| 激光，是一种崭新的光源，是由激光器产生的一种光。它是继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明。激光的问世及发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。那么，什么是激光？它的本质是什么？激光对人类生活有什么重要的作用呢？本书分异军突起、庐山真貌、众生百态、百变神通、日新月异五方面，为您掀开激光的奥秘。 |
| 异军突起 提出受激辐射概念——爱因斯坦的贡献 第一台微波激射器——汤斯的发明 打破40年沉寂——汤斯和肖洛 百轲争流中梅曼捷足先登——第一支激光器的诞生 百花争艳——激光技术的发展 中国激光之父——王之江 “激光”的命名——钱学森 庐山真貌 什么是激光 千呼万唤终是你——激光的名称 应运而生的幸运儿——激光光学 斗志昂扬的战士——激光不同于普通光 掀开神秘的面纱——激光本质探讨 万事皆有因——激光产生的原理 有因必有果——激光的物理基础 原因细细说——激光产生的五个条件 激光特性吉尼斯 亮度之最——100亿倍于太阳光的亮度 距离之最——可从地球射到月球 色彩之最——发射单色鲜亮的光 相干性能好——清楚反映黑白相间条文的光 众生百态 坚固耐用——固体激光器 八面玲珑——气体激光器 精巧细致——半导体激光器 大气护卫——液体激光器 百变神通 “生化之光”——激光的生命化学作用 通信新姿态——激光通信 神光驱病魔——激光在医学方面的应用 梦幻大舞台——娱乐、艺术与激光 文物考古有奇招——激光与文物考古 鬼斧神工加工术——激光在工业上的应用 防灾环保显身手——激光与我们的环境 扬眉光出鞘——激光与军事武器 测量神通手——激光与测量 建筑战线上的尖兵——激光与建筑业 大千世界的重现——全息技术 从现在走向未来——办公自动化 激光生活剧——激光与我们的生活 激光航空护驾——激光与航空 日新月异 20世纪投入使用最快的发现——激光 探求无穷的绿色能源——激光核聚变 探索宇宙奥秘的动力——激光飞船 21世纪的激光风暴——激光产业革命 解读生命的真谛——未来激光革新农业生产 节约水资源的法宝——农业激光平地系统 纳米的天賜帮手——激光微加工 呈现物质真面目——激光光谱学研究 改造基因的武器——激光遗传学 手控空中光魅影——交互式3D显示器 无法释怀的热爱——激光庆典 钣金加工一把手——三维激光切割术 不怕扭曲的图像——激光投影 奇特太空动力源——未来的激光卫星电站 关爱地球的保姆——激光探测卫星 独一无二激光器——当前世界功率最大的激光器 装模做样来作秀——演奏激光键盘 星际领航员——激光引导火星探测 |
| 用激光矫正近视、远视和散光，这是近几年迅速发展的新技术。 1962年，人类第一次将激光发射到月球上去，历经38.4万公里的路程后，也只在月球表面形成一个直径为2km左右的光斑。用普通光源则办不到，即使用最强的探照灯，射到月球上散开的光斑比月球还大。 这个实验证明：光源离物体(眼)越远，它所发之光的散开度越大。 关于眼屈光的一个激光实验 眼屈光学认为对不同距离的物体聚焦，眼睛经常需要改变其屈光力，因为不同距离物体射向眼的反射光(或光源发出的光)是不同的。平行光指自无穷远处发出的光互相平行地向前行进。眼屈光学将5m以外所发之光称为平行光。散开光是指由任何发光物质发出的光都是散开的。眼屈光学将5m以内所发之光称为散开光。注意：光源离眼越近，它所发之光的散开度越大。分析：各种光源中，激光的方向性比现在所有的其他光源都好得多，在近处，它几乎是一束平行线。 那么，大家想一下，眼的屈光力应该怎样改变呢？ 焊接血管—— 外科手术中常常遇到接通血管的工作，而且，对于像断肢再植；心、肺移植等这样的手术，血管连接的质量是手术是否成功的关键。把血管接合起来常用的办法就是用线把它们缝合，只要能不让血管里的血液往外泄漏，缝的针脚越少越好。因为缝上的线对于生物组织来说是异物，在缝线的周围形成疤痕使血管变窄。 因为用激光的能量可以把机械元件连接起来，所以科学家就想到了用激光来焊接血管。经过试验，表明血管在激光的作用下是可以被修复的。试验工作先是在动物身上进行。用聚焦的激光束照射老鼠的颈动脉，不用线缝，被断开的血管会接合起来。经过充分的实验后，用激光接血管的手术开始在临床上使用。不过为了固定血管位置，在手术中也需要在血管上缝3-4针。 用激光接合的血管和用线缝接合的血管，两者有什么不同呢？ 两种做法缝合的血管愈合特性相似，用激光接合的好处是在接合的地方疤痕比较小，异体反应也比较少。 发光的手术刀—— 之前我们提到了用激光给病人动手术，当然这就离不开我们的新式手术刀——激光手术刀。它不是金属或者非金属材料做的，而是用激光。 就像工人师傅用喷枪吐出的火焰切割钢板一样，从喷枪喷出的火焰把金属熔化和汽化，在材料上留下一条凹痕，如果让喷枪朝前移动，金属板便被切开。同样的道理，一束经过透镜聚焦的激光照射在皮肤上，激光的能量会立即把生物组织加热并且发生汽化，留下一条凹沟；当光束移动时，凹沟随着光束延伸，把组织给切开，如同是用金属刀子拉开组织一样。 激光刀和普通金属手术刀的比较 激光刀和普通金属手术刀相比，动手术时出血量比较少。这是因为激光刀在切开组织的同时，激光的能量也把周围的小血管给加热凝固起来，把它们给封住了。因为激光刀有这个优点，所以，像作肝脏切除手术时，出血是危险性比较大的并发症，激光刀就解决了这个难题。 激光手术刀动手术时，可以不直接和组织接触，因而使用它时不必担心消毒的事。用普通手术刀就不一样，消毒不彻底会引起交叉感染。 用激光刀切软组织、硬组织(比如骨头)，它都一样“锋利”，一样的快捷。用普通手术刀遇到给软组织或者骨头动手术，就会感到很吃力，动手术的时间也长。 大家想想看激光刀切开组织的原理是什么？ 提示：利用热效应或是光化学作用。 激光针—— 针灸是我国发明的医疗技术，用一根银针刺激人体的一些穴位，可以治疗许多疾病。激光器发明之后，人们发现用聚焦成直径0.5毫米左右的激光束照射人体的穴位，有和采用银针刺激穴位相同的效果。于是便把这种场合使用的激光束叫做“激光针”。 那激光针和普通针相比有什么异同点呢？ 经过临床试验对比发现，采用普通针灸方法可以治疗的病，用激光针也可治疗。激光针选取的穴位和配位，也和普通针灸选的相同。而且，普通针灸方法不能取的穴位，激光针似乎也能对它取穴，但对头部、面部、眼区取穴时需要小心，时间也不宜过长。 思考题：激光针照射穴位为什么能给人治病呢？ 激光针与普通针针灸相比有什么长处？ 激光针针灸时疼痛不大，病人都能承受。 激光针作针灸时不直接接触皮肤，可以避免因消毒不彻底而将病菌和病毒带人病人体内的事。特别是对患有传染性肝炎病人进行针灸后的“针”处理时，将显示出其独特的长处。 激光针不会出现诸如弯针、断针等事。 快速检查艾滋病—— 被称为世界瘟疫的艾滋病，以其长期的潜伏性、诡秘的传染性和百分之百的死亡率而让人们谈其色变。其所以猖獗的一个重要原因，就是早期的难以确诊。 以前为了判断是否感染艾滋病，必须对血清进行培养，约需1个月的时间。由于艾滋病毒在体外的生存力原因，往往会受到意外因素干扰而影响最后结论。日本电报电话公司茨城研究开发中心光电子学研究所，从艾滋病患者的血清中检测病毒抗原的实验获得成功。该公司采用激光测定技术，用一天时间就能得到结果。测定的方法是把带磁的艾滋病毒放人检查容器中，由电磁铁的作用使病毒集中在一点。然后照射激光，根据反射光的变化测出病毒量。 即使在较好的条件下，用以前的方法也只能测出每毫升约10微微克的抗原，采用激光的方法能测出每毫升0.1微微克的抗原。由于艾滋病患者每毫升血清中存在约10微微克的抗原，所以发现率极高。 糖尿病的检查—— 糖尿病患者简单的血液检查需要少量手指血液，由此了解患者的血糖指标是否大幅度升降，许多患者每天需测量血糖达8次之多，这对患者来说比较痛苦。传统的尿液检查精度又不够高，所以希望有一种光束穿过皮肤的装置来代替传统的检查方法。美国一家公司的研究人员，分析了葡萄糖近红外光谱区吸收光的方式。认为如果能够探测血管中出现的红外特征谱，就能计算出血液中的葡萄糖浓度。该技术的关键是把占体内0.01%液体的葡萄糖的弱吸收特征谱与水和脂肪的较强特征谱区分开。解决的方法就是对所用波长做精心选择。其测量所得出的结果至少与糖尿病患者通常所用的血液检查一样准确。(P86-91) |
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