带你认识“最亮的光”

9　带你认识“最亮的光”

知识导航

世界上已知的“最亮的光”是什么光呢？它就是我们常说的激光。激光是“通过受激辐射光扩大”，最初被叫做“镭射”“莱塞”。1964年，按照我国著名科学家钱学森的建议，将“光受激发射”改称为“激光”。现在激光的应用非常广泛，包括光纤通信、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光指示器、激光矫视、激光扫描、激光灭蚊器，等等。它是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”，等等。之所以称其为“最亮的光”，是因为它的亮度约是太阳光的100亿倍甚至可以高达200亿倍。

激光的原理早在1916年就已经被著名的科学家爱因斯坦发现，但直到1960年激光才首次被人们成功地从激光器中“激发”出来。激光是在理论联系生产实际的情况下应运而生的，主要是为了满足人们的迫切需要。它一问世，就获得了快速发展，不但使人们有效地利用先进的技术获得了空前的效益和成果，而且极大地促进了生产力的发展。

爱因斯坦

爱因斯坦的“光与物质相互作用”的激光原理，在当时是一套全新的技术理论。这一理论说明在物质的原子中，有不同数量的粒子分布在不同的能级上。物质高能级上的粒子在受到某种光子的激发之后，会从高能级跳到低能级，这时物质就会辐射出和激发其粒子的光相同性质的光，而且在某种情况下，能出现弱光激发强光的现象。这就被叫做“受激辐射的光放大”，我们通常称为激光。

知识拓展

简单来说，激光器就是能发射激光的装置。在专业术语上，其解释是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。我们按工作介质的不同，可以将激光器分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。目前，激光二极管泵浦全固体激光器由于具有效率高、光束质量好、性能稳定、寿命长等优点，日益引起人们的广泛重视和应用，尤其是在光谱学、激光雷达、光学数据存储等领域。

激光是单频的，虽然有一些激光器可以同时产生不同频率的激光，但是这些激光是互相隔离和分开的。它是一种相干光，相干光的特征就是其所有的光波都是同步的。另外，激光是高度集中的，在被发射很长的一段距离之后才会出现分散或者收敛的现象。

现在，激光的应用领域主要包括工业、商业、科研、医疗、信息和军事六个领域。例如，利用激光束与物质相互作用的特性对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工的激光加工技术；在汽车工业中，对缸套、活塞环、齿轮等零部件的激光热处理；在汽车零件、锂电池、心脏起搏器等密封器件的精密激光焊接等。在今后的发展中，除了在这六个领域广泛应用之外，激光一定还有更加广阔的用武之地。

激光在焊接中的应用

知识解码

勇往直前的“定向者”

激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器，具有快速、精确和抗电磁干扰等特性，是一种常规的威慑力量。根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。虽然激光武器的“炮弹”速度是光速，但由于其发射出的光束容易受到天气的影响，所以到今天，激光武器也没有得到普及。

激光武器的武器系统主要由激光器、跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，目前常见的激光器有固体激光器、化学激光器等。它发出的光束能量非常集中，可以达到太阳光的200亿倍。激光比太阳光亮的原因，并不是因为它的能量比太阳大，而是由于它的能量非常集中。