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激光技術(shù)發(fā)展50年：從無用到無盡可能
2021-01-15
從最初被發(fā)明時(shí)的“無用武之地”，到成為互聯(lián)網(wǎng)光纖骨干網(wǎng)及清潔聚變能研究的基礎(chǔ)，激光技術(shù)經(jīng)過了50年的發(fā)展，卻仍然是個(gè)充滿潛能的“未來派”。下面的幾幅圖展示了激光技術(shù)這50年來的演變歷史。
第一束激光。1960年，西奧多·梅曼（Theodore Maiman）在加利福尼亞州馬里布的休斯研究實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建造了一臺(tái)小型的激光發(fā)生器。將閃光燈線圈纏繞在指尖大小的紅寶石棒上，產(chǎn)生了第一條激光，從此開啟了激光時(shí)代。
梅曼的實(shí)驗(yàn)說明，閃光燈的強(qiáng)光可以給紅寶石棒充能，這些能量隨后以純粹的紅色光脈沖的形式釋放，這些相干光有恒定的相位差，就像是列隊(duì)前進(jìn)的士兵們。 （相干光：兩相干光滿足頻率相同，振動(dòng)方向相同，相位差恒定。由于激光光束的能量強(qiáng)大到足以在刀片上鉆洞，物理學(xué)家使用穿透刀片的數(shù)量作為激光能量的計(jì)量單位。）
激光武器。軍事機(jī)構(gòu)和小說家目睹了射線槍從漫畫書里的虛構(gòu)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的過程，所以他們在激光剛剛被發(fā)明時(shí)，就看到了激光作為武器的潛力。1964年，007電影《金手指》中大反派“金手指”奧瑞克威脅邦德，要用激光將他鋸成兩半——這在當(dāng)時(shí)，還是純粹的幻想。
三維激光。全息技術(shù)發(fā)明于1948年，以提高電子顯微鏡的分辨率，但埃米特·利斯（Emmett Leith）和朱瑞斯·烏帕特尼克斯（Juris Upatnieks ）在1964年使用激光對(duì)全息技術(shù)進(jìn)行了徹底改造，發(fā)明了第一個(gè)不需要特制眼鏡就能看到的三維圖像。他們用分裂的激光光束將全息圖記錄在感光片上，其中一束激光先被反射到被攝物體上，然后再與另一束會(huì)合，在感光片上成像。用一束與成像時(shí)相同方向的激光照射感光片，就會(huì)在觀看者眼前產(chǎn)生一幅逼真的三維圖像。這張玩具火車圖是這兩位科學(xué)家在密歇根大學(xué)的威洛·魯恩實(shí)驗(yàn)室第一次記錄的全息圖。
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