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激光技术诞生50年 激光的过去现在和未来

2010-03-29 09:43
来源: 新快报

  没有比激光更雅俗共赏的高科技东东,它可以是手术室里的精密工具,也可以是课堂上老师指点幻灯片的教鞭,还可以是你在家逗引猫儿上蹿下跳的玩具。经过半个世纪的发展,激光在日常生活中扮演着越来越重要的角色。有多重要?给个数字吧,每年和激光相关产品和服务的市值可是高逾3万亿美元!

  1960年3月22日,美国人亚瑟·莱纳德·肖洛(Arthur Leonard Schawlow)和查尔斯·哈德·汤斯获得了首个激光专利。虽然他们的同事戈登·高尔德随后为争夺激光发明者这一头衔展开了漫长的斗争,激光的身世也因此变得模糊不清,不过,在它问世50年来,它成就了大量的发明与产品、激发了无数想象是铁板钉钉的事实。

  激光之所以能够扮演如此重要的角色,一是因为其能量较高,二是其高度定向性让其成为了远距离精确传递调制信息的最佳工具,测量地球和月球之间的距离就有它的汗马功劳,而解读DVD、商品条形码和生物细胞等的妙用亦和我们的生活息息相关。

  斯坦福大学光学研究中心负责人托马斯·拜尔说:“现在几乎所有的实时信息都能够通过激光来编码传递。”就连无线通信网络也离不开依靠激光来编码和提高数据传输速度的光纤网络。

  拜尔还指出,从高端的光纤到常见的商店条形码扫描仪,每年和激光相关产品和服务的市值高逾3万亿美元!

  经过半个世纪的发展,逐渐融入人们生活中的激光也正在扮演着越来越重要的角色,怪不得“激光”一词在美国成为了排在“引擎”和“电脑”之后最流行关键词的第三位。

  ●激光以后还能干啥

  1 未来清洁能源

  美国加利福尼亚州劳伦斯·利文莫国家实验室的科学家计划用192束激光制造核能,相关实验今年春天已经启动。在十分之一秒的时间里,强大的激光束所产生的冲击波将击溃燃料弹丸,产生约为1亿摄氏度的高温。在这样的极端条件下,氢原子将发生聚变,产生氦并释放大量能源。如获成功,这一通常只可能在恒星内部出现的反应将为一个取之不尽用之不竭的清洁能源时代拉开序幕。

  2 治疗与诊断病症

  众所周知准分子激光手术能治疗近视眼,不过这可不是激光在医学领域的唯一成就。除了治疗,激光还能在诊断上大显身手。它可以穿透色素痣内部,查看人们是否有皮肤癌的潜在症状,激光全息术还能够用于查找身体组织深处的癌细胞。激光甚至还能帮助诊断早年老年痴呆症:将一种特殊荧光眼液滴入眼睛之后,用蓝色激光照射,如果眼液发亮的话,这就说明乙型淀粉样蛋白的存在,一定量的此类蛋白是老年痴呆症的先兆。

  3 提速数据存储

  如果电脑生产能够实现从电子到激光光子的转变的话,将大大降低手机、电脑以及其他数码产品的生产成本和额定能耗。加州大学圣塔芭芭拉分校能效研究所的主任约翰·鲍沃斯表示:“一种新的光子USB传输协议已经问世,在未来一两年内,我们的电脑可以实现10Gb/s的双向传输速度,从而大大提高网络速度。”与此同时,利用激光的热辅助磁性写入技术还有可能将磁盘驱动器的存储容量提高20倍或更多。

  4 万能透视眼

  科学家已经研制了一种新型激光仪器,该仪器可以通过发射微束激光来分析目标材料的相关信息。激光诱导击穿光谱仪还能够用来发现菠菜中的大肠杆菌,辨别一种粉末含有普通霉菌还是炭疽孢子,帮助专家甄别或修复名画,查看恐龙化石中含有哪些物质等。

  美国利福摩尔实验室还正在研制一种可以发射单能伽马射线的激光,就连隐藏在1米厚金属内部的核材料都能够被它发现。

  5 下一代武器

  在《变形金刚2》中,美军航空母舰一束激光炮击落正在金字塔上刨挖的霸天虎的情景令人印象深刻。而这样惊人的激光武器有望走入现实。美国军方去年宣布,他们的机载激光试验机YAL-1A装载了最新研制的机载激光聚能武器,能够用于摧毁处于起飞助推段状态的战术弹道导弹。不过碍于研发成本,激光武器的兴盛期还远远未至,但尝鲜的总是美国人。据《新科学家》报道,美国正在忙于下一代激光武器的研制。

  激光那些杂七杂八的事儿

  ●物理学家戈登·高尔德为了争夺激光之父的称谓,花费了数百万美元,甚至还签字放弃了80%的专利收益。不过他后来还是变得很有钱,上世纪80年代后他出书并获得了巨额版费。

  ●激光唱片机1978年开始生产,2009年停产。最后一个制造激光唱片机的是日本“先锋”(Pioneer)公司。

  ●曾有11人因为发明与激光相关技术尔获得诺贝尔奖。

  ●在过去50年里,激光导致的事故至少导致12人死亡,几乎所有死者都是实验室里的科学家。

  ●一项2008年的调查指出,2000名电影迷压倒性地选定《星球大战》里的光剑为最受欢迎影视武器。

  ●去年秋天,戴尔公司推出一款能在每分钟双面打印37页纸的激光彩色打印机,据说其打印速度是目前世界上最快的。
 

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