物理學(xué)前沿講座

物理學(xué)前沿講座——激光技術(shù)物理學(xué)前沿講座——激光技術(shù)激光技術(shù)一、引言隨著社會的發(fā)展，各類新型技術(shù)也如雨后春筍般破土而出。雖然世界第一臺激光器早在1960年由赴美國的梅曼研發(fā)成功，而我國的第一臺紅寶石激光器也在1961年于長春問世。但在短短40多年的時間里，激光技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展得到了迅猛的發(fā)展。激光技術(shù)已與多個學(xué)科相結(jié)合形成多個應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本文將從激光的由來，激光的特特，以及激光的應(yīng)用幾方面來介紹而、激光。二、正文1、 激光的由來激光最初的中文名叫“鐳射”，“萊塞”，是它的英文名字LASER的音譯，是取自英文LightAmplificationbyStimulationEmissionofRadiation的各名詞的頭一個字母組成的縮寫詞，意思是“受激輻射的光放大”。激光的英文全名已完全表達了制造激光的主要過程。而在1964年按照我國著名科學(xué)家錢學(xué)森的建議將“光受激發(fā)射”改名為“激光”。2、 激光的特性激光具有定向發(fā)光、亮度亮度極高、顏色極強、相位高度一致的特性。激光光波在空間疊加時，重疊區(qū)的光強分布會出現(xiàn)穩(wěn)定的強弱相間的現(xiàn)象，因而我們可知激光是相干波，而普通光源發(fā)出的光，其頻率、振動方向、相位不一致，而導(dǎo)致了普通光源是非相干波。3、 激光的應(yīng)用基于激光獨特的性質(zhì)，目前激光已被應(yīng)用到生活、科研的方方面面。激光焊接、激光打孔、激光淬火，激光熱處理、激光打標（許多礦泉水上的生產(chǎn)日期等）、玻璃內(nèi)雕、激光微調(diào)、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復(fù)電路、激光布線技術(shù)、激光清洗、激光測距、激光醫(yī)療、激光雷達、激光武器、激光打印機等各個方面。下面就讓我們來具體看一下最近幾十年來在激光武器、激光醫(yī)療、激光雷達技術(shù)、光纖激光器等方面的取得的巨大的成果。3、1激光武器激光武器是利用激光輻射能量達到摧毀戰(zhàn)斗目標或使其喪失戰(zhàn)斗力等的作戰(zhàn)武器，是一種利用沿一定方向發(fā)射的激光束攻擊目標的定向能武器。其具有快速、靈活、精確和抗電磁干擾性等優(yōu)異性能。在光電對抗、防空和戰(zhàn)略防御中可發(fā)揮獨特作用。它分為戰(zhàn)斗激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩種。激光武器將會成為一種常規(guī)的威懾力量。由于激光武器的速度是光速，因此在使用時不需要提前量?！胞W鵡螺”激光武器可謂是激光武器中的典型代表。在2000年10月25日以色列國防部就透露“鸚鵡螺”激光武器于6月6日，8月28日，9月22日進行三次激光武器系統(tǒng)系列試驗中，分別成功擊落了一枚、兩枚、兩枚“喀秋莎”火箭，進而成為世界上第一個成功擊落火箭的戰(zhàn)術(shù)高能激光系統(tǒng)。圖1鸚鵡螺3、2激光醫(yī)療隨著醫(yī)療水平的提高，我們已經(jīng)攻克了許多醫(yī)療難題。而激光在醫(yī)療方面可謂是大放異彩。激光手術(shù)，近視眼的校正治療，激光治療毛血管癌等都是激光在醫(yī)療上取得的巨大成果。3、2、1近視眼的矯正利用激光進行近視眼矯正我們一般采用以下兩種方法。一種是準分子激光手術(shù)，其原理是:利用準分子激光在角膜上進行切割，使角膜形態(tài)進行改變，屈光率減低，從而達到矯正近視的目的。另一種是飛秒激光手術(shù)，其原理是飛秒激光手術(shù)是一種近紅外光，每次激光脈沖發(fā)射的時間極短，大10-15秒，可以將激光進行的距離控制在微米級水平，通過醫(yī)生，將數(shù)據(jù)輸入電腦，控制激光精確定向和精確定位，激光脈沖聚焦到角膜組織中，發(fā)生光爆破，從而產(chǎn)生微粒子蒸發(fā)角膜組織，產(chǎn)生水和CO2分離角膜。進年來，我國的進近視眼人數(shù)愈來愈多，而帶著眼鏡在很多方面都會給我們帶來不便，隨著激光矯正近視的技術(shù)越來越成熟，負面影響越來越小，這對被近視眼折磨的廣大群眾來說無疑是一個天大的好消息。在我認識的朋友中，就有人進行過激光矯正近視的手術(shù)，而且據(jù)說效果還比較好。圖2激光治療近視眼3、2、2激光美容大多時候我們都羨慕明星們的花容美貌，但我們很多時候又會聽到這樣的消息，說某某明星是整容出來的。其實，我們沒必要為了得到別人的贊賞而去改變我

們原有的容貌。但美容確是我們可以選擇的(整容和美容的區(qū)別:醫(yī)學(xué)整容是指用手術(shù)方式將原有面容進行整改，會有或多或少的結(jié)構(gòu)變化，而美容主要是在皮膚方面的美化，更白皙沒有其他雜質(zhì))據(jù)悉日本東京女子大學(xué)Kono等的研究表明，長脈沖材料激光(LPDL)輔以冷凍劑噴灑降溫(CSC)可安全有效的治療葡萄酒色斑和毛細血管擴張癥等兒童血管瘤。圖1激光美容3、3光纖激光器光纖激光器是以光纖做基質(zhì)激光器，其在降低閾值，震蕩波長范圍，波長可調(diào)諧性能等方面，以明顯取得進步，是目前光通信領(lǐng)域的新興技術(shù)。它可以用于現(xiàn)有的通信系統(tǒng)，使之支持跟高的傳輸速度，是未來高碼率密集波分復(fù)用系統(tǒng)和未來相干光通信的基礎(chǔ)。目前光纖激光器技術(shù)是研究的熱點技術(shù)之一。圖4我國全光纖激光器而對于激光器，今年11月美國西北大學(xué)的一個研究小組研發(fā)出了一種只有一個病毒大小的超小型激光器。這種激光器具有體積小，溫室下即可工作的特點，能夠很容易的集成到硅基光子器件、全光電路和納米生物傳感器上，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。圖5美國西北大學(xué)超型小激光器3、4激光雷達激光雷達在科學(xué)研究，軍事工程的方面有很大的應(yīng)用。由于激光雷達可以獲得目標的三維圖像及速度信息，有利于識別隱身目標。如多重三維激光掃描技術(shù)，在山海關(guān)古長城修復(fù)的前期測繪工作中，就成功的應(yīng)用了激光雷達技術(shù)，并且得到了專家的認可。同時，激光雷達在環(huán)境監(jiān)測，大氣參數(shù)監(jiān)測方面也功不可沒。激光雷達通過對各種飛行目標軌跡的測量，如對導(dǎo)體和火箭初始階段的跟蹤與測量，對飛機和巡航導(dǎo)軌的抵仰角跟蹤測量，對衛(wèi)星的精密定軌等都有廣泛的應(yīng)用。激光雷達與紅外電視等光設(shè)備相結(jié)合，組成地面、航載和機載的火力控制系統(tǒng)，對目標進行搜索、識別、跟蹤和測量?；诩す饫走_的這些特有的功能，使得其在軍事上占有終于走的地位。用擁有激光雷達和激光武器的國家就是一個在軍事方面十分強大的國家來形容激光的雷達的重要性可以是一點也不過分。激光雷達在軍事上的潛力目前已成為各國關(guān)注的重點，其中美國已將其限制擴散的軍事技術(shù)，足見激光鐳達在軍事上的威懾力。圖6激光雷達圖7激光雷達與電視攝像機的引導(dǎo)3、5激光在其他方面取得的成果3、5、1在2012年10月的科交會主場增量制造產(chǎn)業(yè)高端論壇暨激光燒結(jié)機裝備發(fā)布會上，湖南華曙高科有限責(zé)任公司展開了其自主研發(fā)的國內(nèi)首臺高性3D激光燒結(jié)機。3、5、2同樣在2012年10月江蘇楊力集團宣布具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TL3015型雙柱龍門式三維五軸激光切割機研制成功。一般的激光切割機在汽車制造、工程機械、航天航空和模具開發(fā)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。而我國的這臺三維五軸激光切割機廣泛應(yīng)用于碳鋼、不銹鋼、鋁合金等金屬材料與本質(zhì)皮革、聚碳酸酯等非金屬材料及其成型工件的三維空間進行高精度、高效率的立體式切割加工。這對于我國的激光切割機來說是一個很大的突破，進而也很好的肯定了前線科研人員的勞動成果。是我國激光切割機上的一件大事。圖8湖南華曙高科的3D激光燒結(jié)機三、結(jié)論激光技術(shù)的飛速發(fā)展，激光已經(jīng)揭開了它神秘的面紗，使得其已經(jīng)應(yīng)用到了我們生活的各個方面。如控制多媒體投影儀用的激光筆，標注礦泉水生產(chǎn)日期的激光打標，我們復(fù)印時的激光打印機，激光挖掘隧道，激光測距，激光切割，激光封裝等，都是我們生活中常見的。而對于激光武器，激光器，激光雷達等雖然平時我們較少聽到他們的名字，但它們確實也和我們的生活有一定的關(guān)系。隨著社會科技的高速發(fā)展，激光技術(shù)獎越來越成熟，相信激光還會給人類帶來