04.26 比太阳亮100亿倍,历经43年研制成功,产业地位不亚于芯片

我国高端产业中的芯片起步早收效晚,投入大量人力物力但收效甚慢,不得不说是一大遗憾。而同为高端产业顶端的另一大技术体系--激光产业,则逆势而上,形成了比较完整的产业链,同样具有广泛而高效益的发展前景。可喜的是,这个产业,我国并没有落后于世界发展速度,相反,在工业应用方面,甚至走在了前沿。


比太阳亮100亿倍,历经43年研制成功,产业地位不亚于芯片

激光,顾名思义是受激辐射产生的强光,其亮度高于太阳100亿倍,具有极高能量密度、极好的单色性、方向性。1917年,爱因斯坦在理论上预言了物质存在受激发射高能量密度的光辐射的现象,1960年美国加州一家物理实验室研制的装置发射出第一束真正具备实际意义的激光束,历经43年,激光一旦从理论投入到实际应用便显示出巨大的生命力,目前从尖端的光纤应用到常用的商品条形码扫描,以发射激光的激光器为主要应用激光工业全球市值已达万亿元规模。

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激光的产生如上图所示,一段激活物质就是一段光放大器,图中闪光灯是激活介质实现粒子数反转的激励源,红宝石是光放大的介质,两端分别为全反射镜子和半反射镜子构成谐振腔,,基本沿轴运动的光子在红宝石介质中以指数级增长的规模诱发出更多的同频率、同相位、同方向的光子共同运动,最终在半透镜发射出亮度极高、指向性极好的激光。

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从第一束激光诞生起,它在医学祛斑除皱、眼科治疗、工业切割焊接、信息传送、测距测速等领域便开始发挥巨大的作用。1983年,美国总统里根在关于星球大战的演说中首次描绘了激光作为武器的应用,从此激光迈入军事领域,世界各国在激光武器的研究上投入大量精力资金,目前在激光制导导弹方面技术已臻于成熟。


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激光作为光的典型代表,在宇宙物质构成及高能物理研究领域发挥着重大作用:2010年,美国国家核安全管理局(NNSA)表示,通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料、氢的同位素氘(质量数2)和氚(质量数3),解决了核聚变的一个关键困难。另一家实验室则准备使用两束高强度激光制造出物质,理想很丰满,现实很骨感,实验暂时并没有成功,但最新理论显示,光是物质最基本的自然属性,在可预计的将来,光变物质也许会变为现实,届时宇宙大爆炸最初100秒情景再现和实现超远距离的物质瞬间输送都或将实现。


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