎可以對任何材料(liao)實現激光(guang)切(qie)(qie)割(ge)和打(da)孔(kong)。激光(guang)切(qie)(qie)割(ge)技(ji)(ji)術(shu)(shu)是(shi)一(yi)種擺脫(tuo)傳統的(de)(de)機械切(qie)(qie)割(ge)、熱處理切(qie)(qie)割(ge)之類(lei)的(de)(de)全新切(qie)(qie)割(ge)法(fa),具有(you)更(geng)高(gao)的(de)(de)切(qie)(qie)割(ge)精度、更(geng)低的(de)(de)粗糙度、更(geng)靈活(huo)的(de)(de)切(qie)(qie)割(ge)方(fang)(fang)法(fa)和更(geng)高(gao)的(de)(de)生產效率等(deng)特點(dian)。激光(guang)打(da)孔(kong)方(fang)(fang)法(fa)作為在(zai)固體(ti)材料(liao)上加(jia)工孔(kong)方(fang)(fang)法(fa)之一(yi),已成為一(yi)項(xiang)擁有(you)特定應用的(de)(de)加(jia)工技(ji)(ji)術(shu)(shu),主(zhu)要運(yun)用在(zai)航空、航天與(yu)微電子行(xing)業中。
顏色極純
光(guang)(guang)的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)由光(guang)(guang)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)長(chang)(或頻率)決定(ding)。一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)長(chang)對應(ying)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)。太(tai)陽輻射出(chu)的(de)(de)(de)可見(jian)光(guang)(guang)段的(de)(de)(de)波(bo)(bo)長(chang)分布(bu)范(fan)圍(wei)約在0.76微(wei)米(mi)至0.4微(wei)米(mi)之(zhi)間(jian),對應(ying)的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)從(cong)紅(hong)色(se)(se)到紫色(se)(se)共7種(zhong)顏(yan)色(se)(se),所以太(tai)陽光(guang)(guang)談不上單(dan)色(se)(se)性。發射單(dan)種(zhong)顏(yan)色(se)(se)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)源稱為單(dan)色(se)(se)光(guang)(guang)源,它發射的(de)(de)(de)光(guang)(guang)波(bo)(bo)波(bo)(bo)長(chang)單(dan)一(yi)(yi)。比(bi)如氪(ke)燈(deng)、氦燈(deng)、氖燈(deng)、氫燈(deng)等都是單(dan)色(se)(se)光(guang)(guang)源,只發射某一(yi)(yi)種(zhong)顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)。單(dan)色(se)(se)光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)光(guang)(guang)波(bo)(bo)波(bo)(bo)長(chang)雖(sui)然單(dan)一(yi)(yi),但仍有(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)分布(bu)范(fan)圍(wei)。如氖燈(deng)只發射紅(hong)光(guang)(guang),單(dan)色(se)(se)性很好,被譽為單(dan)色(se)(se)性之(zhi)冠,波(bo)(bo)長(chang)分布(bu)的(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)仍有(you)0.00001納米(mi),因此氖燈(deng)發出(chu)的(de)(de)(de)紅(hong)光(guang)(guang),若仔細辨認仍包含有(you)幾十(shi)種(zhong)紅(hong)色(se)(se)。由此可見(jian),光(guang)(guang)輻射的(de)(de)(de)波(bo)(bo)長(chang)分布(bu)區(qu)間(jian)越(yue)窄(zhai),單(dan)色(se)(se)性越(yue)好。
激(ji)光(guang)(guang)器輸出(chu)的(de)(de)光(guang)(guang),波長分(fen)布范(fan)(fan)圍非常窄,因此顏色極純。以輸出(chu)紅光(guang)(guang)的(de)(de)氦氖激(ji)光(guang)(guang)器為(wei)例,其光(guang)(guang)的(de)(de)波長分(fen)布范(fan)(fan)圍可以窄到(dao)2×10^-9納米(mi)級別,是氪燈發射的(de)(de)紅光(guang)(guang)波長分(fen)布范(fan)(fan)圍的(de)(de)萬分(fen)之二(er)。由此可見,激(ji)光(guang)(guang)器的(de)(de)單(dan)色性遠遠超過任何(he)一(yi)種單(dan)色光(guang)(guang)源(yuan)。
能量極大
光子的(de)能量(liang)是用E=hv來計算的(de),其中h為(wei)普朗(lang)克常量(liang),v為(wei)頻率(lv)。由此可知,頻率(lv)越(yue)高,能量(liang)越(yue)高。激光頻率(lv)范圍3.846×10^(14)Hz到(dao)7.895×10^(14)Hz。
電磁(ci)波(bo)譜可(ke)大致分為:
(1)無線電(dian)波——波長從(cong)幾千米到(dao)0.3米左右(you),一般的(de)電(dian)視和無線電(dian)廣播(bo)的(de)波段就是用這種(zhong)波;
(2)微波——波長(chang)從0.3米到10^-3米,這(zhe)些波多(duo)用在(zai)雷達或(huo)其(qi)它(ta)通訊系(xi)統;
(3)紅外線——波(bo)長從10^-3米到7.8×10^-7米;
(4)可見(jian)光(guang)——這是人們所能感光(guang)的(de)極狹窄(zhai)的(de)一(yi)個波(bo)段。波(bo)長從(cong)780—380nm。光(guang)是原(yuan)子或分子內的(de)電子運動狀態改(gai)變時(shi)所發出的(de)電磁(ci)波(bo)。由于它是我們能夠直(zhi)接感受而(er)察(cha)覺的(de)電磁(ci)波(bo)極少的(de)那一(yi)部分;
(5)紫(zi)外線——波(bo)(bo)長從3×10^-7米(mi)到6×10^-10米(mi)。這(zhe)些(xie)波(bo)(bo)產生的(de)原因和光波(bo)(bo)類(lei)似(si),常常在放電時發(fa)出。由于(yu)它的(de)能量和一(yi)般(ban)化(hua)學(xue)反應所牽涉(she)的(de)能量大小相當(dang),因此紫(zi)外光的(de)化(hua)學(xue)效應最強;
(6)倫琴射(she)(she)(she)線(X射(she)(she)(she)線)——這部分電(dian)(dian)(dian)(dian)磁波(bo)譜,波(bo)長從2×10^-9米(mi)到6×10^-12米(mi)。倫琴射(she)(she)(she)線(X射(she)(she)(she)線)是電(dian)(dian)(dian)(dian)原(yuan)子(zi)的內層電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)由一個能(neng)態(tai)跳(tiao)至另一個能(neng)態(tai)時或電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)在原(yuan)子(zi)核電(dian)(dian)(dian)(dian)場內減(jian)速時所發出的;
(7)伽馬射(she)線——是(shi)波長(chang)從10^-10~10^-14米的(de)電(dian)磁(ci)波。這(zhe)種(zhong)不可(ke)見(jian)的(de)電(dian)磁(ci)波是(shi)從原子(zi)核內發出來的(de),放(fang)射(she)性物(wu)質或原子(zi)核反應中常有(you)這(zhe)種(zhong)輻射(she)伴隨著發出。γ射(she)線的(de)穿(chuan)透力很強(qiang),對生物(wu)的(de)破壞力很大。由此看來,激(ji)光(guang)能(neng)量并(bing)不算很大,但是(shi)它(ta)的(de)能(neng)量密度很大(因為它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)范圍很小,一(yi)般只有(you)一(yi)個點(dian)),短時間里聚集起(qi)大量的(de)能(neng)量,用(yong)做武器也就可(ke)以(yi)理解了(le)。
其他特性
激(ji)光(guang)(guang)有很多(duo)特性(xing):首(shou)先,激(ji)光(guang)(guang)是(shi)(shi)(shi)單色的(de)(de)(de)(de),或(huo)者說是(shi)(shi)(shi)單頻的(de)(de)(de)(de)。有一(yi)些(xie)激(ji)光(guang)(guang)器可以同(tong)時產生不同(tong)頻率的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang),但是(shi)(shi)(shi)這些(xie)激(ji)光(guang)(guang)是(shi)(shi)(shi)互相(xiang)隔離(li)的(de)(de)(de)(de),使用時也(ye)是(shi)(shi)(shi)分開(kai)的(de)(de)(de)(de)。其次(ci),激(ji)光(guang)(guang)是(shi)(shi)(shi)相(xiang)干光(guang)(guang)。相(xiang)干光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)特征是(shi)(shi)(shi)其所(suo)有的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)波(bo)都是(shi)(shi)(shi)同(tong)步的(de)(de)(de)(de),整束光(guang)(guang)就好像(xiang)一(yi)個“波(bo)列”。再次(ci),激(ji)光(guang)(guang)是(shi)(shi)(shi)高度集中(zhong)的(de)(de)(de)(de),也(ye)就是(shi)(shi)(shi)說它要走很長(chang)的(de)(de)(de)(de)一(yi)段(duan)距離(li)才會(hui)出現分散或(huo)者收(shou)斂的(de)(de)(de)(de)現象。
激光對組織的生物效應
1、熱效應
2、光化學效應
3、壓強作用、電磁場(chang)效(xiao)應(ying)和生物(wu)刺(ci)激(ji)效(xiao)應(ying)。
壓強作用(yong)和電磁(ci)場效應(ying)主要由中等功率以(yi)上的激(ji)(ji)光(guang)(guang)所產生(sheng)(sheng),光(guang)(guang)化(hua)學效應(ying)在低功率激(ji)(ji)光(guang)(guang)照(zhao)射(she)時(shi)(shi)特(te)別重要,熱效應(ying)存在于所有的激(ji)(ji)光(guang)(guang)照(zhao)射(she),而生(sheng)(sheng)物(wu)刺(ci)激(ji)(ji)作用(yong)只發生(sheng)(sheng)在弱激(ji)(ji)光(guang)(guang)照(zhao)射(she)時(shi)(shi)。
激光(guang)波(bo)長(chang)與(yu)眼(yan)睛傷(shang)害(hai):在(zai)(zai)激光(guang)的(de)傷(shang)害(hai)中,以(yi)機體中眼(yan)睛的(de)傷(shang)害(hai)最為嚴重。波(bo)長(chang)在(zai)(zai)可(ke)見(jian)光(guang)和(he)近紅外光(guang)的(de)激光(guang),眼(yan)屈光(guang)介(jie)質(zhi)的(de)吸收(shou)率(lv)較(jiao)低,透(tou)射率(lv)高(gao)(gao),而屈光(guang)介(jie)質(zhi)的(de)聚(ju)(ju)焦能力(li)(即聚(ju)(ju)光(guang)力(li))強。強度(du)高(gao)(gao)的(de)可(ke)見(jian)或近紅外光(guang)進入眼(yan)睛時可(ke)以(yi)透(tou)過人(ren)眼(yan)屈光(guang)介(jie)質(zhi),聚(ju)(ju)積(ji)光(guang)于(yu)(yu)視網膜(mo)上(shang)。此時視網膜(mo)上(shang)的(de)激光(guang)能量密度(du)及功(gong)率(lv)密度(du)提高(gao)(gao)到幾(ji)千甚至幾(ji)萬倍,大量的(de)光(guang)能在(zai)(zai)瞬間(jian)聚(ju)(ju)中于(yu)(yu)視網膜(mo)上(shang),致(zhi)視網膜(mo)的(de)感(gan)光(guang)細胞層溫度(du)迅速升高(gao)(gao),以(yi)至使感(gan)光(guang)細胞凝固(gu)變(bian)性(xing)壞死而失去感(gan)光(guang)的(de)作用。激光(guang)聚(ju)(ju)于(yu)(yu)感(gan)光(guang)細胞時產生過熱(re)而引起的(de)蛋(dan)白質(zhi)凝固(gu)變(bian)性(xing)是(shi)不可(ke)逆的(de)損(sun)傷(shang)。一旦損(sun)傷(shang)以(yi)后就會造成眼(yan)睛的(de)永(yong)久(jiu)失明。
激(ji)(ji)光(guang)的波長不同(tong)對(dui)眼球作(zuo)用的程度不同(tong),其后(hou)果(guo)也不同(tong)。遠紅外(wai)激(ji)(ji)光(guang)對(dui)眼睛(jing)的損(sun)(sun)害主要(yao)以角膜(mo)(mo)為(wei)主,這(zhe)是因為(wei)這(zhe)類波長的激(ji)(ji)光(guang)幾乎全(quan)部被(bei)角膜(mo)(mo)吸(xi)收,所以角膜(mo)(mo)損(sun)(sun)傷最重,主要(yao)引起角膜(mo)(mo)炎和結膜(mo)(mo)炎,患者感(gan)到眼睛(jing)痛(tong),異物樣刺(ci)激(ji)(ji)、怕光(guang)、流眼淚、眼球充(chong)血(xue),視力下(xia)降等。發(fa)生遠紅外(wai)光(guang)損(sun)(sun)傷時應遮住保護(hu)傷眼,防止(zhi)感(gan)染發(fa)生,對(dui)癥處理(li)。
紫外(wai)激光對(dui)眼(yan)的(de)損傷主(zhu)要(yao)是角(jiao)膜和(he)晶狀(zhuang)體,此波段的(de)紫外(wai)激光幾乎全部被眼(yan)的(de)晶狀(zhuang)體吸(xi)收(shou),而(er)中遠以(yi)角(jiao)膜吸(xi)收(shou)為主(zhu),因而(er)可致晶狀(zhuang)體及角(jiao)膜混(hun)濁。
激光器(qi)通常都會標示有(you)著安全等級編號的激光警示標簽:
第(di)1級(Class I/1):通常(chang)是因為光束被完全(quan)的(de)封閉在內(nei),例如(ru)在CD或DVD播放器內(nei)。
第(di)2級(Class II/2):在正(zheng)常(chang)使(shi)用狀(zhuang)況下是安(an)全(quan)的,這類設備通(tong)常(chang)功率低于1mW,例如激光(guang)指(zhi)示器。
第3a/R級(Class IIIa/3R):功率(lv)通常會達到5mW,注視(shi)這種光束(shu)幾秒鐘會對視(shi)網膜造成立(li)即(ji)的傷害。
第3b/B級(Class IIIb/3B):在(zai)暴露下會對眼睛造成立即的損傷。
第4級(Class IV/4):激光(guang)會(hui)燒灼皮膚,即使散射的激光(guang)光(guang)(200W以(yi)上(shang))也會(hui)對眼睛和皮膚造成傷害。利用(yong)激光(guang)的熱(re)能,可以(yi)制(zhi)造新型(xing)的烹飪工具(ju)。
以上情況是(shi)指在激(ji)光(guang)直射眼(yan)睛的(de)情況下所發生的(de)。如果間接觀察激(ji)光(guang),任何200W以下的(de)激(ji)光(guang)的(de)丁達爾效應(ying)都不會對(dui)眼(yan)睛造成影(ying)響。
激光(guang)功率(lv)已(yi)不足以描述切割能力的大小(xiao),亮(liang)度(Brightness)才是。亮(liang)度的定義是“單位(wei)面積單位(wei)立體角的激光(guang)功率(lv)”。
對(dui)比(bi)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)器、碟(die)片激(ji)(ji)(ji)光(guang)器和光(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)器,可以得出這樣的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)論:直到5千瓦,以光(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)最大(da),切割金屬(shu)板最快最厚的(de)(de)(de)(de)(de)當屬(shu)光(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)。但(dan)實(shi)際上切割厚板尚不如CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang),盡管(guan)碳鋼對(dui)近紅(hong)外的(de)(de)(de)(de)(de)1.07摻(chan)鐿光(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收率數倍于中紅(hong)外10.6的(de)(de)(de)(de)(de)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang),但(dan)10倍于光(guang)纖(xian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)之切縫比(bi)光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)寬得多(一(yi)般2mm),氧氣易于吹入(ru)。這就是(shi)CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)46年來一(yi)直獨占固體激(ji)(ji)(ji)光(guang)之鰲(ao)頭的(de)(de)(de)(de)(de)緣由。第一(yi),國產(chan)(chan)激(ji)(ji)(ji)光(guang)切割機的(de)(de)(de)(de)(de)量產(chan)(chan)與自(zi)主開發力(li)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)大(da),外國一(yi)線公司在華本土化的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan),縮小了(le)二者的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品差距(ju)與價(jia)格差距(ju)。用戶對(dui)國產(chan)(chan)機的(de)(de)(de)(de)(de)認同(tong)度(du)不斷提高,其(qi)在2010年國內市場的(de)(de)(de)(de)(de)占比(bi)高達80%。
第二,2010年(nian)我國千瓦(wa)以上大功率(lv)CO2激光(guang)切割機(ji)銷量達1000臺(tai),占全球(qiu)市場的(de)(de)20%-25%。上海團(tuan)結(jie)普瑞瑪、大族激光(guang)、武漢法利萊、奔騰楚(chu)天等一(yi)線廠(chang)商都(dou)有大幅(fu)的(de)(de)增長。最多一(yi)家竟占了國內市場的(de)(de)30%。
市場興(xing)旺(wang)得力(li)于擴大內需(xu),但(dan)主要(yao)是這種加工手段的魅力(li),特別在鐵(tie)路鋼鐵(tie)、工程機械、汽車造船、航空(kong)航天和軍工等高端(duan)市場的旺(wang)盛需(xu)求(qiu)。
2014年(nian)市(shi)場難料,但可(ke)深信一點,2013年(nian)大(da)起,2014年(nian)絕不會大(da)落,作為制造(zao)大(da)國的中國,保(bao)有量不會低于10000臺。須知2000年(nian)前的10年(nian)我國的總(zong)量才280臺。
第三,我國大(da)(da)功(gong)率激(ji)光切(qie)割(ge)裝備的(de)(de)產(chan)(chan)業鏈遠未形成(cheng),尚無(wu)(wu)自主知識(shi)產(chan)(chan)權的(de)(de)新型大(da)(da)功(gong)率激(ji)光器,無(wu)(wu)論激(ji)光器還是(shi)(shi)切(qie)割(ge)機的(de)(de)關(guan)鍵元部件都(dou)得依賴進口。價昂的(de)(de)電容(rong)切(qie)割(ge)頭及作為耗材的(de)(de)光學鏡片(pian)等的(de)(de)研發生產(chan)(chan),迄今都(dou)無(wu)(wu)人(ren)問津。成(cheng)不了國內配套,進軍海外市場(chang)不過(guo)是(shi)(shi)夢(meng)想。唯有待到國產(chan)(chan)整(zheng)機批量出口之(zhi)(zhi)日,才是(shi)(shi)我國這一產(chan)(chan)業的(de)(de)形成(cheng)之(zhi)(zhi)時。
第四,光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)是(shi)當前(qian)(qian)的(de)(de)(de)熱門(men)話題。ROFIN與(yu)TRUMPF分別收(shou)購NUFERN與(yu)SPI公(gong)司(si)發(fa)展(zhan)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)已三年(nian),今春(chun)上(shang)(shang)海慕尼黑激(ji)光(guang)(guang)(guang)展(zhan)上(shang)(shang),ROFIN展(zhan)出了(le)(le)2KW光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器,但(dan)全球高功率光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器市場依(yi)然是(shi)IPG一(yi)統天下。繼上(shang)(shang)年(nian)SALVAGNINI與(yu)LASER PHOTONICS等(deng)(deng)公(gong)司(si)展(zhan)出用(yong)其的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器之切割機(ji)后,2010年(nian)11月(yue)在亞特蘭大的(de)(de)(de)FABTECH與(yu)漢(han)諾威的(de)(de)(de)EUROBLECH展(zhan)會上(shang)(shang)又(you)推出愈來愈多的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)切割機(ji)。欣喜的(de)(de)(de)是(shi)一(yi)批海歸博士(shi)矢志回國創業(ye),創建(jian)了(le)(le)武漢(han)銳科光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)、西安炬光(guang)(guang)(guang)等(deng)(deng)公(gong)司(si),研發(fa)生產高功率光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器與(yu)二極管激(ji)光(guang)(guang)(guang)泵源,相信有(you)自主知(zhi)識產權的(de)(de)(de)4KW連(lian)續波光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器不久將會呈(cheng)現在國人面前(qian)(qian)。
發展前景
激(ji)光(guang)的(de)空間控(kong)制性(xing)和(he)(he)時(shi)(shi)間控(kong)制性(xing)很好,對加(jia)工(gong)對象(xiang)的(de)材質、形狀、尺寸和(he)(he)加(jia)工(gong)環境(jing)的(de)自由度(du)都很大,特別適用(yong)于自動(dong)化加(jia)工(gong),激(ji)光(guang)加(jia)工(gong)系統與計(ji)算機數控(kong)技術相結合(he)可構成高(gao)效(xiao)自動(dong)化加(jia)工(gong)設備,已成為企業實行適時(shi)(shi)生產(chan)(chan)的(de)關鍵(jian)技術,為優(you)質、高(gao)效(xiao)和(he)(he)低成本的(de)加(jia)工(gong)生產(chan)(chan)開(kai)辟了廣闊(kuo)的(de)前景。透過將激(ji)光(guang)束集中在(zai)(zai)單分子(zi)上,ETH Zurich的(de)科學家(jia)只用(yong)單個分子(zi)就(jiu)產(chan)(chan)生激(ji)光(guang)運作的(de)基(ji)本條件──受激(ji)發射(she)(stimulated emission)。由于在(zai)(zai)低溫下(xia),分子(zi)會增加(jia)它們的(de)外表(biao)面(mian)積(apparent surface area)來跟光(guang)線(xian)互(hu)動(dong),因此研究(jiu)人員將分子(zi)冷卻(que)到(dao)攝氏(shi)零下(xia)272度(du),也就(jiu)是(shi)只比絕對零度(du)高(gao)1度(du)兩條光(guang)束瞄(miao)準單分子(zi)
在受(shou)控制的(de)(de)(de)模式下(xia),利(li)用一道激光(guang)(guang)(guang)束來(lai)讓(rang)單個分子(zi)進入量子(zi)態(controlled fashion),研究人員如(ru)此(ci)能(neng)(neng)明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)縮減或是放大第(di)(di)二道激光(guang)(guang)(guang)束。這種運(yun)作模式與傳統的(de)(de)(de)晶體管(guan)如(ru)出一轍;晶體管(guan)內(nei)的(de)(de)(de)電位(electrical potential)能(neng)(neng)用來(lai)調變第(di)(di)二個信號。不(bu)過ETH Zurich并未(wei)透露其(qi)單分子(zi)的(de)(de)(de)化學(xue)方程(cheng)式。由(you)于其(qi)性能(neng)(neng)與散熱效(xiao)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)優勢,光(guang)(guang)(guang)子(zi)運(yun)算(suan)技術是科學(xue)家們長(chang)期追求(qiu)的(de)(de)(de)目標;光(guang)(guang)(guang)子(zi)(photon)不(bu)僅(jin)發熱比電子(zi)少(shao),也能(neng)(neng)達到高出相當多的(de)(de)(de)數據傳輸速率。不(bu)過光(guang)(guang)(guang)通(tong)(tong)訊(xun)技術卻只能(neng)(neng)逐(zhu)步(bu)地從(cong)長(chang)距(ju)(ju)離通(tong)(tong)訊(xun),進展到短距(ju)(ju)離通(tong)(tong)訊(xun),再進入單系統中。
激光加工技術(shu)是利用激光束與
物質相互(hu)作用(yong)的(de)特性對(dui)材(cai)料(包(bao)括(kuo)金屬(shu)與非金屬(shu))進行切割、焊接、表面處(chu)理(li)、打孔、微加工(gong)以及(ji)做(zuo)為(wei)光源,識別物體等的(de)一門(men)(men)技術(shu),傳(chuan)統應用(yong)最大(da)的(de)領域為(wei)激(ji)光加工(gong)技術(shu)。激(ji)光技術(shu)是涉及(ji)到(dao)光、機、電、材(cai)料及(ji)檢測等多門(men)(men)學科(ke)的(de)一門(men)(men)綜合技術(shu),傳(chuan)統上看(kan),它的(de)研究(jiu)范圍一般(ban)可(ke)分為(wei):
1.激光(guang)加工(gong)系(xi)統。包括(kuo)激光(guang)器、導光(guang)系(xi)統、加工(gong)機(ji)床、控(kong)制系(xi)統及檢測系(xi)統。
2.激光加工(gong)工(gong)藝。包括切割、焊接、表面處理(li)、打孔、打標、劃線、微雕(diao)等各種加工(gong)工(gong)藝。
激光焊接:汽車(che)(che)車(che)(che)身厚薄板、汽車(che)(che)零件(jian)、鋰電(dian)池、心臟起搏(bo)器(qi)、密(mi)封(feng)繼電(dian)器(qi)等密(mi)封(feng)器(qi)件(jian)以及(ji)各種不允許焊接污染(ran)和(he)變形(xing)的器(qi)件(jian)。2013年使用的激光器(qi)有YAG激光器(qi),CO2激光器(qi)和(he)半導體泵浦激光器(qi)。
激(ji)光(guang)切割(ge):汽車行業、計(ji)算機(ji)、電氣(qi)機(ji)殼、木(mu)刀模(mo)業、各種金屬(shu)零件和(he)特殊材料的切割(ge)、圓形鋸片(pian)、壓克力(li)、彈簧墊片(pian)、2mm以(yi)下(xia)的電子機(ji)件用銅板、一些金屬(shu)網板、鋼管、鍍(du)錫鐵(tie)板、鍍(du)亞鉛鋼板、磷(lin)青銅、電木(mu)板、薄鋁合(he)金、石英玻璃、硅橡(xiang)膠、1mm以(yi)下(xia)氧化鋁陶瓷片(pian)、航天工業使(shi)(shi)用的鈦合(he)金等等。使(shi)(shi)用激(ji)光(guang)器有(you)YAG激(ji)光(guang)器和(he)CO2激(ji)光(guang)器。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)筆(bi):又稱為(wei)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)指示(shi)器(qi)、指星筆(bi)等(deng),是把可見激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)設計成(cheng)便攜(xie)、手易握、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)模組(二極管)加工(gong)成(cheng)的筆(bi)型發射(she)器(qi)。常見的激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)筆(bi)有紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(650-660nm, 635nm)、綠光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(515-520nm,532nm)、藍光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(445-450nm)和藍紫光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(405nm)等(deng),功(gong)率通常以(yi)毫瓦為(wei)單位。通常在會報、教學、導賞人員都(dou)(dou)會使用(yong)它來投映一個光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點或一條光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)指向物體(ti),但激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)會傷害到(dao)眼睛,任何情況下(xia)都(dou)(dou)不應該讓(rang)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)直射(she)眼睛。
激(ji)光(guang)治療:可以用于手術開刀,減輕痛苦,減少感染。
激(ji)光(guang)(guang)打標:在各種材料和幾乎所有行業均得(de)到(dao)廣泛應用,2013年使(shi)用的激(ji)光(guang)(guang)器(qi)有YAG激(ji)光(guang)(guang)器(qi)、CO2激(ji)光(guang)(guang)器(qi)和半(ban)導體泵(beng)浦激(ji)光(guang)(guang)器(qi)。
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)打(da)孔(kong):激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)打(da)孔(kong)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)(yong)在航空航天、汽車(che)制造(zao)、電(dian)子儀(yi)表(biao)、化工等(deng)行業(ye)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)打(da)孔(kong)的(de)迅速發(fa)展,主(zhu)要(yao)體(ti)現在打(da)孔(kong)用(yong)(yong)YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)平均輸出功率已(yi)由2008年(nian)的(de)400w提(ti)高到了800w至1000w。國內2013年(nian)比較成熟(shu)的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)打(da)孔(kong)的(de)應(ying)用(yong)(yong)是在人造(zao)金剛石(shi)和天然(ran)金剛石(shi)拉(la)絲(si)模的(de)生產(chan)及(ji)鐘表(biao)和儀(yi)表(biao)的(de)寶(bao)石(shi)軸承、飛機葉片、多(duo)層印(yin)刷線路板等(deng)行業(ye)的(de)生產(chan)中。2013年(nian)使用(yong)(yong)的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)多(duo)以YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)、CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)為(wei)主(zhu),也有一些準分激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)、同位素激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)和半導(dao)體(ti)泵浦激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)。
激光(guang)熱處理:在(zai)汽車工業(ye)中應用(yong)廣(guang)(guang)泛,如缸套、曲軸、活塞環、換向器(qi)、齒輪等(deng)零部件的(de)(de)熱處理,同時(shi)在(zai)航(hang)空航(hang)天、機(ji)床(chuang)行業(ye)和其它機(ji)械(xie)行業(ye)也應用(yong)廣(guang)(guang)泛。我國的(de)(de)激光(guang)熱處理應用(yong)遠比國外廣(guang)(guang)泛得多。2013年使用(yong)的(de)(de)激光(guang)器(qi)多以YAG激光(guang)器(qi),CO2激光(guang)器(qi)為主。
激(ji)(ji)光快速(su)成型(xing):將激(ji)(ji)光加工技術(shu)和(he)計(ji)算機(ji)數控技術(shu)及柔(rou)性制造(zao)技術(shu)相結合而(er)形成。多用于模具和(he)模型(xing)行業。2013年使用的激(ji)(ji)光器多以(yi)YAG激(ji)(ji)光器、CO2激(ji)(ji)光器為主(zhu)。
激(ji)光(guang)涂敷:在航空航天、模具(ju)及機電行(xing)業應用(yong)廣泛。2013年使(shi)用(yong)的激(ji)光(guang)器(qi)多(duo)以(yi)大功率(lv)YAG激(ji)光(guang)器(qi)、CO2激(ji)光(guang)器(qi)為(wei)主(zhu)。
激光(guang)成(cheng)像(xiang):利用激光(guang)束掃(sao)描物體,將反(fan)(fan)射光(guang)束反(fan)(fan)射回來,得到的(de)排(pai)布順序不同(tong)而(er)成(cheng)像(xiang)。用圖像(xiang)落差來反(fan)(fan)映所成(cheng)的(de)像(xiang)。激光(guang)成(cheng)像(xiang)具有超視距的(de)探測(ce)能(neng)力,可用于衛星激光(guang)掃(sao)描成(cheng)像(xiang),未來用于遙感測(ce)繪等科技領(ling)域(yu)。
醫學
激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)在醫(yi)學上的應用主要分三類:激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)生(sheng)(sheng)命科學研究、激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)診斷、激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)治(zhi)療(liao)(liao),其(qi)中激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)治(zhi)療(liao)(liao)又(you)分為(wei):激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)手(shou)術(shu)治(zhi)療(liao)(liao)、弱激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)生(sheng)(sheng)物刺(ci)激(ji)(ji)(ji)(ji)作用的非手(shou)術(shu)治(zhi)療(liao)(liao)和(he)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)的光(guang)動力治(zhi)療(liao)(liao)。
應用(yong)(yong)于(yu)牙科的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)系(xi)統依據激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)在牙科應用(yong)(yong)的(de)(de)不同(tong)作用(yong)(yong),分(fen)為幾種(zhong)不同(tong)的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)系(xi)統。區別(bie)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)重要特征(zheng)之一(yi)是:光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)波長,不同(tong)波長的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)對組(zu)(zu)織的(de)(de)作用(yong)(yong)不同(tong),在可見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)及近紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜范圍的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線,吸光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)性(xing)低,穿(chuan)(chuan)(chuan)透(tou)性(xing)強(qiang)(qiang),可以穿(chuan)(chuan)(chuan)透(tou)到(dao)牙體組(zu)(zu)織較深的(de)(de)部位,例如(ru)氬(ya)離子激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、二(er)(er)極管激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)或Nd:YAG激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(如(ru)圖1)。而Er:YAG激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)和(he)CO,激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線穿(chuan)(chuan)(chuan)透(tou)性(xing)差,僅(jin)能(neng)穿(chuan)(chuan)(chuan)透(tou)牙體組(zu)(zu)織約0.01毫米。區別(bie)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)重要特征(zheng)之二(er)(er)是:激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(即功率),如(ru)在診斷(duan)學中(zhong)應用(yong)(yong)的(de)(de)二(er)(er)極管激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),其強(qiang)(qiang)度(du)僅(jin)為幾個毫瓦特,它有時也可用(yong)(yong)在激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)顯示器(qi)上(shang)。
用于(yu)治療的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang),通常是(shi)幾個瓦(wa)特中等強(qiang)(qiang)度的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)對組織的(de)(de)作用,還取決(jue)于(yu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)脈沖(chong)(chong)的(de)(de)發(fa)射(she)方式(shi),以(yi)典型的(de)(de)連續脈沖(chong)(chong)發(fa)射(she)方式(shi)的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)有(you):氬離子激(ji)(ji)光(guang)(guang)、二極管激(ji)(ji)光(guang)(guang)、CO2,激(ji)(ji)光(guang)(guang);以(yi)短(duan)脈沖(chong)(chong)方式(shi)發(fa)射(she)的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)有(you):Er:YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)或許多Nd:YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang),短(duan)脈沖(chong)(chong)式(shi)的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(即功率(lv))可以(yi)達到1,000瓦(wa)特或更高(gao)(gao),這些強(qiang)(qiang)度高(gao)(gao)、吸光(guang)(guang)性也高(gao)(gao)的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang),只適用于(yu)清除硬組織。
激光美容
(1)激光在美(mei)容界(jie)的(de)用(yong)途越(yue)來越(yue)廣(guang)泛。色素(su)沉著,如太(tai)田痣、鮮(xian)紅斑痣、雀斑、老年(nian)斑、毛細血管擴張等(deng),以及去(qu)紋身、洗(xi)眼(yan)線、洗(xi)眉、治(zhi)療(liao)瘢(ban)痕等(deng);而2013年(nian)以前一些(xie)新型的(de)激光儀(yi),高能超脈沖(chong)CO2激光,鉺激光進行除皺、磨皮換膚、治(zhi)療(liao)打鼾,美(mei)白牙齒等(deng)等(deng),取得了良好(hao)的(de)療(liao)效,為激光外科開辟越(yue)來越(yue)廣(guang)闊的(de)領(ling)域。
(2)激(ji)光手術有(you)傳統手術無(wu)法(fa)比擬的(de)優(you)越(yue)性。首先激(ji)光手術不(bu)(bu)需(xu)要住院治(zhi)療,手術切口小(xiao),術中不(bu)(bu)出(chu)(chu)血(xue),創傷(shang)輕,無(wu)瘢痕(hen)。例如:眼袋的(de)治(zhi)療傳統手術法(fa)存在著由(you)于剝離范圍廣、術中出(chu)(chu)血(xue)多(duo),術后愈合(he)慢,易形(xing)成瘢痕(hen)等缺點,而(er)應用(yong)高能超脈沖CO2激(ji)光儀治(zhi)療眼袋,則(ze)以(yi)它(ta)術中不(bu)(bu)出(chu)(chu)血(xue),不(bu)(bu)需(xu)縫合(he),不(bu)(bu)影響正常工作,手術部位水腫輕,恢復(fu)快,無(wu)瘢痕(hen)等優(you)點,令傳統手術無(wu)法(fa)比擬。而(er)一些(xie)由(you)于出(chu)(chu)血(xue)多(duo)而(er)無(wu)法(fa)進行的(de)內窺鏡手術,則(ze)可由(you)激(ji)光切割代替完成。(注(zhu):有(you)一定的(de)適應范圍)
(3)激光(guang)在血管性(xing)皮膚病以及色素(su)沉著(zhu)的(de)(de)治(zhi)療(liao)中成(cheng)效卓越。使用脈(mo)沖(chong)染料激光(guang)治(zhi)療(liao)鮮(xian)紅斑痣,療(liao)效顯著(zhu),對(dui)周(zhou)(zhou)圍組織損傷小,幾乎不落疤。它(ta)的(de)(de)出(chu)現,成(cheng)為(wei)鮮(xian)紅斑痣治(zhi)療(liao)史上的(de)(de)一(yi)次(ci)革(ge)命,因為(wei)鮮(xian)紅斑痣治(zhi)療(liao)史上,放射、冷凍、電灼、手術等方法,其(qi)瘢痕發生率均高,并(bing)常出(chu)現色素(su)脫失(shi)或沉著(zhu)。激光(guang)治(zhi)療(liao)血管性(xing)皮膚病是利用含氧(yang)血紅蛋白對(dui)一(yi)定(ding)波長的(de)(de)激光(guang)選擇性(xing)的(de)(de)吸收(shou),而導(dao)致血管組織的(de)(de)高度破壞,其(qi)具(ju)有高度精(jing)確性(xing)與安(an)全性(xing),不會影響周(zhou)(zhou)圍鄰(lin)近組織。因此,激光(guang)治(zhi)療(liao)毛細(xi)血管擴張(zhang)也是療(liao)效顯著(zhu)。
此外,由于(yu)(yu)(yu)可(ke)(ke)變脈(mo)沖激光等相繼問世,使得不滿意紋身的(de)去除,以(yi)及各類色素(su)性(xing)皮(pi)膚病(bing)如(ru)太(tai)田(tian)痣,老(lao)年(nian)斑(ban)等的(de)治(zhi)療(liao)得到(dao)了重大突破(po)。這類激光根(gen)據選擇性(xing)光熱效(xiao)應理(li)論,(即不同波長的(de)激光可(ke)(ke)選擇性(xing)地作(zuo)用(yong)于(yu)(yu)(yu)不同顏色的(de)皮(pi)膚損(sun)害),利用(yong)其(qi)強(qiang)大的(de)瞬間(jian)功率,高(gao)度集(ji)中的(de)輻射(she)能(neng)量及色素(su)選擇性(xing),極(ji)短(duan)的(de)脈(mo)寬,使激光能(neng)量集(ji)中作(zuo)用(yong)于(yu)(yu)(yu)色素(su)顆粒、將其(qi)直接汽化、擊碎,通過淋巴組織(zhi)(zhi)排出體外,而不影響周(zhou)圍(wei)正(zheng)常組織(zhi)(zhi),并且以(yi)其(qi)療(liao)效(xiao)確切,安全可(ke)(ke)靠(kao),無瘢痕(hen),痛苦小而深入人心。
(4)激(ji)光外(wai)科開創(chuang)(chuang)了(le)醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)的(de)新(xin)紀(ji)元。高(gao)能超脈(mo)沖CO2激(ji)光磨皮換膚(fu)術(shu)開拓了(le)美(mei)容(rong)外(wai)科的(de)新(xin)技術(shu)。它利用高(gao)能量,極短脈(mo)沖的(de)激(ji)光,使老化、損傷的(de)皮膚(fu)組織瞬間被(bei)汽化,不(bu)傷及(ji)周圍組織,治療(liao)(liao)過(guo)程(cheng)中(zhong)幾乎不(bu)出血,并(bing)(bing)可精確的(de)控制作用深度。其(qi)效果得到國際(ji)醫(yi)學(xue)整(zheng)形(xing)美(mei)容(rong)界充分肯定,被(bei)譽為“開創(chuang)(chuang)了(le)醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)新(xin)紀(ji)元”;此外(wai),更有(you)高(gao)能超脈(mo)沖CO2激(ji)光儀治療(liao)(liao)眼袋、打鼾、甚至(zhi)激(ji)光美(mei)白(bai)牙齒等(deng),以其(qi)安(an)全精確的(de)療(liao)(liao)效,簡(jian)便快捷的(de)治療(liao)(liao)在醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)界創(chuang)(chuang)造了(le)一(yi)(yi)個(ge)又(you)一(yi)(yi)個(ge)奇跡。激(ji)光美(mei)容(rong)使得醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)向前邁(mai)進(jin)了(le)一(yi)(yi)大步,并(bing)(bing)且(qie)賦予醫(yi)學(xue)美(mei)容(rong)更新(xin)的(de)內涵。
激(ji)光(guang)去除面(mian)部(bu)黑痣(zhi)
激光(guang)去(qu)黑痣的原理就在于(yu)將(jiang)激光(guang)在瞬間爆發出(chu)的巨(ju)大能量置于(yu)色(se)素組織(zhi)中,把(ba)色(se)素打碎并分解,使其可以被(bei)巨(ju)噬細(xi)胞吞(tun)并掉,而后會隨(sui)著淋巴(ba)循(xun)環系(xi)統排出(chu)體(ti)外,由此達到將(jiang)色(se)素去(qu)去(qu)掉的目的。
激光去痣(zhi)(zhi)(zhi)可以適用的(de)(de)痣(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)類(lei)型很多,比如包括上面提到的(de)(de)三種色素痣(zhi)(zhi)(zhi)、太田痣(zhi)(zhi)(zhi)、鮮紅斑(ban)痣(zhi)(zhi)(zhi)等,療效(xiao)都(dou)很明顯(xian),并(bing)且不容(rong)易(yi)留疤,風險性小。用二氧(yang)化碳激光亦能去黑痣(zhi)(zhi)(zhi)。
激光治療近視
提(ti)示下情況的(de)患者不(bu)適合接受激光治療:第(di)一.眼部活動性炎癥及(ji)病(bing)變;第(di)二.眼周化膿性病(bing)灶;第(di)三.已確(que)診(zhen)
的(de)圓錐角(jiao)膜;第(di)四.嚴(yan)重干(gan)(gan)眼癥,伴有系統(tong)性(xing)(xing)干(gan)(gan)燥(zao)綜(zong)合征;第(di)五.中央(yang)角(jiao)膜厚度低于450μm;第(di)六.嚴(yan)重的(de)眼附(fu)屬器病變:眼瞼缺損、變形、慢性(xing)(xing)淚囊炎等(deng);第(di)七. 全身結締組織病及嚴(yan)重自身免疫(yi)性(xing)(xing)疾病,如系統(tong)性(xing)(xing)紅(hong)斑(ban)狼(lang)瘡、類(lei)風濕性(xing)(xing)關節炎、多(duo)發性(xing)(xing)硬化。
相對禁忌證
1.超(chao)高度近(jin)視伴后鞏膜(mo)葡萄腫者(zhe);2.初(chu)次手術(shu)前(qian)角(jiao)膜(mo)中央平均曲率低于(yu)39D或高于(yu)47D應慎重;3.暗光(guang)下(xia)瞳孔直徑大于(yu)7mm;4.對(dui)側(ce)眼為法定(ding)盲眼;5.2年內曾患(huan)單純皰疹(zhen)性角(jiao)膜(mo)炎;6.輕度白內障;7.有視網膜(mo)脫離及(ji)黃斑出血病(bing)史;8.輕度干眼癥(zheng)(zheng);9.輕度瞼(jian)裂閉合不全;10.可疑(yi)青(qing)光(guang)眼患(huan)者(zhe);11.月(yue)經期(qi)及(ji)妊娠期(qi);12.瘢痕體(ti)質;13.糖尿病(bing);14.感冒發燒等身體(ti)不適;15.癲癇;16.焦慮癥(zheng)(zheng)、抑郁癥(zheng)(zheng)以及(ji)對(dui)手術(shu)期(qi)望(wang)過高者(zhe)。
激光除皺
激(ji)(ji)光除皺(zhou)是(shi)通過(guo)電(dian)腦控制(zhi)的(de)(de)、低能量的(de)(de)二氧化(hua)碳(tan)激(ji)(ji)光,能準確地控制(zhi)汽(qi)(qi)化(hua)皮(pi)膚(fu)表(biao)層(ceng)的(de)(de)深度,完(wan)成分層(ceng)汽(qi)(qi)化(hua)、無(wu)碳(tan)化(hua)的(de)(de)面(mian)部除皺(zhou)護膚(fu)技術。激(ji)(ji)光用(yong)于消(xiao)除皺(zhou)紋(wen)的(de)(de)技術,是(shi)激(ji)(ji)光技術應用(yong)于臨床以后,并幾經改進、完(wan)善與不斷更(geng)新后的(de)(de)結果。
原(yuan)(yuan)理(li):皺(zhou)紋(wen)產生的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)(yuan)因是皮(pi)膚(fu)膠(jiao)原(yuan)(yuan)減(jian)少(shao)(shao),真(zhen)皮(pi)層(ceng)(ceng)變薄。運用最新(xin)激(ji)光-射頻聯合(he)技術照射皮(pi)膚(fu),可使真(zhen)皮(pi)層(ceng)(ceng)增(zeng)厚、減(jian)少(shao)(shao)皺(zhou)紋(wen),其原(yuan)(yuan)理(li)是:刺(ci)激(ji)受損的(de)膠(jiao)原(yuan)(yuan)層(ceng)(ceng),產生新(xin)的(de)膠(jiao)原(yuan)(yuan)質,從而填(tian)平因膠(jiao)原(yuan)(yuan)減(jian)少(shao)(shao)而出現(xian)褶(zhe)皺(zhou)的(de)皮(pi)膚(fu);加(jia)熱真(zhen)皮(pi)組(zu)織層(ceng)(ceng),利用人體自身修復機(ji)能刺(ci)激(ji)組(zu)織再生重建,使真(zhen)皮(pi)層(ceng)(ceng)增(zeng)厚。
合理設計的(de)(de)激光(guang)(guang)可以通過(guo)(guo)皮(pi)膚(fu)中(zhong)的(de)(de)黑色素、血(xue)紅蛋白,尤(you)其(qi)是水(shui)吸(xi)收激光(guang)(guang)釋放的(de)(de)能量(liang),并(bing)產生(sheng)(sheng)光(guang)(guang)熱效應(ying)使(shi)之轉化(hua)為熱量(liang),從而(er)激活(huo)真皮(pi)中(zhong)成纖維細胞(bao)等各(ge)種基質細胞(bao)產生(sheng)(sheng)新生(sheng)(sheng)的(de)(de)膠原蛋白、彈(dan)性蛋白以及(ji)各(ge)種細胞(bao)間基質,并(bing)發(fa)生(sheng)(sheng)組織重(zhong)(zhong)構,就(jiu)象是給慵懶的(de)(de)皮(pi)膚(fu)做運動一(yi)樣(yang),使(shi)其(qi)通過(guo)(guo)鍛(duan)煉而(er)重(zhong)(zhong)新煥(huan)發(fa)年輕活(huo)力。數次治療之后的(de)(de)皮(pi)膚(fu)含水(shui)量(liang)及(ji)彈(dan)性增加,質地改(gai)善,細小皺紋減少(shao)。
適應癥:1、原發性(xing)癥狀(zhuang):口周皺(zhou)紋、眶周皺(zhou)紋、萎縮(suo)性(xing)(凹陷性(xing))疤痕、良性(xing)皮膚贅(zhui)生(sheng)物(wu)(腫瘤);2、皮膚粗糙、毛孔粗大(da)、細小(xiao)皺(zhou)紋等皮膚老化(hua)表現以(yi)及(ji)炎性(xing)痤瘡(chuang)或(huo)痤瘡(chuang)后瘢痕等。
高(gao)能超脈沖激(ji)光能夠把周圍組(zu)織的(de)(de)(de)熱(re)(re)損傷(shang)降到最低程度。微小皺紋和凹(ao)陷疤痕也(ye)可進行精確磨(mo)削。超脈沖激(ji)光能避免(mian)以往機械(xie)磨(mo)皮(pi)法、化學剝脫術出血(xue)多,飛濺的(de)(de)(de)血(xue)液、組(zu)織細屑可使(shi)病(bing)毒在病(bing)人與病(bing)人間、病(bing)人與醫(yi)務人員間傳播等不(bu)足(zu),通過(guo)(guo)氣化病(bing)變組(zu)織來徹底(di)消除皮(pi)膚損害,并使(shi)正(zheng)常皮(pi)膚的(de)(de)(de)熱(re)(re)損傷(shang)極小,這一過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)作用時間快于使(shi)周圍的(de)(de)(de)正(zheng)常組(zu)織也(ye)被(bei)加熱(re)(re)的(de)(de)(de)所需時間,具有磨(mo)皮(pi)去皺的(de)(de)(de)功能。
軍事
激(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)(qi)是(shi)一種(zhong)利用(yong)(yong)(yong)定(ding)向發射的激(ji)(ji)光(guang)(guang)束直接(jie)毀傷目標或使之(zhi)失效的定(ding)向能武器(qi)(qi)(qi)。根據作戰(zhan)用(yong)(yong)(yong)途(tu)的不(bu)同,激(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)(qi)可分為(wei)戰(zhan)術激(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)(qi)和(he)戰(zhan)略(lve)激(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)(qi)兩大類。武器(qi)(qi)(qi)系統主(zhu)要由激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)和(he)跟(gen)蹤、瞄準(zhun)、發射裝置等(deng)部分組成,2013年(nian)通常采(cai)用(yong)(yong)(yong)的激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)有化學(xue)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、固體激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)、CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)等(deng)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)(qi)具有攻擊(ji)速度快、轉向靈活、可實現精確(que)打(da)擊(ji)、不(bu)受電磁干(gan)擾等(deng)優點,但也存在易受天氣和(he)環境影響等(deng)弱點。
激(ji)(ji)光(guang)武(wu)器已有30多年(nian)(nian)的發(fa)展歷史(shi),其關(guan)鍵技術(shu)也已取(qu)得突破,美國(guo)、俄羅斯、法國(guo)、以色(se)列等(deng)國(guo)都成功進行了各種激(ji)(ji)光(guang)打靶試驗。2013年(nian)(nian)低能激(ji)(ji)光(guang)武(wu)器已經投(tou)入(ru)使用(yong),主要(yao)用(yong)于干擾和(he)(he)致盲較近距離的光(guang)電傳感器,以及(ji)攻擊人(ren)眼和(he)(he)一些增強型觀測設備;高能激(ji)(ji)光(guang)武(wu)器主要(yao)采用(yong)化學激(ji)(ji)光(guang)器,按照現(xian)有的水平(ping),今后(hou)5—10年(nian)(nian)內可望在地面(mian)和(he)(he)空中(zhong)平(ping)臺(tai)上部(bu)署使用(yong),用(yong)于戰術(shu)防空、戰區(qu)反導和(he)(he)反衛星作戰等(deng)。
激光(guang)武器特點高(gao)度集束的(de)(de)激光(guang),能量(liang)也非(fei)常(chang)集中。舉例說;在(zai)日(ri)常(chang)生活中我們認為(wei)太陽是(shi)(shi)非(fei)常(chang)亮(liang)的(de)(de),但(dan)一臺巨脈沖紅(hong)寶石激光(guang)器發(fa)(fa)出(chu)的(de)(de)激光(guang)卻比(bi)(bi)太陽還(huan)亮(liang)200億倍。當然(ran),激光(guang)比(bi)(bi)太陽還(huan)亮(liang),并不(bu)是(shi)(shi)因為(wei)它(ta)的(de)(de)總能量(liang)比(bi)(bi)太陽還(huan)大,而是(shi)(shi)由于它(ta)的(de)(de)能量(liang)非(fei)常(chang)集中。例如,紅(hong)寶石激光(guang)器發(fa)(fa)出(chu)的(de)(de)激光(guang)射束,能穿透(tou)一張1/3厘(li)米厚的(de)(de)鋼板,但(dan)總能量(liang)卻不(bu)足以煮(zhu)熟一個雞蛋。
激(ji)光(guang)作為武(wu)(wu)器(qi),有很多獨特的(de)(de)(de)(de)優點。首先,它可(ke)以(yi)用光(guang)速飛行(xing),每秒30萬(wan)公里,任何(he)武(wu)(wu)器(qi)都沒有這(zhe)(zhe)樣高的(de)(de)(de)(de)速度。它一旦(dan)瞄(miao)準,幾乎不要(yao)什么時(shi)間(jian)就立刻擊(ji)中目標,用不著(zhu)考慮提前(qian)量(liang)。另外(wai),它可(ke)以(yi)在極(ji)小的(de)(de)(de)(de)面積上、在極(ji)短的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)里集(ji)中超過核(he)武(wu)(wu)器(qi)100萬(wan)倍(bei)的(de)(de)(de)(de)能量(liang),還(huan)能很靈活地改變(bian)方向,沒有任何(he)發(fa)射性污染。激(ji)光(guang)武(wu)(wu)器(qi)分為三類:一是(shi)(shi)致(zhi)盲型(xing)。(激(ji)光(guang)劍(jian))前(qian)面我們講過的(de)(de)(de)(de)機載致(zhi)盲武(wu)(wu)器(qi),就屬于這(zhe)(zhe)一類。二是(shi)(shi)近距離戰(zhan)術(shu)型(xing),可(ke)用來(lai)擊(ji)落導(dao)彈和(he)飛機。1978年美(mei)國進行(xing)的(de)(de)(de)(de)用激(ji)光(guang)打陶(tao)式反坦克(ke)導(dao)彈的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗,就是(shi)(shi)用的(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)類武(wu)(wu)器(qi)。還(huan)有科幻電影中,通過對激(ji)光(guang)武(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)形變(bian),產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)盾(dun)翼(yi)三是(shi)(shi)遠距離戰(zhan)略型(xing)。這(zhe)(zhe)類的(de)(de)(de)(de)研(yan)制困難(nan)最(zui)大,但一旦(dan)成功,作用也最(zui)大,它可(ke)以(yi)反衛星(xing)、反洲際彈道導(dao)彈,成為最(zui)先進的(de)(de)(de)(de)防御武(wu)(wu)器(qi)。
激(ji)光怎(zen)樣(yang)擊毀目標(biao)呢?科學家(jia)們(men)認(ren)為(wei)有(you)兩(liang)個(ge)方面(mian)(mian):一是(shi)穿孔(kong),二是(shi)層裂(lie)。所謂穿孔(kong),就(jiu)是(shi)高功率密(mi)度(du)的(de)(de)(de)激(ji)光束使靶材(cai)表(biao)面(mian)(mian)急劇熔化(hua),進而汽(qi)化(hua)蒸發,汽(qi)化(hua)物(wu)質向外(wai)噴(pen)射(she),反沖(chong)力(li)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)沖(chong)擊波(bo),在(zai)(zai)靶材(cai)上(shang)穿一個(ge)孔(kong)。所謂層裂(lie),就(jiu)是(shi)靶材(cai)表(biao)面(mian)(mian)吸收激(ji)光能量(liang)后,原子(zi)(zi)被電(dian)離(li),形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)等離(li)體“云(yun)”。“云(yun)”向外(wai)膨脹噴(pen)射(she)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)應(ying)力(li)波(bo)向深處傳(chuan)播(bo)。應(ying)力(li)波(bo)的(de)(de)(de)反射(she)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)靶材(cai)被拉斷(duan),形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)“層裂(lie)”破(po)壞(huai)。除此以(yi)外(wai),等離(li)子(zi)(zi)體“云(yun)”還能輻射(she)紫外(wai)線或(huo)X光,破(po)壞(huai)目標(biao)結構和電(dian)子(zi)(zi)元件(jian)。激(ji)光武(wu)器(qi)作(zuo)用的(de)(de)(de)面(mian)(mian)積(ji)很小,但破(po)壞(huai)在(zai)(zai)目標(biao)的(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)部位(wei)上(shang),可(ke)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)目標(biao)的(de)(de)(de)毀滅性破(po)壞(huai)。這(zhe)和驚天動地的(de)(de)(de)核武(wu)器(qi)相(xiang)比,完全(quan)是(shi)兩(liang)種(zhong)風格。
激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)武器(qi)(qi)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)類(lei):不(bu)(bu)(bu)同(tong)功率密度,不(bu)(bu)(bu)同(tong)輸出(chu)波(bo)形(xing),不(bu)(bu)(bu)同(tong)波(bo)長(chang)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang),在與不(bu)(bu)(bu)同(tong)目(mu)標材料相互作用(yong)時(shi),會(hui)產生不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)殺傷破壞(huai)效應。用(yong)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)作為(wei)“死光(guang)(guang)”武器(qi)(qi),不(bu)(bu)(bu)能像在激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)加工中那樣借助于透鏡(jing)聚(ju)焦,而必(bi)須大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)提高激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)輸出(chu)功率,作戰時(shi)可根據(ju)(ju)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)需要選擇適當(dang)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)。2013年時(shi),激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)種類(lei)繁多,名(ming)稱各異(yi),有(you)體(ti)積整(zheng)整(zheng)占據(ju)(ju)一幢大(da)(da)(da)樓、功率為(wei)上萬億(yi)瓦、用(yong)于引發核聚(ju)變(bian)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi),也有(you)比人的(de)(de)(de)指甲(jia)還小、輸出(chu)功率僅有(you)幾毫瓦、用(yong)于光(guang)(guang)電通信(xin)的(de)(de)(de)半導(dao)體(ti)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)。按工作介質區分(fen)(fen)(fen),目(mu)前(qian)有(you)固體(ti)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)、液體(ti)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)和分(fen)(fen)(fen)子型(xing)、離子型(xing)、準(zhun)分(fen)(fen)(fen)子型(xing)的(de)(de)(de)氣體(ti)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)等。同(tong)時(shi),按其發射(she)位置(zhi)可分(fen)(fen)(fen)為(wei)天基(ji)、陸基(ji)、艦(jian)載(zai)、車載(zai)和機載(zai)等類(lei)型(xing),按其用(yong)途還可分(fen)(fen)(fen)為(wei)戰術型(xing)和戰略型(xing)兩(liang)類(lei)。
1.戰(zhan)術激光武器
戰術(shu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)是利(li)用(yong)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)作(zuo)為能(neng)量,是像常(chang)(chang)規(gui)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)那樣直接殺傷敵(di)方人員、擊(ji)毀(hui)坦克、飛機(ji)等,打擊(ji)距離一(yi)般可達20公里。這(zhe)種武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)主要(yao)代表有激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)槍(qiang)和(he)(he)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)炮,它們能(neng)夠發出很強的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束來打擊(ji)敵(di)人。1978年3月(yue),世(shi)界上的(de)(de)(de)第(di)一(yi)支激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)槍(qiang)在(zai)美(mei)國(guo)誕(dan)生。激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)槍(qiang)的(de)(de)(de)樣式與(yu)普(pu)通步槍(qiang)沒有太大(da)區別(bie),主要(yao)由四大(da)部分組成:激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)勵器(qi)(qi)、擊(ji)發器(qi)(qi)和(he)(he)槍(qiang)托(tuo)。2013年,國(guo)外已有一(yi)種紅(hong)寶石(shi)袖珍式激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)槍(qiang),外形和(he)(he)大(da)小(xiao)與(yu)美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)派克鋼筆相(xiang)當。但它能(neng)在(zai)距人幾米(mi)之外燒毀(hui)衣服、燒穿(chuan)(chuan)皮肉,且無聲(sheng)響,在(zai)不(bu)(bu)(bu)知不(bu)(bu)(bu)覺中(zhong)致(zhi)(zhi)人死(si)命,并可在(zai)一(yi)定的(de)(de)(de)距離內(nei),使火藥爆炸,使夜視儀、紅(hong)外或(huo)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)測距儀等光(guang)(guang)(guang)電設備(bei)失(shi)效。還(huan)有7種稍大(da)重量與(yu)機(ji)槍(qiang)相(xiang)仿的(de)(de)(de)小(xiao)巧激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)槍(qiang),能(neng)擊(ji)穿(chuan)(chuan)銅盔,在(zai)1500米(mi)的(de)(de)(de)距離上燒傷皮肉、致(zhi)(zhi)瞎眼睛(jing)等。戰術(shu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)"挖(wa)眼術(shu)"不(bu)(bu)(bu)但能(neng)造成飛機(ji)失(shi)控、機(ji)毀(hui)人亡,或(huo)使炮手喪失(shi)戰斗能(neng)力(li),而(er)且由于參戰士兵不(bu)(bu)(bu)知對方激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)會(hui)在(zai)何(he)時何(he)地出現,常(chang)(chang)常(chang)(chang)受到沉重的(de)(de)(de)心(xin)理壓力(li)。因此(ci),激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)又具(ju)有常(chang)(chang)規(gui)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)所(suo)不(bu)(bu)(bu)具(ju)備(bei)的(de)(de)(de)威懾(she)作(zuo)用(yong)。1982年英阿(a)馬島戰爭(zheng)中(zhong),英國(guo)在(zai)航空母艦和(he)(he)各類護衛艦上就安裝有激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)致(zhi)(zhi)盲(mang)武(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi),曾使阿(a)根廷的(de)(de)(de)多架飛機(ji)失(shi)控、墜毀(hui)或(huo)誤入(ru)英軍(jun)的(de)(de)(de)射擊(ji)火網。
2.戰略激光(guang)武器(qi)
戰(zhan)略激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)可(ke)攻擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)數(shu)千(qian)公里之外的(de)(de)(de)(de)洲際(ji)(ji)導(dao)彈(dan);可(ke)攻擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)太空(kong)(kong)(kong)中的(de)(de)(de)(de)偵察(cha)(cha)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)和(he)通信衛(wei)(wei)星(xing)(xing)等(deng)。例如(ru)(ru),1975年11月,美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)顆(ke)監(jian)視(shi)導(dao)彈(dan)發射(she)井(jing)的(de)(de)(de)(de)偵察(cha)(cha)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)在(zai)飛抵西伯利亞(ya)上空(kong)(kong)(kong)時(shi)(shi),被(bei)前(qian)蘇聯的(de)(de)(de)(de)“反(fan)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)”陸基(ji)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中,并變成(cheng)“瞎(xia)子(zi)(zi)”。因(yin)此,高(gao)基(ji)高(gao)能(neng)(neng)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)是奪(duo)取宇宙空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)優勢的(de)(de)(de)(de)理(li)想武(wu)(wu)器(qi)(qi)之一,也是軍事(shi)大(da)國(guo)不惜耗費巨資進(jin)行激(ji)(ji)(ji)(ji)烈爭奪(duo)的(de)(de)(de)(de)根本原因(yin)。據外刊透露,自(zi)(zi)70年代(dai)以(yi)來,美(mei)俄兩(liang)(liang)國(guo)都(dou)分別以(yi)多(duo)種名義進(jin)行了數(shu)十(shi)次(ci)反(fan)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)試驗。2013年,反(fan)戰(zhan)略導(dao)彈(dan)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)研制種類有(you)(you)化學激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、準(zhun)分子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)、自(zi)(zi)由電(dian)(dian)子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)和(he)調(diao)射(she)線激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)。例如(ru)(ru):自(zi)(zi)由電(dian)(dian)子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)具有(you)(you)輸出功率大(da)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)質(zhi)量好、轉換(huan)效率高(gao)、可(ke)調(diao)范(fan)圍寬等(deng)優點。但是,自(zi)(zi)由電(dian)(dian)子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)體積龐大(da),只適宜安裝在(zai)地面上,供(gong)陸基(ji)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)使用。作(zuo)戰(zhan)時(shi)(shi),強激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)首先(xian)射(she)到(dao)處于(yu)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)高(gao)軌(gui)道上的(de)(de)(de)(de)中斷反(fan)射(she)鏡。中斷反(fan)射(she)鏡將(jiang)(jiang)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)反(fan)射(she)到(dao)處于(yu)低軌(gui)道的(de)(de)(de)(de)作(zuo)戰(zhan)反(fan)射(she)鏡,作(zuo)戰(zhan)反(fan)射(she)鏡再使激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)瞄準(zhun)目標(biao),實施攻擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。通過這樣的(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)次(ci)反(fan)射(she),設(she)置(zhi)在(zai)地面的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)由電(dian)(dian)子(zi)(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi),就可(ke)攻擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)從世界上任(ren)何地方發射(she)的(de)(de)(de)(de)戰(zhan)略導(dao)彈(dan)。高(gao)基(ji)高(gao)能(neng)(neng)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)是高(gao)能(neng)(neng)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)武(wu)(wu)器(qi)(qi)與(yu)航(hang)天(tian)器(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)器(qi)(qi)沿(yan)著(zhu)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)軌(gui)道游弋時(shi)(shi),一旦發現對(dui)(dui)方目標(biao),即(ji)可(ke)投入戰(zhan)斗。由于(yu)它部署在(zai)宇宙空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian),居高(gao)臨下,視(shi)野廣闊,更是如(ru)(ru)虎添翼。在(zai)實際(ji)(ji)戰(zhan)斗中,可(ke)用它對(dui)(dui)對(dui)(dui)方的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)中目標(biao)實施閃電(dian)(dian)般的(de)(de)(de)(de)攻擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),以(yi)摧毀對(dui)(dui)方的(de)(de)(de)(de)偵察(cha)(cha)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)、預(yu)警衛(wei)(wei)星(xing)(xing)、通信衛(wei)(wei)星(xing)(xing)、氣象衛(wei)(wei)星(xing)(xing),甚至能(neng)(neng)將(jiang)(jiang)對(dui)(dui)方的(de)(de)(de)(de)洲際(ji)(ji)導(dao)彈(dan)摧毀在(zai)助推的(de)(de)(de)(de)上升階段。
3.激光動力推進(jin)器
既然太陽(yang)不足以推(tui)動恒星際(ji)太空(kong)飛船,于是有科學家提出了激光(guang)動力推(tui)進器技術(shu),利用一束強大的激光(guang)讓(rang)物體飛行。
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)(laser radar)是指用激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)作為(wei)輻射源的(de)(de)(de)雷(lei)達(da)(da)(da)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)是激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)技術與(yu)雷(lei)達(da)(da)(da)技術相結合的(de)(de)(de)產物。由發(fa)射機、天線、接(jie)(jie)收機、跟蹤架及(ji)信息處(chu)理(li)等部(bu)分組(zu)成。發(fa)射機是各種形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi),如二氧化碳激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、摻(chan)釹釔鋁石榴石激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、半導體(ti)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)及(ji)波長可(ke)調諧的(de)(de)(de)固體(ti)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)等;天線是光(guang)(guang)(guang)(guang)學望遠(yuan)鏡(jing);接(jie)(jie)收機采(cai)用各種形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)電探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi),如光(guang)(guang)(guang)(guang)電倍增管(guan)、半導體(ti)光(guang)(guang)(guang)(guang)電二極管(guan)、雪崩(beng)光(guang)(guang)(guang)(guang)電二極管(guan)、紅外和可(ke)見光(guang)(guang)(guang)(guang)多元探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)件(jian)等。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)雷(lei)達(da)(da)(da)采(cai)用脈沖或連續波2種工作方(fang)式(shi),探(tan)(tan)測(ce)(ce)方(fang)法分直(zhi)接(jie)(jie)探(tan)(tan)測(ce)(ce)與(yu)外差探(tan)(tan)測(ce)(ce)。
通信
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)通信,是激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)在大氣(qi)空(kong)間傳輸的(de)一(yi)種通信方式。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)大氣(qi)通信的(de)發(fa)送設備主要由激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(光(guang)(guang)(guang)源)、光(guang)(guang)(guang)調制(zhi)器、光(guang)(guang)(guang)學發(fa)射天(tian)(tian)線(透鏡)等組成(cheng);接(jie)收(shou)設備主要由光(guang)(guang)(guang)學接(jie)收(shou)天(tian)(tian)線、光(guang)(guang)(guang)檢測器等組成(cheng)。
信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)發送時(shi),先轉換成電(dian)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao),再由光(guang)(guang)調制器將(jiang)其(qi)調制在激光(guang)(guang)器產生(sheng)的激光(guang)(guang)束(shu)上,經光(guang)(guang)學天線發射出去。信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)接收時(shi),光(guang)(guang)學接收天線將(jiang)接收到的光(guang)(guang)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)聚焦后,送至光(guang)(guang)檢測器恢復(fu)成電(dian)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao),再還原為信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)。大(da)氣(qi)激光(guang)(guang)通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)的容量大(da)、保密性好,不受(shou)電(dian)磁干擾。但激光(guang)(guang)在大(da)氣(qi)中傳輸時(shi)受(shou)雨(yu)、霧(wu)、雪、霜等影(ying)響,衰耗要增(zeng)大(da),故一般用(yong)于邊防、海島(dao)、跨越江河等近距離通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin),以及大(da)氣(qi)層外的衛星間(jian)通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)和深空通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)。
早期(qi)的(de)激光(guang)大(da)氣(qi)通信(xin)所用(yong)光(guang)源(yuan)多(duo)數為(wei)(wei)二氧化(hua)(hua)碳激光(guang)器(qi)、氦(hai)-氖激光(guang)器(qi)等(deng)。二氧化(hua)(hua)碳激光(guang)器(qi)輸出激光(guang)波(bo)長(chang)(chang)為(wei)(wei)10.6微米,此波(bo)長(chang)(chang)正好處在大(da)氣(qi)信(xin)道傳輸的(de)低(di)損耗(hao)窗口,是較(jiao)為(wei)(wei)理想的(de)通信(xin)光(guang)源(yuan)。從70年代(dai)(dai)末到80年代(dai)(dai)中期(qi),由于在技術實現上難(nan)以解決好全天候、高機動性、高靈(ling)活性、穩定性等(deng)問題,激光(guang)大(da)氣(qi)通信(xin)的(de)研究陷(xian)入低(di)潮。
1988年(nian)(nian),巴西宣布研制(zhi)成功(gong)一種便攜式半導體(ti)激(ji)光(guang)大(da)氣(qi)通(tong)信(xin)系統(tong)。這種通(tong)過激(ji)光(guang)器聯通(tong)線路的軍用(yong)紅外(wai)通(tong)信(xin)裝(zhuang)(zhuang)置,其外(wai)形如同一架雙(shuang)筒望遠鏡(jing),在(zai)上面安裝(zhuang)(zhuang)了激(ji)光(guang)二極管和麥克風。使用(yong)時,一方將雙(shuang)筒鏡(jing)對(dui)準另一方即可實現通(tong)信(xin),通(tong)信(xin)距離為1千米,如果將光(guang)學(xue)天(tian)線固定下來,通(tong)信(xin)距離可達(da)15千米。1989年(nian)(nian),美(mei)國成功(gong)地研制(zhi)出一種短距離、隱蔽式的大(da)氣(qi)激(ji)光(guang)通(tong)信(xin)系統(tong)。1990年(nian)(nian),美(mei)國試驗了適用(yong)于特(te)種戰(zhan)爭(zheng)和低強(qiang)度戰(zhan)爭(zheng)需要的紫外(wai)光(guang)波(bo)通(tong)信(xin),這種通(tong)信(xin)系統(tong)完全符合戰(zhan)術任務的要求(qiu),通(tong)信(xin)距離為2~5千米;如果對(dui)光(guang)束進行適當處理,通(tong)信(xin)距離可達(da)5~10千米。
90年(nian)代(dai)初,俄(e)羅斯(si)研制(zhi)成(cheng)功(gong)了(le)大(da)功(gong)率半導(dao)體(ti)激光(guang)器,并開始了(le)激光(guang)大(da)氣(qi)通信(xin)(xin)系(xi)統技術的實用化研究(jiu)。不(bu)久便推出(chu)了(le)10千(qian)米以(yi)內的半導(dao)體(ti)激光(guang)大(da)氣(qi)通信(xin)(xin)系(xi)統并在莫斯(si)科(ke)、瓦(wa)洛涅(nie)什(shen)、圖拉等城市應用。在瓦(wa)涅(nie)什(shen)河兩(liang)岸相距(ju)(ju)4千(qian)米的兩(liang)個電(dian)站之(zhi)間,架設起了(le)半導(dao)體(ti)激光(guang)大(da)氣(qi)通信(xin)(xin)系(xi)統,該(gai)系(xi)統可同時傳輸8路數(shu)字(zi)電(dian)話。在距(ju)(ju)離瓦(wa)洛涅(nie)什(shen)城約200千(qian)米以(yi)及在距(ju)(ju)莫斯(si)科(ke)不(bu)遠(yuan)的地方,也開通了(le)半導(dao)體(ti)激光(guang)大(da)氣(qi)通信(xin)(xin)系(xi)統線(xian)路。
隨著(zhu)半導體激光(guang)器的不斷成熟、光(guang)學天線制(zhi)作技術的不斷完善、信號壓縮編碼等(deng)技術的合理(li)使用,激光(guang)大氣(qi)通信正重(zhong)新煥發出生(sheng)機。
激光測速
激光測(ce)速是(shi)對被(bei)測(ce)物體進行兩次有特定時間間隔(ge)的(de)(de)激光測(ce)距,取得在(zai)該一時段內被(bei)測(ce)物體的(de)(de)移動距離,從而(er)得到(dao)該被(bei)測(ce)物體的(de)(de)移動速度。因(yin)此,激光測(ce)速具(ju)有以下幾個(ge)特點:
1、由于該激光(guang)光(guang)束(shu)基本為射線(xian),估(gu)測速距離相對于雷達(da)測速有效距離遠,可(ke)測1000M外;
2、測速精度(du)高,誤(wu)差<1公里;
3、鑒于(yu)激(ji)光測(ce)速的原理,激(ji)光光束必須要(yao)瞄準垂直與激(ji)光光束的平(ping)面反射點,又由于(yu)被測(ce)車輛距離太遠(yuan)、且(qie)處于(yu)移動(dong)狀態,或者(zhe)車體平(ping)面不大,而導致激(ji)光測(ce)速成功率低、難度大,特別是執勤警(jing)員的工作強度很大、很易疲勞;
4、鑒(jian)于激光測(ce)速(su)的原理,激光測(ce)速(su)器不(bu)(bu)可能(neng)具備在(zai)(zai)運動中(zhong)使用(yong),只能(neng)在(zai)(zai)靜止狀態(tai)下(xia)應用(yong);因此,激光測(ce)速(su)儀不(bu)(bu)能(neng)稱之為“流動電(dian)子警察”。在(zai)(zai)靜止狀態(tai)下(xia)使用(yong)時,司(si)機很容(rong)易發現(xian)有(you)檢測(ce),因此達不(bu)(bu)到預期目的;
5、價(jia)格昂(ang)貴,2013年經過正(zheng)規途徑進(jin)口的激光測(ce)速儀(不含取景和控制(zhi)部分)價(jia)格至少在一(yi)萬美(mei)金左右。
工業
激(ji)光(guang)在工業(ye)上,也(ye)應用極為廣泛,因為激(ji)光(guang)在激(ji)光(guang)束(shu)聚焦在材料表面的(de)時候能夠使(shi)材料熔(rong)化,使(shi)激(ji)光(guang)束(shu)與材料沿(yan)一(yi)定軌跡(ji)作(zuo)相對(dui)運動,從而形成一(yi)定形狀的(de)切(qie)縫。七十年(nian)代后,為了改善和提高火(huo)焰切(qie)割(ge)的(de)切(qie)口質(zhi)量,又推廣了氧乙烷(wan)精密火(huo)焰切(qie)割(ge)和等(deng)離子切(qie)割(ge)。在工業(ye)生產中有(you)一(yi)定的(de)適用范圍。
激光玻璃
激(ji)光(guang)(guang)玻璃(li)是一種以玻璃(li)為基質的固體激(ji)光(guang)(guang)材料(liao)。它廣泛應(ying)用于(yu)各類型固體激(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)器中,并成為高(gao)(gao)功率和高(gao)(gao)能(neng)量激(ji)光(guang)(guang)器的主要(yao)激(ji)光(guang)(guang)材料(liao)。
激(ji)光(guang)(guang)玻(bo)璃(li)由(you)(you)基質(zhi)(zhi)玻(bo)璃(li)和激(ji)活(huo)離子(zi)(zi)(zi)兩部分組(zu)成。激(ji)光(guang)(guang)玻(bo)璃(li)各(ge)種物理(li)化(hua)學性質(zhi)(zhi)主(zhu)要由(you)(you)基質(zhi)(zhi)玻(bo)璃(li)決(jue)定(ding)(ding),而它(ta)的光(guang)(guang)譜性質(zhi)(zhi)則主(zhu)要由(you)(you)激(ji)活(huo)離子(zi)(zi)(zi)決(jue)定(ding)(ding)。但是基質(zhi)(zhi)玻(bo)璃(li)與激(ji)活(huo)離子(zi)(zi)(zi)彼此間互相(xiang)作用,所以激(ji)活(huo)離子(zi)(zi)(zi)對(dui)激(ji)光(guang)(guang)玻(bo)璃(li)的物理(li)化(hua)學性質(zhi)(zhi)有一(yi)定(ding)(ding)的影(ying)響,而基質(zhi)(zhi)玻(bo)璃(li)對(dui)它(ta)的光(guang)(guang)譜性質(zhi)(zhi)的影(ying)響有時還(huan)是相(xiang)當重要的。
激光冷卻
激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)冷(leng)卻(laser cooling)利用(yong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)和原(yuan)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)減速原(yuan)子(zi)(zi)(zi)運動以(yi)獲得超低溫原(yuan)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)高新技術(shu)。這一重要技術(shu)早期的(de)(de)(de)主要目的(de)(de)(de)是為(wei)(wei)了精(jing)確測量(liang)各(ge)種原(yuan)子(zi)(zi)(zi)參數,用(yong)于高分辨(bian)(bian)率激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)和超高精(jing)度(du)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)頻標(原(yuan)子(zi)(zi)(zi)鐘),后來卻成(cheng)為(wei)(wei)實(shi)現原(yuan)子(zi)(zi)(zi)玻色-愛(ai)因(yin)斯坦(tan)凝聚(ju)(ju)的(de)(de)(de)關鍵(jian)實(shi)驗方法。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)冷(leng)卻有許(xu)多應用(yong),如:原(yuan)子(zi)(zi)(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)學、原(yuan)子(zi)(zi)(zi)刻蝕、原(yuan)子(zi)(zi)(zi)鐘、光(guang)(guang)(guang)(guang)學晶(jing)格、光(guang)(guang)(guang)(guang)鑷子(zi)(zi)(zi)、玻色-愛(ai)因(yin)斯坦(tan)凝聚(ju)(ju)、原(yuan)子(zi)(zi)(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)、高分辨(bian)(bian)率光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)以(yi)及光(guang)(guang)(guang)(guang)和物質的(de)(de)(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)基(ji)礎研究等等。
激光光譜
光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(laser spectra)以激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜技(ji)術(shu)。與(yu)(yu)普通光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源相比,激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源具(ju)有(you)單(dan)色性好(hao)、亮度(du)高、方向性強和相干性強等(deng)特點,是用來研究光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與(yu)(yu)物(wu)(wu)質的(de)相互作用,從而辨(bian)認物(wu)(wu)質及其所在體系的(de)結構、組成(cheng)、狀態及其變(bian)化(hua)(hua)的(de)理(li)(li)想光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)出現使原有(you)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜技(ji)術(shu)在靈(ling)敏度(du)和分辨(bian)率方面得到(dao)很(hen)大的(de)改善。由(you)于已能獲得強度(du)極高、脈沖寬度(du)極窄的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),對多光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子過程、非(fei)線性光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)過程以及分子被(bei)激(ji)發(fa)后的(de)弛豫過程的(de)觀察成(cheng)為(wei)可能,并分別發(fa)展成(cheng)為(wei)新(xin)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜技(ji)術(shu)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜學(xue)(xue)(xue)已成(cheng)為(wei)與(yu)(yu)物(wu)(wu)理(li)(li)學(xue)(xue)(xue)、化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)、生物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)及材料科(ke)學(xue)(xue)(xue)等(deng)密切相關的(de)研究領域。
激光傳感器
激光傳(chuan)感器(qi)(qi)(laser transducer)利(li)用激光技術進行測(ce)(ce)量(liang)的(de)傳(chuan)感器(qi)(qi)。它由(you)激光器(qi)(qi)、激光檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)(qi)和測(ce)(ce)量(liang)電(dian)路組成。激光傳(chuan)感器(qi)(qi)是新型測(ce)(ce)量(liang)儀(yi)表,它的(de)優點是能(neng)實(shi)現(xian)無接觸遠(yuan)距離測(ce)(ce)量(liang),速度快,精度高,量(liang)程大,抗光、電(dian)干擾能(neng)力強(qiang)等。激光是最準的(de)尺。
激光測云儀
利(li)用激光(guang)在大氣層(ceng)中的(de)(de)衰(shuai)減來判(pan)斷(duan)云(yun)層(ceng)。具體的(de)(de)是當(dang)激光(guang)在大氣層(ceng)中傳越時,由于發(fa)射(she)的(de)(de)能量(liang)與接收的(de)(de)能量(liang)之間有能量(liang)差,利(li)用能量(liang)的(de)(de)衰(shuai)減度與云(yun)層(ceng)的(de)(de)水分子的(de)(de)含量(liang)多少來判(pan)斷(duan)云(yun)層(ceng)結構和距離的(de)(de)儀(yi)器(qi)。
核聚變
我國著名(ming)物理(li)學家王淦昌院士1964年(nian)(nian)(nian)就(jiu)提(ti)出了激光(guang)(guang)核聚(ju)變的(de)初(chu)步(bu)理(li)論(lun),從而使(shi)我國在這一領域(yu)的(de)科研工(gong)作走(zou)在當時世界各國的(de)前(qian)列(lie)。1974年(nian)(nian)(nian),我國采用一路激光(guang)(guang)驅(qu)動(dong)聚(ju)氘(dao)乙烯靶發生(sheng)(sheng)核反應(ying),并觀(guan)察到氘(dao)氘(dao)反應(ying)產生(sheng)(sheng)的(de)中子。此外(wai),著名(ming)理(li)論(lun)物理(li)學家于敏院士在20世紀70年(nian)(nian)(nian)代中期就(jiu)提(ti)出了激光(guang)(guang)通過入(ru)射(she)(she)口、打進重金屬外(wai)殼包圍的(de)空腔、以X光(guang)(guang)輻(fu)射(she)(she)驅(qu)動(dong)方式(shi)實(shi)(shi)現(xian)激光(guang)(guang)核聚(ju)變的(de)概念。1986年(nian)(nian)(nian),我國激光(guang)(guang)核聚(ju)變實(shi)(shi)驗裝(zhuang)置(zhi)“神光(guang)(guang)”研制成功(gong),聶榮臻元帥還專門寫信祝賀。