激光:點亮科技的“神光”

激光見世50年

1960年是激光技術史上具有重要意義的一年。這年的3月22日，美國人亞瑟·萊納德·肖洛和查爾斯·哈德·湯斯獲得了首個激光專利。兩人的論文已于1958年12月發表并引起強烈反響。湯斯因此于1964年獲得諾貝爾物理學獎。不過，第一臺激光器卻是由美國年輕的物理學家梅曼做出的。1960年5月15日，梅曼正在研究室里進行實驗。突然，一束深紅色的亮光從實驗裝置中的人造紅寶石棒里射出，亮度竟然超過了太陽光!這是科學家渴望多年的新型光源，于是，梅曼用英文“受激輻射光放大”的縮寫，將這一新型光源命名為萊塞(Laser)，即“激光”(又稱“鐳射”)。

產生激光的裝置被稱為激光器，有固體、液體、氣體和半導體等多種類型。梅曼研制成功了世界第一臺能夠實際應用的紅寶石激光器，標志著激光技術從此誕生。激光和激光器的問世，是20世紀最重大的科學發現之一。

近年來，激光技術的發展十分驚人，逐漸成為現代科技的熱門領域。如今，你只要稍加留意就會發現：激光唱機的動聽樂曲不斷回蕩在樓宇之間；激光影碟機悄然走進了千家萬戶；商場里商品貼的是激光防偽標志；貨架上的蔬菜經過了激光掃描以保鮮；激光照排則包攬了所有的報刊雜志；我們遠隔千里就可以同親人朋友通話，光纖傳送的正是激光。

激光時鐘準確無誤

前不久，美國國家標準與技術研究所成功開發出一種能準確地走時20億年的激光時鐘。這種新型時鐘用激光“注視”并測量汞離子的振動頻率，從而能夠極其精確地分割時間。巴黎塞夫爾國際度量衡委員會計劃在2020年前用這種激光鐘來代替從1967年以來一直使用的原子鐘。盡管原子鐘能夠非常準確地走時8000萬年而不差1秒，但仍遜于激光時鐘。

在衛星發射、導彈和導航定位等領域，準確計時非常重要。所以，激光時鐘問世之后將首先應用于跟蹤飛機、船只和汽車的GPS全球定位系統。GPS系統通過接收衛星發射的微波信號，計算它們到達地球的時間來確定目標在地球上的具體位置，目前的誤差通常在10米左右。如果在衛星上安裝了新型激光鐘，GPS設備則能夠把誤差精確度提高到1米以內，從而實現汽車自動駕駛和飛機自動著陸。

新型激光鐘還可以使衛星更精確地繪制冰帽和山脈的地圖，監控地震斷層線附近地區的移動跡象，并用來檢驗現代物理學的基本定律。

激光清洗祛除污垢

高能激光束照射物品時，可以使被照射物質發生振動、熔化、蒸發、燃燒等一系列物理化學過程，實現對表面污染物的清除。這一過程不需要清潔液或其他化學溶液，而且激光清除下來的廢料基本上都是固體粉末，體積小、無污染，是一種“綠色”工藝。

用激光束沿著一定的軌跡掃描，就可以實現大面積清洗。與機器人或者機械手聯合，還能夠清洗傳統方法不易達到的部位。激光清洗能清除各種材料表面的不同類型的污染物，達到很高的潔凈度。激光清洗還可以選擇性地清洗材料表面的污物，不損傷材料的內部組成和結構。

目前，激光清洗技術已經用于文物的保護清洗。銹蝕的古錢幣、彩繪在羊皮紙上的古畫，甚至砂巖上的陳舊的雕刻畫都能通過激光清洗，恢復其本來面目。科學家采用激光來清洗法國巴黎盧浮宮中的油畫，已經將原來因為種種原因而看不清畫面的油畫恢復了原貌。德國技術人員采用激光清洗技術，還成功地清洗了科隆大教堂，使這座舉世矚目的大型歷史建筑煥發新顏。

激光醫療嶄露頭角

由于激光束可以聚集到比針尖還小的范圍內，絲毫不會損傷發病區以外的正常組織，所以用激光做手術，尤其是眼部手術快捷又安全，而且手術的時間極短。如果患了胃結石、胃息肉，以往要開刀，現在只需從口腔中插一根管子進胃，用激光將結石炸碎，將息肉燒掉，短期內即可痊愈。此外，治療腫瘤也是激光的拿手好戲。

當人們為臉上的疤痕、色斑而煩惱時，激光可以為人解憂。這種激光治療系統利用皮膚中不同顏色的組織對激光波長的選擇吸收的特點，在基本不破壞正常組織的情況下，對皮膚中的黑色素在極短的瞬間用極高峰值的脈沖激光進行照射，使之發生迅速的熱膨脹和粉碎，最后由吞噬細胞運走并排出體外，疤痕和色斑就會慢慢消失。

德國一項名為“高重復頻率和脈沖能飛秒激光治療老花眼”的科研項目，于2009年正式啟動。飛秒激光是一種周期可以用飛秒(即千萬億分之一秒)計算的超強超短脈沖激光。老花眼是由于晶狀體硬化造成的，用超短飛秒激光脈沖在老花眼患者眼球晶狀體內部作微，J沏割，就可以達到恢復晶狀體彈性的目的。

激光武器初試鋒芒

激光槍是束能武器中的一種，它的特點是將激光高能粒子集束再定向發射出去，它是所有新概念武器中理論最成熟、發展最迅速、最具實戰應用價值的一種武器，理所當然地成為各國武器研制的重點。

用激光直接照射目標或者間接地將激光反射到目標上，會造成假象，引起敵人慌亂或者將敵人誘騙到其他地方。若是用激光照射敵人導彈、炸彈引信或敵方光電偵察、通信、指揮、控制裝置，則會使其功能失調，造成混亂。這些，就是激光干擾武器的制造原理。美國空軍研制的“閃光”激光干擾裝置是目前投入使用的一種典型的激光干擾武器。該裝置采用小功率化學激光器作為紅外干擾光源，安裝在飛機上。當飛機受到敵人紅外制導導彈攻擊時，駕駛員立即采取措施，跟蹤來襲導彈，并在適當距離開啟紅外激光干擾器，干擾敵方導彈，使其失去攻擊目標。

激光武器的發展將推動戰爭的演變。部署在衛星、宇宙飛船、空間站等航天器上的激光武器，在陸地、海洋、空中、太空大顯神通，使硝煙彌漫的戰場變成“光芒四射”的戰場，現代戰爭將進入一個嶄新的階段。