激光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation),最初的中文名叫做“雷射”、“萊塞”,是它的英文名稱LASER的音譯,意思是“通過受激輻射光擴大”。激光的原理早在 1916年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)。1964年按照我國著名科學家錢學森建議將“光受激輻射”改稱“激光”。激光應用很廣泛,主要有激光打標、光纖通信、激光光譜、激光測距、激光雷達、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器等等。2013年1月,科學家已經成功研制出可用于醫(yī)學檢測的牽引光束。
在一般人的心目中,太陽光可能是世界上光度最強的光。但是,到了20世紀中葉,科學家們卻發(fā)現(xiàn)了一種比太陽表面亮度高出100億倍的光,它就是激光。
要弄清激光,首先得從物質的原子結構談起。原子是由帶正電荷的原子核和帶負電的電子組成。電子繞原子核作高速運動,猶如九大行星繞著太陽運轉一樣。電子排列是分層的,內層電子能量低,外層電子能量高,如果施加外力,使內層的電子跳到外層,而外層的電子再跳回內層,就會發(fā)生出燈光般的光束來。激光發(fā)光的基本原理就是電子跳躍而發(fā)射的光。當人們通過強大的外力激發(fā),使某一物質中內層電子悄悄地跳到外層,使外層的電子越聚越多,而后,來一個反跳,使眾多的高能電子一下子跳到低能的內層。這樣,就會發(fā)出強大的光束,而這種強大的光束就叫做激光。用來產生激光的儀器叫激光器。由激光器產生的激光,在短時間內能發(fā)出巨大的能量。
1960年,美國科學家梅曼首先用紅寶石作材料,制成世界上第一臺激光器,獲得了6943A的紅光,開創(chuàng)了激光技術的先河。如今形形的激光器如雨后春筍般出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計,已有數(shù)百種之多。
種類繁多的激光器,它們都由三個主要部分組成:第一部分稱工作物質,它是保證受激而產生激光的物質;第二部分稱泵浦手段,這是不斷給產生激光的物質補充能量;第三部分是振蕩腔,通過腔的振蕩不斷放大,從而保證激光輸出。
人們給激光冠上神奇的稱謂,那是因為它有獨特的本領:方向性強,顏色純,能量大等。因而,它的用途十分廣泛。用激光來加工機械,削鐵如泥,任何金屬在激光面前都會迎刃而解;用激光于通訊,攜帶信息量驚人,用之于電話,可使幾十億部電話同時通話;用之于電視,可傳播上千萬套;用之于印刷,分辨率達每英寸9000個點,調制速率可達幾十兆赫;用之于計算機,比電子開關快1000倍。
尤其值得一提的是,激光還可以用來制造武器。比如,激光槍號稱20世紀的無聲槍,可使對方士兵雙目失明;再如激光炮,它能量大命中率高,可輕易擊毀敵方坦克、飛機、導彈,甚至衛(wèi)星。美國在白沙導彈試驗場,用功率最大的默蘭克爾激光炮對赫赫有名的大力神式導彈發(fā)射,星空體育注冊不到2秒鐘,大力神導彈就折戟沉沙。激光炮的速度,達到驚人地步,每秒可走30萬公里。
激光的發(fā)現(xiàn)能為人類造福,但也能給人類帶來災難。科學家的任務是,用其利,去其害,造福于子孫后代。