紀(jì)念激光誕生50年:從射線武器到聚變供能

　5. 無處不在的激光

無處不在的激光

　　激光技術(shù)第一次走進日常生活，是美國超市使用發(fā)出紅色氦氖激光的條形碼掃描槍實現(xiàn)收款自動化。若爾斯·阿爾費羅夫(Zhores Alferovand )和赫伯特·克勒默(Herbert Kroemer)改進了制作半導(dǎo)體二極管激光器的方法，讓激光真正地?zé)o處不在。這兩位科學(xué)家因此獲得了2000年的諾貝爾物理獎。(圖中所示為一個半導(dǎo)體二極管激光器和五美元鈔票大小的對比。)如今，這樣的芯片隨處可見，比如說CD播放器、藍光播放器、紅色激光筆并構(gòu)成了全球電信網(wǎng)絡(luò)的骨干。

　　6. 用途廣泛的刀片

用途廣泛的刀片

　　在工業(yè)上，激光被用作永遠不會變鈍的鋸和鉆頭。最初人們使用激光來加工硬度很高的材料，如鉆石，或非常柔軟的材料，例如嬰兒奶瓶的奶嘴。

　　低功率激光可以切割和焊接塑料；高功率激光可以切割和焊接金屬。早期的工業(yè)激光器，必須要有非常龐大的體形，才能產(chǎn)生足夠的能量，但新型固態(tài)激光器卻非常小巧，給人印象深刻：如今一段細(xì)光纖或幾分之一毫米厚、撲克大小的盤片就能產(chǎn)生千瓦級的能量，足以切開幾厘米厚的金屬片。

　　7. 激光廣泛的醫(yī)學(xué)用途

激光廣泛的醫(yī)學(xué)用途

　　激光的首次在醫(yī)學(xué)上的成功應(yīng)用是進行眼內(nèi)手術(shù)，無需要切開眼球。早在1962年，一臺紅寶石激光器將病人脫落的視網(wǎng)膜與眼球重新連接，使他恢復(fù)了視力。更大的成功在1968年到來，外科醫(yī)生弗朗西斯·萊斯佩朗斯和貝爾實驗室的工程師使用氬離子激光器破壞異常的血管，以避免這些血管在視網(wǎng)膜中擴散，這種病癥后果非常嚴(yán)重，會導(dǎo)致糖尿病人失明。這種治療方法已經(jīng)挽救了數(shù)百萬人的視力。如今，激光也被用來切割角膜，以矯正視力，或者消除胎記和刺青。

　　8. 激光之母

激光之母(圖片來源：國家點火裝置)

　　很久以來可控核聚變都是人們最理想的清潔能源產(chǎn)生方式。1962年，在加利福尼亞州的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，物理學(xué)家約翰·納科爾斯(John Nuckolls)，提出用激光脈沖加熱和壓縮重氫同位素塊來實現(xiàn)可控核聚變。

　　自此之后，勞倫斯利弗莫爾實驗室一直追尋著這個理念，他們使用的激光器也越來越大，終于在美國國家點火裝置(National Ignition Facility))中達到巔峰。這是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，可以同時發(fā)出192束激光，去年，在十億分之幾秒的時間內(nèi)，產(chǎn)生了能量達到100萬焦耳的激光脈沖，使之成為有史以來能量最強的激光器。國家點火裝置是美國科學(xué)家研制的、世界最大的激光核聚變裝置。據(jù)悉，這個被稱為“人造太陽”的裝置能產(chǎn)生類似恒星內(nèi)核溫度和壓力，使美國在無需核試的情況下保持核威懾力。