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(shì)，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(chǎng)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(chǎng)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(shì)，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(shì)。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(chǎng)，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。
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(chǎng)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(cè)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(chǎng)，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(cè)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(cè)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)?？沙霈F(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(cè)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(cè)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(chǎng)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(cè)量的傳感器。它由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量儀表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測(cè)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?！ ?/p>
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(cè)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(cè)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(cè)方法分直接探測(cè)與外差探測(cè)?！ ?/p>
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(cè)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(cè)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(shì)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。
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?。?4. 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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