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激光有什么神奇之处?

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发表于 2018-12-1 10:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

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发表于 2018-12-1 10:42 | 显示全部楼层
这是个好问题,以前一直想写一篇关于激光的科普文章,那么现在就在这个问题下进行回答。
激光本身并不神奇,神奇的是人类对激光不懈的探索和奇思妙想般的应用。正是由于人类自身不懈的探索,使得激光不仅以简易激光笔的形式存在于儿童的玩具或者教师手中的教具,更使得激光作为激光武器、激光雷达、激光切割机等广泛应用于国防科工、航空航天、工业自动化中,激光技术作为高精尖技术的典型代表,正在被各个国家争相研究。
试想,将看不见摸不着却又切实存在的激光束缚在一个小小的激光器中,使之变得有形有象,能够看见又能够被感知,还有什么比这个更神奇的吗?
激光的神奇之一:超强的破坏力

我所在的研究所经常与激光打交道,而在众多的激光实验中,我最害怕的就是蓝光和绿光实验(绿光即为问题中图片所示),有过相关经验的人都知道,蓝光或者绿光会给人带来非常刺激的视觉体验,会让人的眼球非常不舒服,同时蓝光和绿光又具有超强的破坏力,可以轻易烧毁纸张点燃火柴,如果不小心直视蓝光或者绿光,超强的激光功率会瞬间烧毁视网膜造成永久性失明,很不幸,我所在的实验室就有师兄因为不规范操作(未佩戴护目镜)而烧毁左眼,造成永久性失明。


视频1 蓝光轻易点燃火柴 (视频来自网络)
正是由于激光具有超强破坏力这一特点,使得激光武器得以问世:

视频2 激光武器3秒引爆火箭 (视频来自网络)
激光武器兼具激光高速、有形无相的特点,使得其神出鬼没,在军事领域占有重要地位,也是各国相继投入大量资金研究的对象。
除此之外,激光的超强破坏力也被用在工业领域,典型的如激光切割机:

视频3 工业用金属激光切割机
激光的神奇之二:超高的稳定性

激光的神奇之处,除了超强破坏力之外,还有超高的稳定度!这在整个自然界都是很难想象的,因为很难有一样东西即富有破坏力又非常的稳定,激光就是其中之一;激光由于其超高的稳定性,已经被广泛应用于计量场合,典型的代表就是激光干涉仪:


图1 HP5529A激光干涉仪
图1所示为Agilent公司生产的HP5529A激光干涉仪,是被IEEE公认的一种计量标准,其基础分辨力可以达到10nm,最优分辨力可以达到1nm,是一种广泛采用的计量标准。
可见,正是由于激光的性能稳定,使得其在超精密计量领域大放光彩,尽管现今的光栅测量仪器等在性能方面要优于激光干涉仪,但是不可否认的是,激光干涉仪仍然占据着十分重要的位置。
激光超强的稳定性也被广泛应用在医疗手术方面,如眼部手术等。

视频4 激光手术治疗近视 (视频来自网络)
结论

激光的神奇致使其有非常广泛的应用,本文以点及面介绍下激光的神奇之处及其应用,希望对各位能有帮助。
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