激光应用之最

席金合

激光自诞生以来，因其亮度高、载能强、颜色纯、射程远等特性，相关技术得到迅猛发展，在工农业生产、国防建设和日常生活中广泛被运用。

如果将一束激光经过凸透镜聚集后，会形成直径为0.1微米的光点，这个光点携带的能量是相同太阳光聚集后的10亿倍。拥有如此巨大能量的激光束犹如一把锋利无比的尖刀，具有无坚不摧的能力。

激光刀所向之处能形成上万度的高温和几百个大气压的压力，可轻松穿透或割断任何材料。即使像金刚石这样硬的物质，遇到激光刀都会瞬间汽化。而且，激光的方向性好，能不减亮度地照射很远，所以它的刀尖可延伸到几十千米外的地方，实现远程切割。

繁星点点，银河灿灿，在一个静谧的夜晚，从一间特别的房子里不时传出“砰、砰”的声音，房间里一道道红光划破黑暗，射向天空。

原来是一台激光测距仪正在测量地月距离。每隔几秒，测距仪就将一束激光射到月球上，然后激光再从月球反射回来。

光每秒可跑约30万千米，从地球射到月球上的激光经过2秒多返回地球。用这个时间乘以光速再除以2，就能得到地月距离。

通常，人们把光年（光在真空中传播一年的距离）称为量天尺，这是从理论上衡量宇宙距离的大小。而真正能测量太空距离的激光才是名副其实的量天尺，因为只有激光才能射那么远。普通光线传播几千米就几乎衰减得看不见了，更谈不上从月球上反射回来。

开掘隧道和坑道，建造高层建筑，安装大型设备，总需要一根标准的基线作参照，以便准确定位和矫正偏差。这种标准基线的直度决定作业的精度。尤其是长距离的地下挖掘，如果准直方向把握不好，就会“失之毫厘，差之千里”，造成巨大损失。

众所周知，光沿直线传播，理论上可用作标准基线。可普通光线易散射，用来作“光基准尺”不太适合。

由于激光方向性好，光束中的每条光线都能平行传播，所以可用作基准尺。用它检测物件或工程偏差值，精度可达0.005微米。

时间的长短由什么确定？举一个简单的例子：如果摆钟摆动一次是1秒，那么用摆钟摆的次数就可作为时间计量标准了。分子和原子等微粒也像摆钟一样不停地振动，而且速度很快，尤其是光子，每秒振动六千万亿次。如果用摆钟计量时间，摆动偏差一次，时间误差为1秒；而用光子振动计量，偏差一次，误差仅为六千万亿分之一秒。

可见振动越快，计量精度越高，而且微观粒子每振动一次的用时完全相等，相比摆钟，摆动周期更稳定。所以，国际上选用振动非常均匀的铯原子作为时间计量的基本标准。

激光出现后，人们发现它的波动比铯原子的振动更均匀。随着研发技术的不断突破，激光作为时间的计量基准为期不远。

电磁波传输手机和广播电视信号类似于车辆运送货物，其中电磁波相当于车辆，音像信号相当于货物。

有时，当我们打电话时会提示占线，打开收音机时会碰到“串台”现象，这些情形都是由于通信通道太窄，导致信息容量太小造成的。而电视等图像信号“占道”比声音信号更大。

由于信息的传输量与电磁波每秒波动的次数成正比，而激光的波动比电磁波快得多，改用激光通信，携带的信息量可以提高千万倍。

一根普通电话线只能同时通二三路电话，而借助一根头发粗的玻璃丝激光通信通道，相隔千里的两个城市的千百万人可同时拨打可视电话。

来自远方的朋友难得一聚，拍了张照片作留念。可由于对焦不准，拍出的照片很模糊，想再拍一张时，大家已经分开了。怎么办？激光能弥补这个遗憾。

拍照时对焦不准，相当于在正确对焦位置所成的像上叠加了在其他焦距下所成的像，“真的”和“假的”混杂在一起产生干扰，看上去就模糊了。

对此，利用滤光器把对焦不准的干扰图像过滤掉，剩下的图像就很清晰了。具体操作过程是：用相互干涉的激光束照射模糊的照片，使它在透镜上成像，并通过滤光器识别所需的图像。这样处理过的照片不仅清晰，图像的分辨率也提高了。

此外，以激光作光源的全息拍摄技术还能把被拍摄对象上的信息全部记录下来，用于图像信息的高密度存储和科幻电影的特效镜头。

人们用“妙手回春”形容医生医术的高明，而激光则被喻为施行高超手术的巧手。

眼睛是人体最精密、最复杂、最脆弱的光学系统，用手术治疗近视、远视和散光等，必须达到细胞直径量级的精度。对于传统手术来说，这简直“难于上青天”，但对于擅长“微细加工”的激光来说，并不是什么难事。

激光束能对眼角膜进行精细修复，使其达到一定弧度且表面光滑平整，从而恢复正常视力。利用红外激光还能剥除蒙在白内障患者眼睛晶状体上的云雾状瘤膜，使其康复。

眼睛内的某些微小通道一旦堵塞，分泌的透明液体就难以流动，积蓄过多后产生压力，会伤害视神经，引起视力模糊甚至失明，这就是青光眼的症状。用微弱的激光束打出小孔，使眼内液体恢复流动，能减轻液体对视神经的压迫，避免致盲。

科学家曾大胆提出，通过剪切并嫁接基因的方法人工设计生物品种。要实现这种设想，必须把染色体用一种工具夹住才能进行剪切，并且切下来的某一片断也要能被夹住才能嫁接。

利用激光的力學性质制成的“光镊子”是非常精细的嫁接工具，可以用来夹住单个染色体， 将其从其他个体中分开。而且用它夹过的染色体不会被损伤，能继续存活。

目前，科学家已经用“光镊子”成功移植了染色体。接受移植的生物生长发育正常，呈现出与原来不同的特性，从而为改善农作物的品质开了先例。

传统的核爆炸是铀原子核发生分裂的结果，属于重核裂变；而两种含中子数目不同的氢核在高温高压下结合释放能量属于轻核聚变。据测算，30克氢核燃料发生聚变释放的能量与300吨煤燃烧释放的能量相当。由此可见，核聚变产生的能量高得惊人。

此外，核聚变反应不会放出有害气体，也不像核裂变那样会产生大量核辐射和放射性灰尘。既然聚变核能源高效又洁净，为何不对其进行开发利用？这是因为要实现100多万度核聚变的“点火”非常困难。

科学家将5毫克的氢核燃料封装在一个坚固的透明小瓶内，然后用脉冲激光照射，结果瓶内瞬间就营造出一个“小太阳”。可见，只有激光才是引发核聚变反应的最佳火种。endprint