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(jìn)日常生活，是美國(guó)超市使用發(fā)出紅色氦氖激光的條形碼掃描槍實(shí)現(xiàn)收款自動(dòng)化。若爾斯·阿爾費(fèi)羅夫(Zhores Alferovand )和赫伯特·克勒默(Herbert Kroemer)改進(jìn)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(jiǎng)。(圖中所示為一個(gè)半導(dǎo)體二極管激光器和五美元鈔票大小的對(duì)比。)如今，這樣的芯片隨處可見，比如說CD播放器、藍(lán)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(yuǎn)不會(huì)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(jí)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(jìn)行眼內(nèi)手術(shù)，無需要切開眼球。早在1962年，一臺(tái)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(shí)驗(yàn)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(kuò)散，這種病癥后果非常嚴(yán)重，會(huì)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(guó)家點(diǎn)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(guó)家實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)可控核聚變。

　　自此之后，勞倫斯利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室一直追尋著這個(gè)理念，他們使用的激光器也越來越大，終于在美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置(National Ignition Facility))中達(dá)到巔峰。這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，可以同時(shí)發(fā)出192束激光，去年，在十億分之幾秒的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生了能量達(dá)到100萬焦耳的激光脈沖，使之成為有史以來能量最強(qiáng)的激光器。國(guó)家點(diǎn)火裝置是美國(guó)科學(xué)家研制的、世界最大的激光核聚變裝置。據(jù)悉，這個(gè)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(guó)在無需核試的情況下保持核威懾力。