激光的英文“Laser”在我國(guó)曾被翻譯成“萊塞”“光激射器”“光受激輻射放大器”等。1964年10月，物理學(xué)家錢(qián)學(xué)森建議稱(chēng)之為“激光”，既反映了“受激輻射”的科學(xué)內(nèi)涵，又表明它是一種很強(qiáng)烈的新光源，得到我國(guó)科學(xué)界的一致認(rèn)同并沿用至今。
1960年，西奧多·梅曼在加利福尼亞州馬里布的休斯研究實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建造了一臺(tái)小型的激光發(fā)生器。將閃光燈線圈纏繞在指尖大小的紅寶石棒上，產(chǎn)生了第一條激光，從此開(kāi)啟了激光時(shí)代。
“超能”的激光
激光的誕生意味著光學(xué)科學(xué)的一場(chǎng)革命，激光在很大范圍內(nèi)改變了可用的物理量。“普通光源是光的自發(fā)輻射，在向四面八方輻射時(shí)，光線分散到4π球面度的立體角內(nèi)。”中國(guó)科學(xué)院光電研究院副研究員王斌告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，其特點(diǎn)是多波長(zhǎng)、任意方向和不相干。
而激光是光的受激輻射，其單色性、方向性和相干性都較普通光源好，亮度也高，基本沿某一條直線傳播，通常發(fā)散角限制在10-6球面度量級(jí)的立體角內(nèi)。
據(jù)王斌介紹，激光器發(fā)出的激光發(fā)射角很小，接近于一毫弧度，只有一般探照燈發(fā)射角的一百萬(wàn)分之一。即使將其發(fā)射到幾千米以外，光束的直徑也不過(guò)增加幾厘米。因此輸出的能量集中在很小的范圍里。
除此之外，激光還具有很好的單色性，是普通光源完全達(dá)不到的。在激光出現(xiàn)之前，以同位素86Kr燈的單色性最好，譜線寬度為10~4nm的量級(jí)，而最普通的氦氖激光器所輸出的紅色激光（632.8nm）的譜線寬度達(dá)到10~8nm的數(shù)量級(jí)?，F(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用可以使譜線寬度縮到更小的范圍。
能量密度方面，激光的亮度是普通光源的上百萬(wàn)倍。與太陽(yáng)光比，一支功率僅為1毫瓦的氦氖激光器的亮度比太陽(yáng)光強(qiáng)100倍；而一臺(tái)巨型脈沖固體激光器的亮度可比太陽(yáng)亮度高100億倍。
激光應(yīng)用技術(shù)
21世紀(jì)已進(jìn)入光電子時(shí)代，激光的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用將極大改變?nèi)祟?lèi)的生產(chǎn)和生活。激光加工因?qū)崿F(xiàn)了光、機(jī)、電技術(shù)的結(jié)合，作為一種先進(jìn)的制造技術(shù)，目前正處于向傳統(tǒng)制造技術(shù)工藝過(guò)程積極滲透的階段。如今已廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、材料加工、醫(yī)學(xué)、軍事、航空、科學(xué)研究等諸多方面。
激光武器。軍事機(jī)構(gòu)和小說(shuō)家目睹了射線槍從漫畫(huà)書(shū)里的虛構(gòu)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的過(guò)程，所以他們?cè)诩す鈩倓偙话l(fā)明時(shí)，就看到了激光作為武器的潛力。“1964年，007電影《金手指》中大反派‘金手指’奧瑞克威脅邦德，要用激光將他鋸成兩半——這在當(dāng)時(shí)，還是純粹的幻想。”王斌表示。
不過(guò)現(xiàn)在，激光技術(shù)在軍事中的應(yīng)用，不僅可以提高現(xiàn)有常規(guī)武器的命中率，而且可為軍隊(duì)提供新型戰(zhàn)術(shù)武器，從而大大增強(qiáng)軍隊(duì)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的作戰(zhàn)能力，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及制導(dǎo)、雷達(dá)、測(cè)距、通信、模擬、偵查、告警、對(duì)抗等方面，受到各大軍事強(qiáng)國(guó)的重視，未來(lái)有望成為軍事技術(shù)最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。
三維激光。全息技術(shù)發(fā)明于1948年，以提高電子顯微鏡的分辨率，但埃米特·利斯和朱瑞思·烏帕特尼克斯在1964年使用激光對(duì)全息技術(shù)進(jìn)行了徹底改造，發(fā)明了第一個(gè)不需特制眼鏡就能看到的三維圖像。
“他們用分裂的激光光束將全息圖記錄在感光片上，其中一束激光先被反射到被攝物體上，然后再與另一束會(huì)合，在感光片上成像。用一束與成像時(shí)相同方向的激光照射感光片，就會(huì)在觀看者眼前產(chǎn)生一幅逼真的三維圖像。”王斌講述道。
夢(mèng)幻激光?，F(xiàn)在每逢重要慶典，激光秀都是烘托氣氛的絕佳利器。不過(guò)剛開(kāi)始時(shí)，激光的色彩是相當(dāng)有限的：氦氖激光器和紅寶石發(fā)出紅光，其他激光器則產(chǎn)生不可見(jiàn)的紅外光。
第一次實(shí)現(xiàn)七彩激光的是離子激光器，它通過(guò)在氬或氪中的高壓放電產(chǎn)生激光。氬氣產(chǎn)生藍(lán)色和綠色的光，氪產(chǎn)生其他幾種顏色，兩種氣體的混合可以產(chǎn)生整個(gè)可見(jiàn)光譜中的顏色。激光秀就此誕生。
無(wú)盡的刀片。“在工業(yè)上，激光被用來(lái)作為鋸和鉆頭，而且它永遠(yuǎn)不會(huì)變鈍。”王斌如此形象地比喻激光加工技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用。激光的空間控制性和時(shí)間控制性都很好，對(duì)加工對(duì)象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大，特別適用于自動(dòng)化加工。激光加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)結(jié)合可構(gòu)成高效自動(dòng)化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適時(shí)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開(kāi)辟了廣闊的前景。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
相關(guān)文章
熱門(mén)資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
