激光
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激光的最初的中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱LASER的音譯，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞頭一個(gè)字母組成的縮寫詞。意思是"通過受激發(fā)射光擴(kuò)大"。激光的英文全名已經(jīng)完全表達(dá)了制造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學(xué)家錢學(xué)森建議將“光受激發(fā)射”改稱“激光”。
目錄 |
簡介
激光是20世紀(jì)以來，繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”。它的亮度為太陽光的100億倍。它的原理早在 1916 年已被著名的物理學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理論準(zhǔn)備和生產(chǎn)實(shí)踐迫切需要的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，它一問世，就獲得了異乎尋常的飛快發(fā)展，激光的發(fā)展不僅使古老的光學(xué)科學(xué)和光學(xué)技術(shù)獲得了新生，而且導(dǎo)致整個(gè)一門新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。激光可使人們有效地利用前所未有的先進(jìn)方法和手段，去獲得空前的效益和成果，從而促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。該項(xiàng)目在華中科技大學(xué)武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室和武漢東湖中國光谷得到充分體現(xiàn)，也在軍事上起到重大作用。
激光產(chǎn)生
一．物質(zhì)與光相互作用的規(guī)律
光與物質(zhì)的相互作用，實(shí)質(zhì)上是組成物質(zhì)的微觀粒子吸收或輻射光子，同時(shí)改變自身運(yùn)動(dòng)狀況的表現(xiàn)。
微觀粒子都具有特定的一套能級(jí)（通常這些能級(jí)是分的）。任一時(shí)刻粒子只能處在與某一能級(jí)相對(duì)應(yīng)的
狀態(tài)（或者簡單地表述為處在某一個(gè)能級(jí)上）。與光子相互作用時(shí)，粒子從一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)，并相應(yīng)地吸收或輻射光子。光子的能量值為此兩能級(jí)的能量差△E，頻率為=△E/h（h為普朗克常量）。
1. 受激吸收（簡稱吸收）
處于較低能級(jí)的粒子在受到外界的激發(fā)（即與其他的粒子發(fā)生了有能量交換的相互作用，如與光子發(fā)生非彈性碰撞），吸收了能量時(shí)，躍遷到與此能量相對(duì)應(yīng)的較高能級(jí)。這種躍遷稱為受激吸收。
2. 自發(fā)輻射
粒子受到激發(fā)而進(jìn)入的高能態(tài)，不是粒子的穩(wěn)定狀態(tài)，如存在著可以接納粒子的較低能級(jí)，既使沒有外界作用，粒子也有一定的概率，自發(fā)地從高能級(jí)（E2）向低能級(jí)（E1）躍遷，同時(shí)輻射出能量為（E2-E1）的光子，光子頻率 =（E2-E1）/h。這種輻射過程稱為自發(fā)輻射。眾多原子以自發(fā)輻射發(fā)出的光，不具有相位、偏振態(tài)、傳播方向上的一致，是物理上所說的非相干光。
3. 受激輻射、激光
1917年愛因斯坦從理論上指出：除自發(fā)輻射外，處于高能級(jí)E2上的粒子還可以另一方式躍遷到較低能級(jí)。他指出當(dāng)頻率為=（E2-E1）/h的光子入射時(shí)，也會(huì)引發(fā)粒子以一定的概率，迅速地從能級(jí)E2躍遷到能級(jí)E1，同時(shí)輻射一個(gè)與外來光子頻率、相位、偏振態(tài)以及傳播方向都相同的光子，這個(gè)過程稱為受激輻射。
可以設(shè)想，如果大量原子處在高能級(jí)E2上，當(dāng)有一個(gè)頻率 =（E2-E1）/h的光子入射，從而激勵(lì)E2上的原子產(chǎn)生受激輻射，得到兩個(gè)特征完全相同的光子，這兩個(gè)光子再激勵(lì)E2能級(jí)上原子，又使其產(chǎn)生受激輻射，可得到四個(gè)特征相同的光子，這意味著原來的光信號(hào)被放大了。這種在受激輻射過程中產(chǎn)生并被放大的光就是激光。
．粒子數(shù)反轉(zhuǎn)
愛因斯坦1917提出受激輻射，激光器卻在1960年問世，相隔43年，為什么？主要原因是，普通光源中粒子產(chǎn)生受激輻射的概率極小。
當(dāng)頻率一定的光射入工作物質(zhì)時(shí)，受激輻射和受激吸收兩過程同時(shí)存在，受激輻射使光子數(shù)增加，受激吸收卻使光子數(shù)減小。物質(zhì)處于熱平衡態(tài)時(shí)，粒子在各能級(jí)上的分布，遵循平衡態(tài)下粒子的統(tǒng)計(jì)分布律。按統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，處在較低能級(jí)E1的粒子數(shù)必大于處在較高能級(jí)E2的粒子數(shù)。這樣光穿過工作物質(zhì)時(shí)，光的能量只會(huì)減弱不會(huì)加強(qiáng)。要想使受激輻射占優(yōu)勢，必須使處在高能級(jí)E2的粒子數(shù)大于處在低能級(jí)E1的粒子數(shù)。這種分布正好與平衡態(tài)時(shí)的粒子分布相反，稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，簡稱粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。如何從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件。
理論研究表明，任何工作物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)募?lì)條件下，可在粒子體系的特定高低能級(jí)間實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。
若原子或分子等微觀粒子具有高能級(jí)E2和低能級(jí)E1,E2和E1能級(jí)上的布居數(shù)密度為N2和N1，在兩能級(jí)間存在著自發(fā)發(fā)射躍遷、受激發(fā)射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發(fā)射躍遷所產(chǎn)生的受激發(fā)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(fā)下產(chǎn)生的受激發(fā)射光是相干的。受激發(fā)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(dāng)兩個(gè)能級(jí)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重相等時(shí)，兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下N2＜N1，所以自發(fā)吸收躍遷占優(yōu)勢，光通過物質(zhì)時(shí)通常因受激吸收而衰減。外界能量的激勵(lì)可以破壞熱平衡而使N2＞N1,這種狀態(tài)稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)。在這種情況下，受激發(fā)射躍遷占優(yōu)勢。光通過一段長為l的處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的激光工作物質(zhì)(激活物質(zhì))后，光強(qiáng)增大eGl倍。G為正比于(N2-N1)的系數(shù)，稱為增益系數(shù)，其大小還與激光工作物質(zhì)的性質(zhì)和光波頻率有關(guān)。一段激活物質(zhì)就是一個(gè)激光放大器。
如果，把一段激活物質(zhì)放在兩個(gè)互相平行的反射鏡（其中至少有一個(gè)是部分透射的）構(gòu)成的光學(xué)諧振腔中（圖1），處于高能級(jí)的粒子會(huì)產(chǎn)生各種方向的自發(fā)發(fā)射。其中，非軸向傳播的光波很快逸出諧振腔外：軸向傳播的光波卻能在腔內(nèi)往返傳播,當(dāng)它在激光物質(zhì)中傳播時(shí)，光強(qiáng)不斷增長。如果諧振腔內(nèi)單程小信號(hào)增益G0l大于單程損耗δ(G0l是小信號(hào)增益系數(shù))，則可產(chǎn)生自激振蕩。原子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以分為不同的能級(jí)，當(dāng)原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)釋放出相應(yīng)能量的光子（所謂自發(fā)輻射）。同樣的，當(dāng)一個(gè)光子入射到一個(gè)能級(jí)系統(tǒng)并為之吸收的話，會(huì)導(dǎo)致原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷（所謂受激吸收）；然后，部分躍遷到高能級(jí)的原子又會(huì)躍遷到低能級(jí)并釋放出光子（所謂受激輻射）。這些運(yùn)動(dòng)不是孤立的，而往往是同時(shí)進(jìn)行的。當(dāng)我們創(chuàng)造一種條件，譬如采用適當(dāng)?shù)拿劫|(zhì)、共振腔、足夠的外部電場，受激輻射得到放大從而比受激吸收要多，那么總體而言，就會(huì)有光子射出，從而產(chǎn)生激光?！ ?/p>
激光的特點(diǎn)
（一）定向發(fā)光
普通光源是向四面八方發(fā)光。要讓發(fā)射的光朝一個(gè)向傳播，需要給光源裝上一定的聚光裝置，如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡，使輻射光匯集起來向一個(gè)方向射出。激光器發(fā)射的激光，天生就是朝一個(gè)向射出，光束的發(fā)散度極小，大約只有0.001弧度，接近平行。1962年，人類第一次使用激光照射月球，地球離月球的距離約38萬公里，但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照燈光柱射向月球，按照其光斑直徑將覆蓋整個(gè)月球。
（二）亮度極高
在激光發(fā)明前，人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高，與太陽的亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過氙燈的幾百億倍。因?yàn)榧す獾牧炼葮O高，所以能夠照亮遠(yuǎn)距離的物體。紅寶石激光器發(fā)射的光束在月球上產(chǎn)生的照度約為0.02勒克斯（光照度的單位），顏色鮮紅，激光光斑明顯可見。若用功率最強(qiáng)的探照燈照射月球，產(chǎn)生的照度只有約一萬億分勒克斯，人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原因是定向發(fā)光。大量光子集中在一個(gè)極小的空間范圍內(nèi)射出，能量密度自然極高。
（三）顏色極純
光的顏色由光的波長（或頻率）決定。一定的波長對(duì)應(yīng)一定的顏色。太陽光的波長分布范圍約在0.76微米至0.4微米間，對(duì)應(yīng)的顏色從紅色到紫色共7種顏色，所以太陽光談不上單色性。發(fā)射單種顏色光的光源稱為單色光源，它發(fā)射的光波波長單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源，只發(fā)射某一種顏色的光。單色光源的光波波長雖然單一，但仍有一定的分布范圍。如氖燈只發(fā)射紅光，單色性很好，被譽(yù)為單色性之冠，波長分布的范圍仍有0.00001納米，因此氖燈發(fā)出的紅光，若仔細(xì)辨認(rèn)仍包含有幾十種紅色。由此可見，光輻射的波長分布區(qū)間越窄，單色性越好。
激光器輸出的光，波長分布范圍非常窄，因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長分布范圍可以窄到2×10^-9納米，是氪燈發(fā)射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見，激光器的單色性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何一種單色光源。
此外，激光還有其它特點(diǎn)：相干性好。激光的頻率、振動(dòng)方向、相位高度一致，使激光光波在空間重疊時(shí)，重疊區(qū)的光強(qiáng)分布會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的強(qiáng)弱相間現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫做光的干涉，所以激光是相干光。而普通光源發(fā)出的光，其頻率、振動(dòng)方向、相位不一致，稱為非相干光。
閃光時(shí)間可以極短。由于技術(shù)上的原因，普通光源的閃光時(shí)間不可能很短，照相用的閃光燈，閃光時(shí)間是千分之一秒左右。脈沖激光的閃光時(shí)間很短，可達(dá)到6飛秒（1飛秒等于1000萬億分之一秒）。閃光時(shí)間極短的光源在生產(chǎn)、科研和軍事方面都有重要的用途。
（四）能量密度極大
光子的能量是用E=hf來計(jì)算的，其中h為普朗克常量，f為頻率。由此可知，頻率越高，能量越高。激光頻率范圍3.846*10^(14)Hz到7.89510(14)Hz.電磁波譜可大致分為：（1）無線電波——波長從幾千米到0.3米左右，一般的電視和無線電廣播的波段就是用這種波；（2）微波——波長從0.3米到10^-3米，這些波多用在雷達(dá)或其它通訊系統(tǒng)；（3）紅外線——波長從10^-3米到7.8×107米；（4）可見光——這是人們所能感光的極狹窄的一個(gè)波段。波長從780—380nm。光是原子或分子內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)所發(fā)出的電磁波。由于它是我們能夠直接感受而察覺的電磁波極少的那一部分；（5）紫外線——波長從3 ×10^-7米到6×10^-10米。這些波產(chǎn)生的原因和光波類似，常常在放電時(shí)發(fā)出。由于它的能量和一般化學(xué)反應(yīng)所牽涉的能量大小相當(dāng)，因此紫外光的化學(xué)效應(yīng)最強(qiáng)；（6）倫琴射線—— 這部分電磁波譜，波長從2×10^-9米到6×10^-12米。倫琴射線（X射線）是電原子的內(nèi)層電子由一個(gè)能態(tài)跳至另一個(gè)能態(tài)時(shí)或電子在原子核電場內(nèi)減速時(shí)所發(fā)出的；（7）γ射線——是波長從10^-10～10^-14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內(nèi)發(fā)出來的，放射性物質(zhì)或原子核反應(yīng)中常有這種輻射伴隨著發(fā)出。γ射線的穿透力很強(qiáng)，對(duì)生物的破壞力很大。由此看來，激光能量并不算很大，但是它的能量密度很大（因?yàn)樗淖饔梅秶苄?，一般只有一個(gè)點(diǎn)），短時(shí)間里聚集起大量的能量，用做武器也就可以理解了?！ ?/p>
受激輻射
什么叫做“受激輻射”?它基于偉大的科學(xué)家愛因斯坦在1916年提出了的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級(jí)上，在高能級(jí)上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會(huì)從高能級(jí)跳到（躍遷）到低能級(jí)上，這時(shí)將會(huì)輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個(gè)弱光激發(fā)出一個(gè)強(qiáng)光的現(xiàn)象。這就叫做“受激輻射的光放大”，簡稱激光。激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高單色性和高相干性。
目前激光已廣泛應(yīng)用到激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、異孔、膏藥打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等）、激光淬火、激光熱處理、激光打標(biāo)、玻璃內(nèi)雕、激光微雕、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)、激光清洗等。
經(jīng)過30多年的發(fā)展，激光現(xiàn)在幾乎是無處不在，它已經(jīng)被用在生活、科研的方方面面：激光針灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光測距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術(shù)刀、激光炸彈、激光雷達(dá)、激光槍、激光炮……，在不久的將來，激光肯定會(huì)有更廣泛的應(yīng)用?！ ?/p>
激光的其它特性
激光有很多特性：首先，激光是單色的，或者說是單頻的。有一些激光器可以同時(shí)產(chǎn)生不同頻率的激光，但是這些激光是互相隔離的，使用時(shí)也是分開的。其次，激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的，整束光就好像一個(gè)“波列”。再次，激光是高度集中的，也就是說它要走很長的一段距離才會(huì)出現(xiàn)分散或者收斂的現(xiàn)象。
激光（LASER）是上世紀(jì)60年代發(fā)明的一種光源。LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母縮寫。激光器有很多種，尺寸大至幾個(gè)足球場，小至一粒稻谷或鹽粒。氣體激光器有氦－氖激光器和氬激光器；固體激光器有紅寶石激光器；半導(dǎo)體激光器有激光二極管，像CD機(jī)、DVD機(jī)和CD-ROM里的那些。每一種激光器都有自己獨(dú)特的產(chǎn)生激光的方法。
激光技術(shù)應(yīng)用
激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源，識(shí)別物體等的一門技術(shù)，傳統(tǒng)應(yīng)用最大的領(lǐng)域?yàn)榧す饧庸ぜ夹g(shù)。激光技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(shù)，傳統(tǒng)上看，它的研究范圍一般可分為：
1.激光加工系統(tǒng)。包括激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機(jī)床、控制系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。
2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標(biāo)、劃線、微調(diào)等各種加工工藝。
激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。
激光切割：汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。
激光打標(biāo)：在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。
激光打孔：激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。
激光熱處理：在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時(shí)在航空航天、機(jī)床行業(yè)和其它機(jī)械行業(yè)也應(yīng)用廣泛。我國的激光熱處理應(yīng)用遠(yuǎn)比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主。
激光快速成型：將激光加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合而形成。多用于模具和模型行業(yè)。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。
激光涂敷：在航空航天、模具及機(jī)電行業(yè)應(yīng)用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。
美國得克薩斯州大學(xué)的科學(xué)家研制出世界上功率最強(qiáng)大的可操作激光，這種激光每萬億分之一秒產(chǎn)生的能量是美國所有發(fā)電廠發(fā)電量的2000倍，輸出功率超過1 皮瓦——相當(dāng)于10的15次方瓦。這種激光第一次啟動(dòng)是在1996年。馬丁尼茲說，希望他的項(xiàng)目能夠在2008年打破這一紀(jì)錄，也就是說，讓激光的功率達(dá)到1.3皮瓦到1.5皮瓦之間。超級(jí)激光項(xiàng)目負(fù)責(zé)人麥卡爾.馬丁尼茲表示：“我們可以讓材料進(jìn)入一種極端狀態(tài)，這種狀態(tài)在地球上是看不到的。我們打算在德州觀察的現(xiàn)象相當(dāng)于進(jìn)入太空觀察一顆正在爆炸的恒星。”
激光“抓住”碳納米管并使之移動(dòng)
最近，科學(xué)家開發(fā)出用激光“抓住”碳納米管并使之移動(dòng)的新技術(shù)。這種技術(shù)可以為芯片制造工程師提供一種把納米元件移動(dòng)到預(yù)定位置的新方法，從而制造出以納米管為基礎(chǔ)的微型芯片。
直徑只有幾納米、長約100納米的碳納米管具有半導(dǎo)體性能，這意味著碳納米管可能在某天成為低功率超快速計(jì)算機(jī)芯片的基礎(chǔ)。迄今，安裝碳納米管的惟一方法是利用一種名為原子力顯微鏡的昂貴設(shè)備，設(shè)法推動(dòng)納米管至預(yù)定位置，然而這種方法操縱起來十分費(fèi)事。
為了改變這種狀況，美國伊利諾伊州紐約大學(xué)的科學(xué)家和一家光學(xué)公司的科研人員試驗(yàn)了一種名為“光學(xué)捕獲”的技術(shù)，試圖更便利地操縱碳納米管。光學(xué)捕獲技術(shù)就是利用激光能捕獲微小粒子的能力，在移動(dòng)激光束時(shí)使微小粒子跟隨激光移動(dòng)。由于激光能捕獲微小粒子，因此在它移動(dòng)時(shí)就會(huì)像鑷子一樣，“夾”著微小粒子移動(dòng)?？茖W(xué)家把這種現(xiàn)象稱為“激光鑷子”。現(xiàn)在生物學(xué)家已能用激光鑷子夾住單個(gè)細(xì)胞。例如，從血液中分離出單個(gè)血紅細(xì)胞用于研究鐮刀狀血紅細(xì)胞貧血癥或瘧疾治療研究。激光鑷子能“夾”住微小粒子，是因?yàn)榧す馐行膹?qiáng)度大于邊緣強(qiáng)度，因此當(dāng)激光束照射一個(gè)小粒子時(shí)，從中心折射的光線要比向前的光線多。
當(dāng)折射的光線獲得向外的沖力時(shí)，粒子上的反作用力就使沖力指向激光束中心，因此粒子總是被吸引到激光束中心。如果粒子非常小且具有很小的重力或摩擦力，當(dāng)激光束移動(dòng)時(shí)，粒子就會(huì)跟著移動(dòng)。
然而，激光鑷子移動(dòng)的血細(xì)胞直徑有幾微米，但現(xiàn)在要移動(dòng)直徑僅2～20納米的碳納米管會(huì)麻煩得多。因此想利用單個(gè)激光鑷子移動(dòng)大量碳納米管到一定位置，可能會(huì)與用原子力顯微鏡一樣費(fèi)事。
為此，科學(xué)家用一種液晶激光分離器把激光束分成200個(gè)可單獨(dú)控制的小激光束，研究人員可以控制這些激光束使之形成三角形、四邊形、五邊形和六邊形等形狀，從而移動(dòng)大量的納米管群，使它們?cè)陲@微鏡載片表面定位，達(dá)到移動(dòng)碳納米管的目的。
光學(xué)捕捉技術(shù)的成功，受到美國加利福尼亞大學(xué)的納米管專家、物理學(xué)家亞歷克斯.澤特爾的稱贊，他說，因?yàn)槟壳斑€沒有一種可靠的技術(shù)能操縱大量的納米管，而這種新的光學(xué)捕獲技術(shù)有可能應(yīng)用于工業(yè)?！ ?/p>
激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
激光在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要分類：激光生命科學(xué)研究、激光診斷、激光治療，其中激光治療又分為：激光手術(shù)治療、弱激光生物刺激作用的非手術(shù)治療和激光的光動(dòng)力治療。
應(yīng)用于牙科的激光系統(tǒng)依據(jù)激光在牙科應(yīng)用的不同作用，分為幾種不同的激光系統(tǒng)。區(qū)別激光的重要特征之一是：光的波長，不同波長的激光對(duì)組織的作用不同，在可見光及近紅外光譜范圍的光線，吸光性低，穿透性強(qiáng)，可以穿透到牙體組織較深的部位，例如氬離子激光、二極管激光或Nd：YAG激光(如圖1)。而Er：YAG激光和CO，激光的光線穿透性差，僅能穿透牙體組織約0．01毫米。區(qū)別激光的重要特征之二是：激光的強(qiáng)度(即功率)，如在診斷學(xué)中應(yīng)用的二極管激光，其強(qiáng)度僅為幾個(gè)毫瓦特，它有時(shí)也可用在激
光顯示器上。
用于治療的激光，通常是幾個(gè)瓦特中等強(qiáng)度的激光。激光對(duì)組織的作用，還取決于激光脈沖的發(fā)射方式，以典型的連續(xù)脈沖發(fā)射方式的激光有：氬離子激光、二極管激光、CO2，激光；以短脈沖方式發(fā)射的激光有：Er：YAG激光或許多Nd：YAG激光，短脈沖式的激光的強(qiáng)度(即功率)可以達(dá)到1,000瓦特或更高，這些強(qiáng)度高、吸光性也高的激光，只適用于清除硬組織。
激光在齲齒的診斷方面的應(yīng)用
1．脫礦、淺齲
2．隱匿齲
激光在治療方面的應(yīng)用
1．切割
激光在工業(yè)上的應(yīng)用
激光在工業(yè)上，也應(yīng)用極為廣泛，因?yàn)榧す庠诩す馐?a href="/w/%E8%81%9A%E7%84%A6" title="聚焦">聚焦在材料表面的時(shí)候能夠使材料熔化，使激光束與材料沿一定軌跡作相對(duì)運(yùn)動(dòng),從而形成一定形狀的切縫。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量,又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍?！ ?/p>
激光美容
(1)激光在美容界的用途越來越廣泛。激光是通過產(chǎn)生高能量，聚焦精確，具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織而在局部產(chǎn)生高熱量從而達(dá)到去除或破壞目標(biāo)組織的目的，各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉著，如太田痣、鮮紅斑痣、雀斑、老年斑、毛細(xì)血管擴(kuò)張等，以及去紋身、洗眼線、洗眉、治療瘢痕等；而近年來一些新型的激光儀，高能超脈沖CO2激光，鉺激光進(jìn)行除皺、磨皮換膚、治療打鼾，美白牙齒等等，取得了良好的療效，為激光外科開辟越來越廣闊的領(lǐng)域。
(2)激光手術(shù)有傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。首先激光手術(shù)不需要住院治療，手術(shù)切口小，術(shù)中不出血，創(chuàng)傷輕，無瘢痕。例如：眼袋的治療傳統(tǒng)手術(shù)法存在著由于剝離范圍廣、術(shù)中出血多，術(shù)后愈合慢，易形成瘢痕等缺點(diǎn)，而應(yīng)用高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋，則以它術(shù)中不出血，不需縫合，不影響正常工作，手術(shù)部位水腫輕，恢復(fù)快，無瘢痕等優(yōu)點(diǎn)，令傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬。而一些由于出血多而無法進(jìn)行的內(nèi)窺鏡手術(shù)，則可由激光切割代替完成。(注：有一定的適應(yīng)范圍)
(3)激光在血管性皮膚病以及色素沉著的治療中成效卓越。使用脈沖染料激光治療鮮紅斑痣，療效顯著，對(duì)周圍組織損傷小，幾乎不落疤。它的出現(xiàn)，成為鮮紅斑痣治療史上的一次革命，因?yàn)轷r紅斑痣治療史上，放射、冷凍、電灼、手術(shù)等方法，其瘢痕發(fā)生率均高，并常出現(xiàn)色素脫失或沉著。激光治療血管性皮膚病是利用含氧血紅蛋白對(duì)一定波長的激光選擇性的吸收，而導(dǎo)致血管組織的高度破壞，其具有高度精確性與安全性，不會(huì)影響周圍鄰近組織。因此，激光治療毛細(xì)血管擴(kuò)張也是療效顯著。
此外，由于可變脈沖激光等相繼問世，使得不滿意紋身的去除，以及各類色素性皮膚病如太田痣，老年斑等的治療得到了重大突破。這類激光根據(jù)選擇性光熱效應(yīng)理論，(即不同波長的激光可選擇性地作用于不同顏色的皮膚損害)，利用其強(qiáng)大的瞬間功率，高度集中的輻射能量及色素選擇性，極短的脈寬，使激光能量集中作用于色素顆粒、將其直接汽化、擊碎，通過淋巴組織排出體外，而不影響周圍正常組織，并且以其療效確切，安全可靠，無瘢痕，痛苦小而深入人心。
(4)激光外科開創(chuàng)了醫(yī)學(xué)美容的新紀(jì)元。高能超脈沖CO2激光磨皮換膚術(shù)開拓了美容外科的新技術(shù)。它利用高能量，極短脈沖的激光，使老化、損傷的皮膚組織瞬間被汽化，不傷及周圍組織，治療過程中幾乎不出血，并可精確的控制作用深度。其效果得到國際醫(yī)學(xué)整形美容界充分肯定，被譽(yù)為“開創(chuàng)了醫(yī)學(xué)美容新紀(jì)元”；此外，更有高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋、打鼾、甚至激光美白牙齒等，以其安全精確的療效，簡便快捷的治療在醫(yī)學(xué)美容界創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。激光美容使得醫(yī)學(xué)美容向前邁進(jìn)了一大步，并且賦予醫(yī)學(xué)美容更新的內(nèi)涵。
【激光洗血】
世界衛(wèi)生組織（WHO）近期報(bào)告：全世界每年有1500萬人死于冠心病、高血壓、腦血栓等心腦血管疾病，而60歲以上的老年人死于心腦血管病的人數(shù)90%以上。
心腦血管疾病被稱為人們生命與健康的三大殺手之一，而由高血脂和高血黏度引起的心腦血管疾病更是“三大殺手”之首，僅有明顯癥狀的心腦血管疾病患者比如頭痛、頭暈、耳鳴、失眠、四肢麻木、記憶力減退等有1.8億人，高血壓1.2億人，高血脂人群更加龐大，有近四億人，心腦血管發(fā)病人群更以每年600萬人的速度增加。
心腦血管疾病具有發(fā)病率高、死亡率高、致殘率高、復(fù)發(fā)率高、治療費(fèi)用高以及并發(fā)癥多“五高一多”的特點(diǎn)，治療和預(yù)防已到了刻不容緩的地步。
上個(gè)世紀(jì)四十年代，人類發(fā)現(xiàn)了激光，這種神奇的光，是物質(zhì)由受激而輻射出放大的光波，稱為激光，光是由一個(gè)個(gè)光子組成，每一個(gè)光子都含有一定的能量，所以又把光子叫做光量子。激光也是由一個(gè)個(gè)光量子組成的。醫(yī)學(xué)上用激光照射血液，光量子被血液分子吸收并轉(zhuǎn)化為分子內(nèi)能，從而起到激活血液細(xì)胞的作用，光量子還能對(duì)血液產(chǎn)生其他光化合反應(yīng)和生物效應(yīng)，應(yīng)用這些效應(yīng)來治療和保健的療法被稱為光量子血療（又稱激光洗血）。
低強(qiáng)度激光療法：橈動(dòng)脈照射治療，見效快，療效顯著，可產(chǎn)生以下效果：
1、改變血流變指標(biāo)
改善血液流變性質(zhì)，可以降低血壓，降低全血黏度、血漿黏度、血小板聚集能力，激活酶系統(tǒng)，加快新陳代謝。
2、改善血液循環(huán)
刺激交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)，可使黏膜和鼻黏膜血管收縮、擴(kuò)張，從而反射性地引起顱內(nèi)血液循環(huán)和全身血液循環(huán)。可出現(xiàn)全身癥狀的改善，如精神好轉(zhuǎn)全身乏力減輕食欲增加。
3、恢復(fù)紅細(xì)胞正常形態(tài)
補(bǔ)充紅細(xì)胞的生物能量，剝離紅細(xì)胞表面的脂肪層，使紅細(xì)胞表面恢復(fù)負(fù)電荷，加大紅細(xì)胞間的排斥力，使紅細(xì)胞單個(gè)游離，避免細(xì)胞粘連。
4、提高紅細(xì)胞攜氧能力
由于光量子補(bǔ)充紅細(xì)胞的生物能量，使紅細(xì)胞能與氧氣更好地結(jié)合發(fā)揮其攜氧和輸送氧氣的功能，保證了肌體組織供氧。
5、增加血紅細(xì)胞SOD含量
在SOD（超氧化物歧化酶）含量測定時(shí)發(fā)現(xiàn)，用低強(qiáng)度激光治療后紅細(xì)胞內(nèi)SOD含量增加，同時(shí)能清除血液中的自由基和垃圾。
6、調(diào)節(jié)免疫
激活白細(xì)胞，提高其吞噬活性和趨化性，促使肌體的物質(zhì)代謝和能量代謝，有利于受損組織的修復(fù)和再生，因而具有調(diào)節(jié)肌體免疫作用。
7、激活腦細(xì)胞
低強(qiáng)度激光橈動(dòng)脈照射，使腦部血流灌注增加，提高腦細(xì)胞功能，徹底改善腦部微循環(huán)。
8、軟化血管
低強(qiáng)度激光照射血液療法能保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞，增強(qiáng)或恢復(fù)血管的彈性，減少低密度脂蛋白，糾正酸血癥，軟化血管。預(yù)防血栓形成。
9、通過臨床證明：橈動(dòng)脈照射治療療效顯著。
激光治療發(fā)展歷程：
第一代激光即抽取部分人體血液采用低強(qiáng)度激光照射后再輸回人體內(nèi)，“稱激光照血回輸法”
第二代激光即醫(yī)院采用的三類器械激光血管內(nèi)照射存在著有創(chuàng)傷,一般人無法獨(dú)立操作，費(fèi)用極其昂貴。
第三代激光即體外激光血管照射洗血療法，經(jīng)十多年的臨床驗(yàn)證，已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)被國際醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的高效、安全、經(jīng)濟(jì)的成熟技術(shù)。
而體外照射療法因無創(chuàng)傷、無痛苦、無副作用、無交叉感染的危險(xiǎn)被患者稱為“綠色療法”。
基于這種原因在上述療法的基礎(chǔ)上，科研人員及醫(yī)學(xué)專家經(jīng)過多次反復(fù)臨床試驗(yàn)，終于研制開發(fā)出安全、方便,激光心腦血管冶療儀。
低強(qiáng)度激光療法適用范圍：
（1） 適用于因“高血脂、高血壓、高血黏度”引發(fā)的各種疾病。如動(dòng)脈硬化、腦血栓、
腦梗塞、高血壓、冠心病、心絞痛、心肌梗塞、肺心病、糖尿病、脂肪肝、神經(jīng)衰弱、鼻炎等。
（2） 對(duì)因血黏度增高引起的亞健康狀態(tài)，如頭痛、頭暈、胸悶、失眠、耳鳴、乏力等癥狀有較好的輔助治療作用，也可供心腦疾病的預(yù)防和康復(fù)作用。
主要性能指標(biāo)：
激光波長：650nm（最容易被人體吸收）
低強(qiáng)度激光器輸出功率：1—25nw（尤其腕式4個(gè)激光管照射治療，照射橈動(dòng)脈及內(nèi)關(guān)穴，治療效果更顯著）
使用時(shí)間：
在治療過程中，治療時(shí)間長短可根據(jù)病程的的長短。病因的不同及體質(zhì)的差異，在治療時(shí)間上應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。手腕照射30分鐘，每天橈動(dòng)脈照射一次，15天為一療程。如病程較長或病情較重者可逐漸增加治療時(shí)間40-90分鐘。
低強(qiáng)度激光引起的生物效應(yīng)從第3天逐漸增強(qiáng)到10-15天達(dá)到最大值!堅(jiān)持每天早晚使用效果最佳.
激光冷卻
激光冷卻(laser cooling)利用激光和原子的相互作用減速原子運(yùn)動(dòng)以獲得超低溫原子的高新技術(shù)。這一重要技術(shù)早期的主要目的是為了精確測量各種原子參數(shù)，用于高分辨率激光光譜和超高精度的量子頻標(biāo)(原子鐘)，后來卻成為實(shí)現(xiàn)原子玻色-愛因斯坦凝聚的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)方法。雖然早在20世紀(jì)初人們就注意到光對(duì)原子有輻射壓力作用，只是在激光器發(fā)明之后，才發(fā)展了利用光壓改變?cè)铀俣鹊募夹g(shù)。人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原子在頻率略低于原子躍遷能級(jí)差且相向傳播的一對(duì)激光束中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于多普勒效應(yīng)，原子傾向于吸收與原子運(yùn)動(dòng)方向相反的光子，而對(duì)與其相同方向行進(jìn)的光子吸收幾率較小;吸收后的光子將各向同性地自發(fā)輻射。平均地看來，兩束激光的凈作用是產(chǎn)生一個(gè)與原子運(yùn)動(dòng)方向相反的阻尼力，從而使原子的運(yùn)動(dòng)減緩(即冷卻下來)。1985年國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的菲利浦斯(willam D.Phillips)和斯坦福大學(xué)的朱棣文(Steven Chu)首先實(shí)現(xiàn)了激光冷卻原子的實(shí)驗(yàn)，并得到了極低溫度(24μK)的鈉原子氣體。他們進(jìn)一步用三維激光束形成磁光講將原子囚禁在一個(gè)空間的小區(qū)域中加以冷卻，獲得了更低溫度的“光學(xué)粘膠”。之后，許多激光冷卻的新方法不斷涌現(xiàn)，其中較著名的有“速度選擇相干布居囚禁”和“拉曼冷卻”，前者由法國巴黎高等師范學(xué)院的柯亨-達(dá)諾基(Claud Cohen-Tannodji)提出，后者由朱棣文提出，他們利用這種技術(shù)分別獲得了低于光子反沖極限的極低溫度。此后，人們還發(fā)展了磁場和激光相結(jié)合的一系列冷卻技術(shù)，其中包括偏振梯度冷卻、磁感應(yīng)冷卻等等。朱棣文、柯亨-達(dá)諾基和菲利浦斯三人也因此而獲得了1997年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。激光冷卻有許多應(yīng)用，如:原子光學(xué)、原子刻蝕、原子鐘、光學(xué)晶格、光鑷子、玻色-愛因斯坦凝聚、原子激光、高分辨率光譜以及光和物質(zhì)的相互作用的基礎(chǔ)研究等等?！ ?/p>
激光光譜
激光光譜（laser spectra）以激光為光源的光譜技術(shù)。與普通光源相比，激光光源具有單色性好、亮度高、方向性強(qiáng)和相干性強(qiáng)等特點(diǎn)，是用來研究光與物質(zhì)的相互作用，從而辨認(rèn)物質(zhì)及其所在體系的結(jié)構(gòu)、組成、狀態(tài)及其變化的理想光源。激光的出現(xiàn)使原有的光譜技術(shù)在靈敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能獲得強(qiáng)度極高、脈沖寬度極窄的激光，對(duì)多光子過程、非線性光化學(xué)過程以及分子被激發(fā)后的弛豫過程的觀察成為可能，并分別發(fā)展成為新的光譜技術(shù)。激光光譜學(xué)已成為與物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)及材料科學(xué)等密切相關(guān)的研究領(lǐng)域?！ ?/p>
激光傳感器
激光傳感器（laser transducer）利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。激光是最準(zhǔn)的尺。
激光雷達(dá)
激光雷達(dá)（laser radar）是指用激光器作為輻射源的雷達(dá)。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 。由發(fā)射機(jī) 、天線 、接收機(jī) 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發(fā)射機(jī)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長可調(diào)諧的固體激光器等；天線是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡；接收機(jī)采用各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達(dá)采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測方法分直接探測與外差探測。
激光武器
激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效的定向能武器。根據(jù)作戰(zhàn)用途的不同，激光武器可分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。武器系統(tǒng)主要由激光器和跟蹤、瞄準(zhǔn)、發(fā)射裝置等部分組成，目前通常采用的激光器有化學(xué)激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉(zhuǎn)向靈活、可實(shí)現(xiàn)精確打擊、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，但也存在易受天氣和環(huán)境影響等弱點(diǎn)。激光武器已有30多年的發(fā)展歷史，其關(guān)鍵技術(shù)也已取得突破，美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進(jìn)行了各種激光打靶試驗(yàn)。目前低能激光武器已經(jīng)投入使用，主要用于干擾和致盲較近距離的光電傳感器，以及攻擊人眼和一些增強(qiáng)型觀測設(shè)備；高能激光武器主要采用化學(xué)激光器，按照現(xiàn)有的水平，今后5-10年內(nèi)可望在地面和空中平臺(tái)上部署使用，用于戰(zhàn)術(shù)防空、戰(zhàn)區(qū)反導(dǎo)和反衛(wèi)星作戰(zhàn)等?！ ?/p>
激光武器的分類
不同功率密度，不同輸出波形，不同波長的激光，在與不同目標(biāo)材料相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的殺傷破壞效應(yīng)。用激光作為“死光”武器，不能像在激光加工中那樣借助于透鏡聚焦，而必須大大提高激光器的輸出功率，作戰(zhàn)時(shí)可根據(jù)不同的需要選擇適當(dāng)?shù)募す馄鳌Ｄ壳?，激光器的種類繁多，名稱各異，有體積整整占據(jù)一幢大樓、功率為上萬億瓦、用于引發(fā)核聚變的激光器，也有比人的指甲還小、輸出功率僅有幾毫瓦、用于光電通信的半導(dǎo)體激光器。按工作介質(zhì)區(qū)分，目前有固體激光器、液體激光器和分子型、離子型、準(zhǔn)分子型的氣體激光器等。同時(shí)，按其發(fā)射位置可分為天基、陸基、艦載、車載和機(jī)載等類型，按其用途還可分為戰(zhàn)術(shù)型和戰(zhàn)略型兩類。
1．戰(zhàn)術(shù)激光武器
戰(zhàn)術(shù)激光武器是利用激光作為能量，是像常規(guī)武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機(jī)等，打擊距離一般可達(dá)20公里。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮，它們能夠發(fā)出很強(qiáng)的激光束來打擊敵人。1978年3月，世界上的第一支激光槍在美國誕生。激光槍的樣式與普通步槍沒有太大區(qū)別，主要由四大部分組成：激光器、激勵(lì)器、擊發(fā)器和槍托。目前，國外已有一種紅寶石袖珍式激光槍，外形和大小與美國的派克鋼筆相當(dāng)。但它能在距人幾米之外燒毀衣服、燒穿皮肉，且無聲響，在不知不覺中致人死命，并可在一定的距離內(nèi)，使火藥爆炸，使夜視儀、紅外或激光測距儀等光電設(shè)備失效。還有7種稍大重量與機(jī)槍相仿的小巧激光槍，能擊穿銅盔，在1500米的距離上燒傷皮肉、致瞎眼睛等。
戰(zhàn)術(shù)激光武器的"挖眼術(shù)"不但能造成飛機(jī)失控、機(jī)毀人亡，或使炮手喪失戰(zhàn)斗能力，而且由于參戰(zhàn)士兵不知對(duì)方激光武器會(huì)在何時(shí)何地出現(xiàn)，常常受到沉重的心理壓力。因此，激光武器又具有常規(guī)武器所不具備的威懾作用。1982年阿馬島戰(zhàn)爭中，英國在航空母艦和各類護(hù)衛(wèi)艦上就安裝有激光致盲武器，曾使阿根廷的多架飛機(jī)失控、墜毀或誤入英軍的射擊火網(wǎng)。
2．戰(zhàn)略激光武器
戰(zhàn)略激光武器可攻擊數(shù)千公里之外的洲際導(dǎo)彈；可攻擊太空中的偵察衛(wèi)星和通信衛(wèi)星等。例如，1975年11月，美國的兩顆監(jiān)視導(dǎo)彈發(fā)射井的偵察衛(wèi)星在飛抵西伯利亞上空時(shí)，被前蘇聯(lián)的“反衛(wèi)星”陸基激光武器擊中，并變成“瞎子”。因此，高基高能激光武器是奪取宇宙空間優(yōu)勢的理想武器之一，也是軍事大國不惜耗費(fèi)巨資進(jìn)行激烈爭奪的根本原因。據(jù)外刊透露，自70年代以來，美俄兩國都分別以多種名義進(jìn)行了數(shù)十次反衛(wèi)星激光武器的試驗(yàn)。
目前，反戰(zhàn)略導(dǎo)彈激光武器的研制種類有化學(xué)激光器、準(zhǔn)分子激光器、自由電子激光器和調(diào)射線激光器。例如：自由電子激光器具有輸出功率大、光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、可調(diào)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。但是，自由電子激光器體積龐大，只適宜安裝在地面上，供陸基激光武器使用。作戰(zhàn)時(shí)，強(qiáng)激光束首先射到處于空間高軌道上的中斷反射鏡。中斷反射鏡將激光束反射到處于低軌道的作戰(zhàn)反射鏡，作戰(zhàn)反射鏡再使激光束瞄準(zhǔn)目標(biāo)，實(shí)施攻擊。通過這樣的兩次反射，設(shè)置在地面的自由電子激光武器，就可攻擊從世界上任何地方發(fā)射的戰(zhàn)略導(dǎo)彈。
高基高能激光武器是高能激光武器與航天器相結(jié)合的產(chǎn)物。當(dāng)這種激光器沿著空間軌道游弋時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)對(duì)方目標(biāo)，即可投入戰(zhàn)斗。由于它部署在宇宙空間，居高臨下，視野廣闊，更是如虎添翼。在實(shí)際戰(zhàn)斗中，可用它對(duì)對(duì)方的空中目標(biāo)實(shí)施閃電般的攻擊，以摧毀對(duì)方的偵察衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星，甚至能將對(duì)方的洲際導(dǎo)彈摧毀在助推的上升階段?！ ?/p>
激光玻璃
激光玻璃是一種以玻璃為基質(zhì)的固體激光材料。它廣泛應(yīng)用于各類型固體激光光器中，并成為高功率和高能量激光器的主要激光材料。
激光玻璃由基質(zhì)玻璃和激活離子兩部分組成。激光玻璃各種物理化學(xué)性質(zhì)主要由基質(zhì)玻璃決定，而它的光譜性質(zhì)則主要由激活離子決定。但是基質(zhì)玻璃與激活離子彼此間互相作用，所以激活離子對(duì)激光玻璃的物理化學(xué)性質(zhì)有一定的影響，而基質(zhì)玻璃對(duì)它的光譜性質(zhì)的影響有時(shí)還是相當(dāng)重要的?！ ?/p>
激光歷史
1958年，美國科學(xué)家肖洛和湯斯發(fā)現(xiàn)了一種神奇的現(xiàn)象：當(dāng)他們將內(nèi)光燈泡所發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時(shí)，晶體的分子會(huì)發(fā)出鮮艷的、始終會(huì)聚在一起的強(qiáng)光。根據(jù)這一現(xiàn)象，他們提出了"激光原理"，即物質(zhì)在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激勵(lì)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生這種不發(fā)散的強(qiáng)光--激光。他們?yōu)榇税l(fā)表了重要論文。
肖洛和湯斯的研究成果發(fā)表之后，各國科學(xué)家紛紛提出各種實(shí)驗(yàn)方案，但都未獲成功。1960年5月15日，美國加利福尼亞州休斯實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼因而也成為世界上第一個(gè)將激光引入實(shí)用領(lǐng)域的科學(xué)家。
1960年7月7日，梅曼宣布世界上第一臺(tái)激光器由誕生，梅曼的方案是，利用一個(gè)高強(qiáng)閃光燈管，來刺激在紅寶石色水晶里的鉻原子，從而產(chǎn)生一條相當(dāng)集中的纖細(xì)紅色光柱，當(dāng)它射向某一點(diǎn)時(shí)，可使其達(dá)到比太陽表面還高的溫度。
前蘇聯(lián)科學(xué)家H.Γ.巴索夫于1960年發(fā)明了半導(dǎo)體激光器。半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)通常由P層、N層和形成雙異質(zhì)結(jié)的有源層構(gòu)成。其特點(diǎn)是：尺寸小，耦合效率高，響應(yīng)速度快，波長和尺寸與光纖尺寸適配，可直接調(diào)制，相干性好?！ ?/p>
激光亮度
激光的亮度與陽光之間的比值是百萬級(jí)的，而且它是人類創(chuàng)造的。
激光的顏色
激光的顏色取決于激光的波長，而波長取決于發(fā)出激光的活性物質(zhì)，即被刺激后能產(chǎn)生激光的那種材料。刺激紅寶石就能產(chǎn)生深玫瑰色的激光束，它應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，比如用于皮膚病的治療和外科手術(shù)。公認(rèn)最貴重的氣體之一的氬氣能夠產(chǎn)生藍(lán)綠色的激光束，它有諸多用途，如激光印刷術(shù)，在顯微眼科手術(shù)中也是不可缺少的。半導(dǎo)體產(chǎn)生的激光能發(fā)出紅外光，因此我們的眼睛看不見，但它的能量恰好能"解讀"激光唱片，并能用于光纖通訊。
激光分離技術(shù)
激光分離技術(shù)主要指激光切割技術(shù)和激光打孔技術(shù)。激光分離技術(shù)是將能量聚焦到微小的空間，可獲得105~1015W/cm2極高的輻照功率密度，利用這一高密度的能量進(jìn)行非接觸、高速度、高精度的加工方法。在如此高的光功率密度照射下，幾乎可以對(duì)任何材料實(shí)現(xiàn)激光切割和打孔。激光切割技術(shù)是一種擺脫傳統(tǒng)的機(jī)械切割、熱處理切割之類的全新切割法，具有更高的切割精度、更低的粗糙度、更靈活的切割方法和更高的生產(chǎn)效率等特點(diǎn)。激光打孔方法作為在固體材料上加工孔方法之一，已成為一項(xiàng)擁有特定應(yīng)用的加工技術(shù)，主要運(yùn)用在航空、航天與微電子行業(yè)中?！ ?/p>
激光去除面部黑痣
激光去黑痣的原理就在于將激光在瞬間爆發(fā)出的巨大能量置于色素組織中，把色素打碎并分解，使其可以被巨噬細(xì)胞吞并掉，而后會(huì)隨著淋巴循環(huán)系統(tǒng)排出體外，由此達(dá)到將色素去去掉的目的。
激光去痣可以適用的痣的類型很多，比如包括上面提到的三種色素痣、太田痣、鮮紅斑痣等，療效都很明顯，并且不容易留疤，風(fēng)險(xiǎn)性小。
用二氧化碳激光亦能去黑痣。
是否適合激光技術(shù)
提示下情況的患者不適合接受激光治療：
第一. 眼部活動(dòng)性炎癥及病變；第二. 眼周化膿性病灶；第三. 已確診的圓錐角膜；第四. 嚴(yán)重干眼癥，伴有系統(tǒng)性干燥綜合征；第五. 中央角膜厚度低于450μm；第六. 嚴(yán)重的眼附屬器病變：眼瞼缺損、變形、慢性淚囊炎等；第七. 全身結(jié)締組織病及嚴(yán)重自身免疫性疾病，如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化。
相對(duì)禁忌證
1. 超高度近視伴后鞏膜葡萄腫者；2. 初次手術(shù)前角膜中央平均曲率低于39D或高于47D應(yīng)慎重；3. 暗光下瞳孔直徑大于7mm；4. 對(duì)側(cè)眼為法定盲眼；5. 2年內(nèi)曾患單純皰疹性角膜炎；6. 輕度白內(nèi)障；7. 有視網(wǎng)膜脫離及黃斑出血病史；8. 輕度干眼癥；9. 輕度瞼裂閉合不全；10. 可疑青光眼患者；11. 月經(jīng)期及妊娠期；12. 瘢痕體質(zhì)；13. 糖尿??；14. 感冒發(fā)燒等身體不適；15. 癲癇；16. 焦慮癥、抑郁癥以及對(duì)手術(shù)期望過高者。
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