激光應用之最

文席金合

激光自誕生以來，因其亮度高、載能強、顏色純、射程遠等特性，相關技術得到迅猛發展，在工農業生產、國防建設和日常生活中廣泛被運用。

最快的刀

如果將一束激光經過凸透鏡聚集后，會形成直徑為0.1微米的光點，這個光點攜帶的能量是相同太陽光聚集后的10億倍。擁有如此巨大能量的激光束猶如一把鋒利無比的尖刀，具有無堅不摧的能力。

激光刀所向之處能形成上萬度的高溫和幾百個大氣壓的壓力，可輕松穿透或割斷任何材料。即使像金剛石這樣硬的物質，遇到激光刀都會瞬間汽化。而且，激光的方向性好，能不減亮度地照射很遠，所以它的刀尖可延伸到幾十千米外的地方，實現遠程切割。

最長的尺

繁星點點，銀河燦燦，在一個靜謐的夜晚，從一間特別的房子里不時傳出“砰、砰”的聲音，房間里一道道紅光劃破黑暗，射向天空。

原來是一臺激光測距儀正在測量地月距離。每隔幾秒，測距儀就將一束激光射到月球上，然后激光再從月球反射回來。

光每秒可跑約30萬千米，從地球射到月球上的激光經過2秒多返回地球。用這個時間乘以光速再除以2，就能得到地月距離。

通常，人們把光年（光在真空中傳播一年的距離）稱為量天尺，這是從理論上衡量宇宙距離的大小。而真正能測量太空距離的激光才是名副其實的量天尺，因為只有激光才能射那么遠。普通光線傳播幾千米就幾乎衰減得看不見了，更談不上從月球上反射回來。

最直的線

開掘隧道和坑道，建造高層建筑，安裝大型設備，總需要一根標準的基線作參照，以便準確定位和矯正偏差。這種標準基線的直度決定作業的精度。尤其是長距離的地下挖掘，如果準直方向把握不好，就會“失之毫厘，差之千里”，造成巨大損失。

眾所周知，光沿直線傳播，理論上可用作標準基線?？善胀ü饩€易散射，用來作“光基準尺”不太適合。

由于激光方向性好，光束中的每條光線都能平行傳播，所以可用作基準尺。用它檢測物件或工程偏差值，精度可達0.005微米。

最準的鐘

時間的長短由什么確定？舉一個簡單的例子：如果擺鐘擺動一次是1秒，那么用擺鐘擺的次數就可作為時間計量標準了。分子和原子等微粒也像擺鐘一樣不停地振動，而且速度很快，尤其是光子，每秒振動六千萬億次。如果用擺鐘計量時間，擺動偏差一次，時間誤差為1秒；而用光子振動計量，偏差一次，誤差僅為六千萬億分之一秒。

可見振動越快，計量精度越高，而且微觀粒子每振動一次的用時完全相等，相比擺鐘，擺動周期更穩定。所以，國際上選用振動非常均勻的銫原子作為時間計量的基本標準。

激光出現后，人們發現它的波動比銫原子的振動更均勻。隨著研發技術的不斷突破，激光作為時間的計量基準為期不遠。

最寬的路

電磁波傳輸手機和廣播電視信號類似于車輛運送貨物，其中電磁波相當于車輛，音像信號相當于貨物。

有時，當我們打電話時會提示占線，打開收音機時會碰到“串臺”現象，這些情形都是由于通信通道太窄，導致信息容量太小造成的。而電視等圖像信號“占道”比聲音信號更大。

由于信息的傳輸量與電磁波每秒波動的次數成正比，而激光的波動比電磁波快得多，改用激光通信，攜帶的信息量可以提高千萬倍。

一根普通電話線只能同時通二三路電話，而借助一根頭發粗的玻璃絲激光通信通道，相隔千里的兩個城市的千百萬人可同時撥打可視電話。

最清晰的像

來自遠方的朋友難得一聚，拍了張照片作留念?？捎捎趯共粶剩某龅恼掌苣：朐倥囊粡垥r，大家已經分開了。怎么辦？激光能彌補這個遺憾。

拍照時對焦不準，相當于在正確對焦位置所成的像上疊加了在其他焦距下所成的像，“真的”和“假的”混雜在一起產生干擾，看上去就模糊了。

對此，利用濾光器把對焦不準的干擾圖像過濾掉，剩下的圖像就很清晰了。具體操作過程是：用相互干涉的激光束照射模糊的照片，使它在透鏡上成像，并通過濾光器識別所需的圖像。這樣處理過的照片不僅清晰，圖像的分辨率也提高了。

此外，以激光作光源的全息拍攝技術還能把被拍攝對象上的信息全部記錄下來，用于圖像信息的高密度存儲和科幻電影的特效鏡頭。

最巧的手

人們用“妙手回春”形容醫生醫術的高明，而激光則被喻為施行高超手術的巧手。

眼睛是人體最精密、最復雜、最脆弱的光學系統，用手術治療近視、遠視和散光等，必須達到細胞直徑量級的精度。對于傳統手術來說，這簡直“難于上青天”，但對于擅長“微細加工”的激光來說，并不是什么難事。

激光束能對眼角膜進行精細修復，使其達到一定弧度且表面光滑平整，從而恢復正常視力。利用紅外激光還能剝除蒙在白內障患者眼睛晶狀體上的云霧狀瘤膜，使其康復。

眼睛內的某些微小通道一旦堵塞，分泌的透明液體就難以流動，積蓄過多后產生壓力，會傷害視神經，引起視力模糊甚至失明，這就是青光眼的癥狀。用微弱的激光束打出小孔，使眼內液體恢復流動，能減輕液體對視神經的壓迫，避免致盲。

最小的鑷子

科學家曾大膽提出，通過剪切并嫁接基因的方法人工設計生物品種。要實現這種設想，必須把染色體用一種工具夾住才能進行剪切，并且切下來的某一片斷也要能被夾住才能嫁接。

利用激光的力學性質制成的“光鑷子”是非常精細的嫁接工具，可以用來夾住單個染色體，將其從其他個體中分開。而且用它夾過的染色體不會被損傷，能繼續存活。

目前，科學家已經用“光鑷子”成功移植了染色體。接受移植的生物生長發育正常，呈現出與原來不同的特性，從而為改善農作物的品質開了先例。

最烈的火

傳統的核爆炸是鈾原子核發生分裂的結果，屬于重核裂變；而兩種含中子數目不同的氫核在高溫高壓下結合釋放能量屬于輕核聚變。據測算，30克氫核燃料發生聚變釋放的能量與300噸煤燃燒釋放的能量相當。由此可見，核聚變產生的能量高得驚人。

此外，核聚變反應不會放出有害氣體，也不像核裂變那樣會產生大量核輻射和放射性灰塵。既然聚變核能源高效又潔凈，為何不對其進行開發利用？這是因為要實現100多萬度核聚變的“點火”非常困難。

科學家將5毫克的氫核燃料封裝在一個堅固的透明小瓶內，然后用脈沖激光照射，結果瓶內瞬間就營造出一個“小太陽”?？梢?，只有激光才是引發核聚變反應的最佳火種。