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摘要:自从1960年人们首次认识激光以来,无论是科学家与公众,都对激光给予了很大的关注,有许多关于激光的设想已经成为现实。作为20世纪重大发明之一的激光技术,近年来得到不断发展,从而引发全球激光产业的迅速发展。激光技术已与多个学科相结合,与激光相关的产业已经渗透到社会各个领域中。
关键词:中微子;激光;激光电影;激光诱发闪电;激光武器;激光通信;激光医学
中图分类号:TN209文献标识码:A文章编号:1009-2374(2012)14-0044-02
激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“最准的枪”。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段,去获得空前的效益和成果,从而促进了生产力的发展,带来了一场又一场的技术革命。
1激光显示
激光显示是一种大色域显示技术,被称为“人类视觉史上的革命”,可在超大屏幕上展现更逼真、更绚丽的动态影像,实现完美的视觉震撼效果。通俗的说我们可以看到激光光源播放的电影,感受到色彩更加的鲜艳,清晰度也更高的视觉盛宴,实现人类有史以来最完美的色彩还原。北京华星国际影城作为全球首家激光影厅,启用的激光光源数字电影放映设备,合成白色激光功率101.7W流明输出12000lm,色域覆盖率为传统显示技术的2倍,并大幅提高了色饱和度和对比度,使用寿命长达10000小时,相当于传统放映设备的10倍。激光显示被认为是新一代显示的主流技术。有专家预测,2010年后激光显示技术潜在产业规模将超过570亿美元。
2激光脉冲技术
激光脉冲技术是一种潜在的非常有前途的高能诱导技术。科学家们在美国新墨西哥州的鲍尔迪峰利用激光高能诱发装置成功诱发了经过该地区高空乌云中的闪电,第一次成功实现了人类在自然条件下制造出人工闪电。科学家们用最新式的激光脉冲装置,在高空乌云中制造出能导电的等离子体通道,借用云层的摩擦,从而制造出人工闪电的。这一新技术发展的下一步将是产生成熟的人工制造闪电技术,有可能带来新的科技创新和替代能源。
法国巴黎光学研究实验室一项最新研究发现,激光除了能诱发闪电,还有个更重要的用处,引导并改变闪电的方向,规避被闪电击中的风险,诱使闪电打击预定目标。巴黎光学研究实验室的这项研究助人们更好地利用激光规避闪电击打的风险,但另人纠结的是,此成果也可能被军方利用,把闪电变成有力的天然武器。
3激光武器
激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。激光武器特点高度集束的激光,能量也非常集中。激光武器的优点在于无需进行弹道计算,无后坐力,操作简便,机动灵活,攻击速度快,使用范围广,可实现精确打击、不受电磁干扰,无放射性污染,效费比高。但也存在易受天气和环境影响等弱点。以往,各国研究的大多是化学激光器,体积很大,耗能很高。美国近日公布激光炮击落无人机的录像让全球惊呼“星球大战时代”的到来。正在研制的数十种形形色色的激光武器,部署从地面、空中一直延伸到太空,针对的目标也各有侧重,涵盖战场的方方面面。如果这些激光武器真的研制成功,将改变未来战场的面貌。
4激光通信
激光通信,是激光在大气空间传输的一种通信方式。大气激光通信的容量大、保密性好,不受电磁干扰。随着半导体激光器的不断成熟、光学天线制作技术的不断完善、信号压缩编码等技术的合理使用,激光大气通信正重新焕发出生机。瑞典的研究者展示了一种为光纤准备激光发射器,此激光发射器能以40G/S这一创纪录的速度准确无误的传输数据。这一技术上的新突破将引领更高速的互联网通信、个人微机和移动电话。它揭开了大规模的电缆向光缆过度的序幕,人们可以想象到该技术将为移动电话和其他电子设备带巨大的性能提升。
5激光手术
激光手术有传统手术无法比拟的优越性。激光手术不需要住院治疗,手术切口小,术中不出血,创伤轻,无瘢痕。例如:眼袋的治疗传统手术法存在术后愈合慢,易形成瘢痕等缺点。而应用高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋,则以它术中不出血,不需缝合,不影响正常工作,手术部位水肿轻,恢复快,无瘢痕等优点,令传统手术无法比拟。激光医疗技术可以解决医学中的越来越多的难题,激光外科开辟了越来越广阔的领域。美容界近年来一些新型的激光仪铒激光进行除皱、磨皮换肤、治疗打鼾,美白牙齿等等,取得了良好的疗效。超快超强激光的飞秒激光治疗近视受到很多人士的青睐。口腔激光系统是国际最新的安全、无痛、卫生、环保的高科技牙齿治疗技术,被业界称为“牙科技术史上的一次革命”。激光可使用光纤传导,能治疗手术刀不易到达的病变部位,激光作用于组织上的热积累很小,从而不会引起严重的组织损伤。因此没有传统牙钻恐怖的“滋滋”声,治疗过程不用打麻药却感觉不到疼痛;没有“血口喷人”的骇人场景,整个治疗过程患者口中始终清清爽爽。
6结语
美国科学家正在进行一系列的激光推进实验,有望引发一场利用激光作为推进动力的飞行器革命。借助于激光推进客机,乘客从地球一端到另一端所需要的时间只有不到一小时。
也许世界将因此而改变。
经过五十年的发展,激光技术已经从实验探索中走出了象牙之塔,走上实用化的道路。目前的激光技术已与多个学科相结合,形成多个应用技术领域。这些交叉技术与新的学科的出现,又不断推动了传统产业和新兴产业的发展,从而不断推动社会的进步。
参考文献
[1]刘全喜,钟鸣,刘文兵,任刚,夏惠军,杨美霞,衣学斌,温洋.激光二极管侧面泵浦薄片激光器的泵浦光场分布研究[J].激光与红外,2010,(3).
[2]张日升.大功率全固态激光数控加工机床[A].中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C].2010.
[3]彭跃峰.高效率中红外可调谐激光器[A].中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C].2010.
[4]龙井宇.固体红外激光器理论与实验研究[D].西北大学,2009.
[5]王奕博.微型1570nm人眼安全激光器研究[D].长春理工大学,2010.
[6]刘学艺.激光打标机中相关光学问题的研究[D].长春理工大学,2010.
作者简介:张丹(1974-),女,辽宁本溪人,沈阳理工大学讲师,硕士,研究方向:基础物理。
(责任编辑:周加转)
关键词:中微子;激光;激光电影;激光诱发闪电;激光武器;激光通信;激光医学
中图分类号:TN209文献标识码:A文章编号:1009-2374(2012)14-0044-02
激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“最准的枪”。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段,去获得空前的效益和成果,从而促进了生产力的发展,带来了一场又一场的技术革命。
1激光显示
激光显示是一种大色域显示技术,被称为“人类视觉史上的革命”,可在超大屏幕上展现更逼真、更绚丽的动态影像,实现完美的视觉震撼效果。通俗的说我们可以看到激光光源播放的电影,感受到色彩更加的鲜艳,清晰度也更高的视觉盛宴,实现人类有史以来最完美的色彩还原。北京华星国际影城作为全球首家激光影厅,启用的激光光源数字电影放映设备,合成白色激光功率101.7W流明输出12000lm,色域覆盖率为传统显示技术的2倍,并大幅提高了色饱和度和对比度,使用寿命长达10000小时,相当于传统放映设备的10倍。激光显示被认为是新一代显示的主流技术。有专家预测,2010年后激光显示技术潜在产业规模将超过570亿美元。
2激光脉冲技术
激光脉冲技术是一种潜在的非常有前途的高能诱导技术。科学家们在美国新墨西哥州的鲍尔迪峰利用激光高能诱发装置成功诱发了经过该地区高空乌云中的闪电,第一次成功实现了人类在自然条件下制造出人工闪电。科学家们用最新式的激光脉冲装置,在高空乌云中制造出能导电的等离子体通道,借用云层的摩擦,从而制造出人工闪电的。这一新技术发展的下一步将是产生成熟的人工制造闪电技术,有可能带来新的科技创新和替代能源。
法国巴黎光学研究实验室一项最新研究发现,激光除了能诱发闪电,还有个更重要的用处,引导并改变闪电的方向,规避被闪电击中的风险,诱使闪电打击预定目标。巴黎光学研究实验室的这项研究助人们更好地利用激光规避闪电击打的风险,但另人纠结的是,此成果也可能被军方利用,把闪电变成有力的天然武器。
3激光武器
激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。激光武器特点高度集束的激光,能量也非常集中。激光武器的优点在于无需进行弹道计算,无后坐力,操作简便,机动灵活,攻击速度快,使用范围广,可实现精确打击、不受电磁干扰,无放射性污染,效费比高。但也存在易受天气和环境影响等弱点。以往,各国研究的大多是化学激光器,体积很大,耗能很高。美国近日公布激光炮击落无人机的录像让全球惊呼“星球大战时代”的到来。正在研制的数十种形形色色的激光武器,部署从地面、空中一直延伸到太空,针对的目标也各有侧重,涵盖战场的方方面面。如果这些激光武器真的研制成功,将改变未来战场的面貌。
4激光通信
激光通信,是激光在大气空间传输的一种通信方式。大气激光通信的容量大、保密性好,不受电磁干扰。随着半导体激光器的不断成熟、光学天线制作技术的不断完善、信号压缩编码等技术的合理使用,激光大气通信正重新焕发出生机。瑞典的研究者展示了一种为光纤准备激光发射器,此激光发射器能以40G/S这一创纪录的速度准确无误的传输数据。这一技术上的新突破将引领更高速的互联网通信、个人微机和移动电话。它揭开了大规模的电缆向光缆过度的序幕,人们可以想象到该技术将为移动电话和其他电子设备带巨大的性能提升。
5激光手术
激光手术有传统手术无法比拟的优越性。激光手术不需要住院治疗,手术切口小,术中不出血,创伤轻,无瘢痕。例如:眼袋的治疗传统手术法存在术后愈合慢,易形成瘢痕等缺点。而应用高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋,则以它术中不出血,不需缝合,不影响正常工作,手术部位水肿轻,恢复快,无瘢痕等优点,令传统手术无法比拟。激光医疗技术可以解决医学中的越来越多的难题,激光外科开辟了越来越广阔的领域。美容界近年来一些新型的激光仪铒激光进行除皱、磨皮换肤、治疗打鼾,美白牙齿等等,取得了良好的疗效。超快超强激光的飞秒激光治疗近视受到很多人士的青睐。口腔激光系统是国际最新的安全、无痛、卫生、环保的高科技牙齿治疗技术,被业界称为“牙科技术史上的一次革命”。激光可使用光纤传导,能治疗手术刀不易到达的病变部位,激光作用于组织上的热积累很小,从而不会引起严重的组织损伤。因此没有传统牙钻恐怖的“滋滋”声,治疗过程不用打麻药却感觉不到疼痛;没有“血口喷人”的骇人场景,整个治疗过程患者口中始终清清爽爽。
6结语
美国科学家正在进行一系列的激光推进实验,有望引发一场利用激光作为推进动力的飞行器革命。借助于激光推进客机,乘客从地球一端到另一端所需要的时间只有不到一小时。
也许世界将因此而改变。
经过五十年的发展,激光技术已经从实验探索中走出了象牙之塔,走上实用化的道路。目前的激光技术已与多个学科相结合,形成多个应用技术领域。这些交叉技术与新的学科的出现,又不断推动了传统产业和新兴产业的发展,从而不断推动社会的进步。
参考文献
[1]刘全喜,钟鸣,刘文兵,任刚,夏惠军,杨美霞,衣学斌,温洋.激光二极管侧面泵浦薄片激光器的泵浦光场分布研究[J].激光与红外,2010,(3).
[2]张日升.大功率全固态激光数控加工机床[A].中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C].2010.
[3]彭跃峰.高效率中红外可调谐激光器[A].中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C].2010.
[4]龙井宇.固体红外激光器理论与实验研究[D].西北大学,2009.
[5]王奕博.微型1570nm人眼安全激光器研究[D].长春理工大学,2010.
[6]刘学艺.激光打标机中相关光学问题的研究[D].长春理工大学,2010.
作者简介:张丹(1974-),女,辽宁本溪人,沈阳理工大学讲师,硕士,研究方向:基础物理。
(责任编辑:周加转)