『壹』 激光能在鋼板上打孔,要是打在人的身上會怎麼樣呢
如果是直打,會出現一個洞,如果是掃一下,你會給割成兩個或損失什麼部件
如果是光潔度及高的鏡子,理論是應該是會反射,如果有雜質,會慢慢給加溫,然後融化,然後就穿了
『貳』 激光有什麼用途
激光應用很廣泛,有激光打標、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光測距、激光雷達、激光武器、激盯慧光唱片、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器、LIF無損檢測技術等等。激光系統可分為連續波激光器和脈沖激光器。
激光是20世紀以來繼核能、電山則御腦、半導體之後,人類的又一重大發明,被稱為「最快的刀」、「最準的尺」、「最亮的光」。激光的英文全名已經完全表達了製造激光的主要過程。激光的原理早在 1916年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發現。
(2)手腕植入鋼板做激光起什麼作用擴展閱讀:
首次捕捉
2015年1月27日,《新科學家》(New Scientist)報道,利用能探測到單光子,每秒200億幀的超高速攝像機,科學家首次捕捉到了激光在空氣中飛行的畫面。在10分鍾內,研究者記錄了光子與空氣碰撞時產生的200萬次激光脈沖。該技術逗岩可用於巡查環境角落,顯示屏幕上看不到的物體,還可用在需要精準計量時間信息的地方。
蘇格蘭赫利瓦特大學的主要研究者加里皮說:「這是我們第一次看到光經過身邊時的情形。」在通常情況下,科學家只能通過物體上的反射來看到光。想看到激光器發出的激光則更加棘手,因為光子是在聚焦光束中運動,而且方向都相同。
『叄』 激光手術都有什麼副作用
做激光手術也是存在一些危害的,在術後有可能會出現皮膚燒傷、感染以及瘙癢等副作用情況出現的。如果醫生對激光的能量以及參數的設置不符合受術者局部肌膚的話,枯敗就有可能因為激光能量較高而導致受術洞賀者皮膚出現燒傷、燙傷或者是水泡的情況。如果膚納敗派質比較嚴重的話,是需要進行多次激光治療的,而如果受術者頻繁進行激光治療的話,就有可能導致色素沉著情況的出現,同時在手術之後也要注意對局部做好防曬措施,
『肆』 激光的作用是什麼
激光應用很廣泛,有激光運滑打標、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光測距、激光雷達、激光武器、激光唱片、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器、LIF無損檢測技術等等。激光系統可分為連續波激光器和脈沖激光器。
原子受激輻射的光,故名「激光」:原子中的電子吸收能量後從低能級躍遷到高能級,再從高能級回落到低能級的時候,所釋放的能量以光子的形式放出。被引誘(激發)出來的光子束(激光),其中的光子光學特性高度一致。這使得激光比起普通光源,激光的單色性好,旁知臘亮度高,方向性好。
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激光的理論基礎起源於物理學家愛因斯坦,1917年愛因斯猛扒坦提出了一套全新的技術理論『光與物質相互作用』。這一理論是說在組成物質的原子中,有不同數量的粒子(電子)分布在不同的能級上。
在高能級上的粒子受到某種光子的激發,會從高能級跳到(躍遷)到低能級上,這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做「受激輻射的光放大」,簡稱激光。
『伍』 激光為什麼可以穿射鋼板
它主把高質量的光能源高度集中使用作用在一小點上而達到的,就如用放大鏡在太陽光下把那太陽光高度集中可點燃紙一樣的道理。而且激光還是比太陽光更優秀更高能量的光線。
『陸』 激光的作用
激光
laser light
基於受激輻射光放大原理產生的相干輻射。激光具有如下特點:①定向性好。激光的發散立體角極小,一般在10-5~10-8 球面度范圍內 。激光的高度定向性意味著激光能量集中在很窄的光束中。②亮度高。普通光源的亮度很低,太陽的亮度約為103 瓦/(厘陸晌米2·球面度),而大功率激光器的亮度高達1010~1017瓦/(厘米2·球面度 )。③單色性好。激光的單色性通常用v/Δv 來表徵,v 為激光譜線中心的頻率,Δv為譜線頻寬,較好的激光器 v/Δv可達1010~1013。單色性好亦即時間相乾性好。④空間相乾性好。普通光源的空間相乾性很差,光程差為波長的數千倍時,已不出現干涉現象;而激光幾乎整個波場空間都是相乾的。
激光裝置發出的激光
利用激光的定向性好和高亮度,在測距、雷達、光纖通信、醫學、機械加工(焊接、切割、鑽孔等)、導彈制導和核聚變試驗等方面廣泛應用。激光的高強度使光譜學取得了突破性進展,開拓了新的研究領域;激光引起的非線性效應開創了非線性光學這一新領域。激光的極好的單色性為精密測量長度提供了十分有利的光源。可利用單色性好發展了光波的拍頻技術,可測量極緩慢的速度(約 1微米/ 秒)和角速度(約10-1弧度 /秒)。具有良好相乾性的激光出現後 ,全息術得以進入實用階段並迅速應用於各個領域。在相干光信息處理領域,激光器已成為必不可少的光源。
激光材料
laser material
把各種泵浦(電、光、射線)能量轉換成激光的材料 。激光器的工作物質。激光材料主要是凝聚態物質,以固體激光物質為主。固體激光材料分為兩類。一類是以電激勵為主的半導體激光材料,一般採用異質結構,由半導體薄膜組成,用外延方法和氣相沉積方法製得。根據激光波長的不同,採用不同摻雜半導體材料 。通常在可見光區域 ,以族化合物半導體為主;在近紅外區域,以族化合物半導體為主;在中紅外區域以Ⅳ-Ⅵ 族化合物半導體為主 。另一類是通過分立發光中心吸收光泵能量後轉換成激光輸出的發光材料。搭悉衡這類材料以固體電介質為基質,分為晶體和非晶態玻璃兩種。激光晶體中的激活離子處於有序結構的晶格中,玻璃中的激活離子處於無序結構的網路中。常用的這類激光材料以氧化物和氟化物為主,如硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、氟化物玻璃、氧化鋁晶體、釔鋁石榴石晶體、氟化釔鋰等。氧化物材料具有良好的物理性質,如高的硬度、機械強度和良好的化學穩定性;氟化物材料具有低的聲子頻率、寬的光譜透過范圍和高的發光量子效率。
激光測距
laser distance measuring
以激光器作為光源進行測距。根據激光工作的方式分為連續激光器和脈沖激光器。氦氖、氬離子、氪鎘等氣體激光器工作於連續輸出狀態,用於相位式激光測距;雙異質砷化鎵半導體激光器,用於紅外測距;紅寶石、釹玻璃等固體激光器,用於脈沖式激光測距。激光測距儀由於激光的單色性好、方向性強等特點,加上電子線路半導體化集成化,與光電測距儀相比,不僅可以日夜作業、而且能提高測距精度 ,顯著減少重量和功耗,使測量到人造地球衛星、月球等遠目標的距離變成現實。
激光唱片知做
laser disc
用激光刻錄方法記錄音頻信號的圓形薄片載音體。激光數字唱片又稱緻密唱片和小型唱片。激光錄放音是20世紀70年代末期唱片向數字化方向發展的成果。激光數字唱片直徑120毫米,單面錄音,可放唱1小時立體聲節目,動態范圍為90分貝。這種記錄密度極高的聲跡是由激光束按信號編碼刻錄的小坑和坑間平面組成的。它們分別代表二進制的 0和 1。唱片在重放時,用激光束掃描拾取二進制數碼,整個放音設備採用十分精密的伺服控制系統來保證循跡良好。激光唱片已可擦除舊信號重新記錄。由於激光唱片的記錄密度大,重放音質好,體積小、易保存等優點,它正逐步取代普通唱片和磁帶成為未來音頻信號的主要載體。
激光地球動力學衛星
Laser Geodynamic Satellite
美國發射的激光測地衛星 。英文縮寫是 Lageos 。它的主要任務是驗證與地震有關的一些課題:測定地球板塊運動;測量地球自轉和極移;考察地震發生機制;觀測陸潮與地球的關系;配合1975年4 月10 日發射的海洋地球動力學實驗衛星3號(840千米高度的近圓軌道,傾角114.96° ) ,為評定大陸漂移學說提供資料。衛星於1976年5月4日發射,作為精確測地的恆定參考點。它長期保持在高度約5800千米、傾角110°、周期225.4分鍾的較為穩定的軌道上,對引起地震的微小地殼運動進行測量。衛星為鋁制球形體,直徑 0.6 米 ,重410千克。衛星表面裝有426塊激光反射鏡,用以反射從地球站發射的激光束。有10多個國家參加全球動力學觀測研究。多地震國家已相繼建立起激光跟蹤站 ,初期測距精度約為 5厘米,1980年提高到2厘米,時間測量精度達 10-8~10-9秒 。用於地球站的 激光器是釹 釔鋁石榴石晶體 , 激光脈沖寬度0.2 毫微秒 。地球站對衛星的仰角超過20°時即可獲得數據,衛星過頂時可獲得最佳數據,處於低仰角時測量受大氣干擾較嚴重。衛星測量證明,美國主要地震帶加利福尼亞州聖安德烈斯斷層的位移比歷史記錄的活動期約快50%。利用衛星觀測的結果將能逐步建立全球精確的地震模型和繪制全球地震圖。
激光告警器
laser warning equipment
設置在坦克、艦艇、飛機等武器裝備上,用於探測、報知敵方激光武器、激光制導武器、激光雷達 、激光測距機等的被動偵察裝備。又稱激光報警器。20世紀70年代初開始研製,尚處在實驗階段。僅有少數型號裝備部隊 ,如美國裝備於直升機上的AN/AVR-2型激光告警器 。激光告警器通常由掃描天線、激光監別器、探測器、放大器、微處理機、指令控制器、報警顯示器等組成。它是根據激光的相干特性,在激光束變成電信號之前加激光鑒別器,以鑒別信號是否由激光源發出的,再根據干涉條紋分布和出現的時間,確定激光的波長、脈寬、光強等參數,然後經放大器送入微處理機進行分析和處理。最後,一路以聲、光形式發出報警信號;一路通知干擾對抗系統。
激光光譜
laser spectra
以激光為光源的光譜技術。與普通光源相比,激光光源具有單色性好、亮度高、方向性強和相乾性強等特點,是用來研究光與物質的相互作用,從而辨認物質及其所在體系的結構、組成、狀態及其變化的理想光源。激光的出現使原有的光譜技術在靈敏度和解析度方面得到很大的改善。由於已能獲得強度極高、脈沖寬度極窄的激光,對多光子過程、非線性光化學過程以及分子被激發後的弛豫過程的觀察成為可能,並分別發展成為新的光譜技術。激光光譜學已成為與物理學、化學、生物學及材料科學等密切相關的研究領域。
可調(諧)激光光源實際上是一台可調諧激光器,又稱波長可變激光器或調頻激光器。它所發出的激光,波長可連續改變,是理想的光譜研究用光源,可調激光器的波長范圍在真空紫外的118.8納米至微波的 8.3 毫米之間 。可調激光器分為連續波和脈沖兩種,脈沖激光的單色性比一般光源好,但其線寬不能低於脈寬的倒數值,解析度較低。用連續波激光器作光源時,解析度可達到10-9(線寬<1兆赫)。
常見的激光光譜包括以下幾種:
①吸收光譜。激光用於吸收光譜,可取代普通光源,省去單色器或分光裝置。激光的強度高,足以抑制檢測器的雜訊干擾,激光的準直性有利於採用往復式光路設計,以增加光束通過樣品池的次數。所有這些特點均可提高光譜儀的檢測靈敏度。除去通過測量光束經過樣品池後的衰減率的方法對樣品中待測成分進行分析外,由於激光與基質作用後產生的熱效應或電離效應也較易檢測到,以此為基礎發展而成的光聲光譜分析技術和激光誘導熒光光譜分析技術已獲得應用。利用激光誘導熒光、光致電離和分子束光譜技術的配合,已能有選擇地檢測出單個原子的存在。
②熒光光譜。高強度激光能夠使吸收物種中相當數量的分子提升到激發量子態。因此極大地提高了熒光光譜的靈敏度 。 以 激光為光源的熒光光譜適用於超低濃度樣品的檢測,例如用氮分子激光泵浦的可調染料激光器對熒光素鈉的單脈沖檢測限已達到10-10摩爾/升,比用普通光源得到的最高靈敏度提高了一個數量級。
③拉曼光譜。激光使拉曼光譜獲得了新生,因為激光的高強度極大地提高了包含雙光子過程的拉曼光譜的靈敏度 、解析度和實用性。為了進一步提高拉曼散射的強度,最近又研究出兩種新技術,即共振拉曼光譜法和相關反斯托克斯拉曼光譜法(CARS),使靈敏度得到更大的提高,但尚未成為常規的分析方法。
④高分辨激光光譜。激光對高分辨光譜的發展起很大作用,是研究原子、分子和離子結構的有力工具,可用來研究譜線的精細和超精細分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加寬、碰撞位移等效應。
⑤時間分辨激光光譜。能輸出脈沖持續時間短至納秒或皮秒的高強度脈沖激光器,是研究光與物質相互作用時瞬態過程的有力工具 ,例如 ,測定激發態壽命以及研究氣 、液、固相中原子、分子和離子的弛豫過程。
激光晶體
laser crystal
可將外界提供的能量通過光學諧振腔轉化為在空間和時間上相乾的具有高度平行性和單色性激光的晶體材料。是晶體激光器的工作物質。激光晶體由發光中心和基質晶體兩部分組成。大部分激光晶體的發光中心由激活離子構成,激活離子部分取代基質晶體中的陽離子形成摻雜型激光晶體。激活離子成為基質晶體組分的一部分時,則構成自激活激光晶體。
激光晶體所用的激活離子主要為過渡族金屬離子和三價稀土離子。過渡族金屬離子的光學電子是處於外層的3d電子,在晶體中這種光學電子易受到周圍晶場的直接作用,所以在不同結構類型的晶體中,其光譜特性有很大差異。三價稀土離子的4f電子受到5s和5p外層電子的屏蔽作用,使晶場對其作用減弱,但晶場的微擾作用使本來禁戒的4f電子躍遷成為可能,產生窄帶的吸收和熒光譜線。所以三價稀土離子在不同晶體中的光譜不像過渡族金屬離子變化那麼大。
激光晶體所用的基質晶體主要有氧化物和氟化物。作為基質晶體除要求其物理化學性能穩定,易生長出光學均勻性好的大尺寸晶體,且價格便宜,但要考慮它與激活離子間的適應性,如基質陽離子與激活離子的半徑、電負性和價態應盡可能接近。此外,還要考慮基質晶場對激活離子光譜的影響。對於某些具有特殊功能的基質晶體,摻入激活離子後能直接產生具有某種特性的激光,如在某些非線性晶體中,激活離子產生激光後通過基質晶體能直接轉換成諧波輸出。
激光雷達
laser radar
用激光器作為輻射源的雷達。激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產物 。由發射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發射機是各種形式的激光器,如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等;天線是光學望遠鏡;接收機採用各種形式的光電探測器,如光電倍增管、半導體光電二極體、雪崩光電二極體、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達採用脈沖或連續波2 種工作方式 ,探測方法分直接探測與外差探測。
激光雷達在軍事上可用於對各種飛行目標軌跡的測量 。如對導彈和火箭初始段的跟蹤與測量,對飛機和巡航導彈的低仰角跟蹤測量 ,對 衛星的 精密定軌等 。激光雷達與紅外、電視等光電設備相結合,組成地面、艦載和機載的火力控制系統,對目標進行搜索、識別、跟蹤和測量。由於激光雷達可以獲取目標的三維圖像及速度信息,有利於識別隱身目標。激光 雷達可以對大氣進行監測 ,遙 測大氣中的污染和毒劑,還可測量大氣的溫度、濕度、風速、能見度及雲層高度。
激光錄像
laser recording
通過光調制器用激光束把經過編碼的圖像和聲音信息記錄到圓形薄片載體上的過程 。用音頻信號對已調頻的視頻信號進行限幅,通過光調制器用激光束把這樣的信號刻到原盤上,構成小坑列,用以記錄經過調制的視頻信號與音頻信號。小坑在盤上呈螺旋形自內向外排列。然後用制好的原盤製造唱片的壓模,唱片材料為透明聚氯乙烯塑料,為了能反射激光束,成形後蒸鍍上鋁層,再加上一層保護膜,最後把兩張這樣的唱片背靠背地膠合在一起,成為雙面唱片。激光式電視唱機的氦氖激光器發出激光束,通過物鏡照到唱片刻有小坑的紋跡上,小坑內蒸鍍的鋁層將激光束反射回來時,因衍射而產生光強度調制,進入光敏二極體後產生相應的電信號。激光電視錄像技術用途廣泛,不僅可以用來記錄電視信號 ,還可成為具有高記錄密度,便於檢索的計算機系統中的一部分。激光錄像的發展方向是提高記錄密度 ,縮小唱片尺寸 ,使唱片能隨錄隨放和抹去重錄。
激光器
laser
能發射激光的裝置。1954年製成了第一台微波量子放大器,獲得了高度相乾的微波束。1958年 A.L.肖洛和C. H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應用到光頻范圍,並指出了產生激光的方法。1960 年 T. H.梅曼等人製成了第一台紅寶石激光器。1961年A.賈文等人製成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創制了砷化鎵半導體激光器。以後,激光器的種類就越來越多。按工作介質分,激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器 4 大類。近來還發展了自由電子激光器,其工作介質是在周期性磁場中運動的高速電子束 ,激光波長可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段 。按工作方式分,有連續式、脈沖式、調 Q 和超短脈沖式等幾類。大功率激光器通常都是脈沖式輸出。各種不同種類的激光器所發射的激光波長已達 數 千 種 , 最長的波長為微波波段的0.7毫米,最短波長為遠紫外區的 210埃,X射線波段的激光器也正在研究中。
除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同,裝置的必不可少的組成部分包括激勵(或抽運 )、具有亞穩態能級的工作介質和諧振腔( 見光學諧振腔) 3 部分。激勵是工作介質吸收外來能量後激發到激發態,為實現並維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射佔主導地位,從而實現光放大。諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向,從而使激光具有良好的定向性和相乾性。
『柒』 激光在醫療手術中的應用有什麼重要意義
在醫院里,一提起動手術,總會引起病人和家屬們的恐慌。這也難怪,因為傳統的外科手術動刀動剪,都免不了要兄山流血。為了保證手術的順利進行,護士們總要准備一大堆止血器械和脫脂棉、紗布之類的東西,更增添了手術室的緊張氣氛。
現在,外科手術中的很多場合已用上了激光刀,它改變了人孝塵空們認為開刀就一定得流血的觀念。
所謂激光刀,就是利用激光束對人體組織作切除、凝固、止血、汽化等手術的一種新型醫療儀器。它通過激光器輻射一種波長很容易被人體組織吸收的激光束,在人體組織吸收的過程中,將光能轉化為熱能,以破壞病態組織,達到治療的目的。
人體的各個部位對激光的吸收程度是不同的,而不同波長、不同功率激光對人體的某個部位的作用也不相同。所以採用不同振盪頻率的激光器,獲得不同波長的激光,製成各種激光刀,就可以有選擇性地對人體組織產生不同的影響,達到不同的治療目的。目前常用的激光刀有以下幾種:
二氧化碳激光手術刀這種激光器能輻射波長為10.6微米的激光束。這種波長的激光幾乎全部能被人體組織中的水所吸收。激光被組織表層吸收後,光能迅速轉換為熱能,使表層組織中的水頓時沸騰起來,被蒸發汽化。伴隨著散發的縷縷白煙,患病的組織被脫水、汽化、凝固。因此用這種激光刀切除患病組織不會流血。二氧化碳激光輻射穿入組織僅0.5~1毫米深,在切口側面形成較窄的熱灼區,因此作為「光刀」,它可用於外科的許多方面。
摻釹釔鋁石榴石激光手術刀這種激光器的輻射波長為1.064微米。人體組織中的水對這種波長的吸收能力比較弱,用它作為切除組織的手術刀,效果要比二氧化碳激光器略差一點。但這種波長的激光束穿透能力較強,能深深地滲透到組織內部,使其中的蛋白質凝固,達到治病目的。與二氧化碳激光束不同的另一方面,是它可以順利地通過光纖傳輸,利用內窺鏡技術對人體內部不易到達的部位(如胸腔、腹腔等)加熱和止血。
氬離子激光手術刀氬離子激光器的輻射波長為0.488~0.515微米,幾乎不能被人體組織中的水所吸收,但它能被血液中的血紅朊吸收,使血管中的血因此而被凝固,因此有很好的止血作用。
組合式激光手術刀近年來,出現了一些「組合式激光手術刀」。如由摻釹釔鋁石榴石激光器與二氧化碳激光器合成的所謂「組合激光手術器」,就是兩種激光同軸工作,經反射鏡和聚焦作用到人體組織上。血液豐富的器官(如肝、脾)可用此法。其特點是一邊止血凝固,一邊開刀切割,所以出血極少,時間又快。
二氧化碳激光器和釔鋁石榴石激光器所輻射的紅外激光,常常是看不見的,這給切除內臟等要求精確度較高的手術帶來了困難。為了解決這個問題,在早期的國產激光手術器中,與二氧化碳激光器並排安裝了一台能發出鮮紅的可見光激光束的氦-氖激光器。兩台激光器同步工作,由光學系統將兩束激光引導在同軸的光路上,這樣就能按一束鮮艷的紅光束的指示進行手術了。為了降低成本、減小體積、節省能源,在近期進口的二氧化碳激光手術器械中,普遍採用了激光二極體作為引導光束,效果與採用氦氖激光器的差不多,很值得我國技術人員借鑒。
目前二氧化碳激光手術刀的光路中,有裝有光學反射鏡的接頭若干個,以便可以有較大的自由度,但這種接頭一多,就會帶來操作上的不便。所以,已開始研製特殊的光纖材料,以期將可撓性較好的光纖引用到二氧化碳激光刀中,以代替笨重的光學接頭。如KRS-5、TIBr等結晶纖維等。而在釔鋁石榴石激光刀中,則用石英光纖就可以作為可撓性好的導光光路,配合內窺鏡,將激光引向體內。
二極體激光手術刀眾所周知,採用半導體二極體的激光器,功率一般都比較小,只能適用於通信、音響、監控等領域,而直接用於切割的產品極為罕見。但英國推出的Diomed型二極體手術系統則打破了這一傳統觀念。據稱是世界上第一台應用於外科手術的這種激光器,波長為805納米,能使用單模光纖,輸出30~35瓦的功率。它能應用於任何接觸或非接觸的外科手術。其具有強大的市場競爭力的因素有三個,一巧瞎是採用了二極體激光器,降低了投資費用;二是較之其他激光器而言,二極體激光系統壽命長,而且免於維護。三是整個系統結構緊湊、尺寸小、攜帶方便,可在臨床應用中隨意移動。
『捌』 激光有什麼用途
激光在許多領域有著廣泛的用途:
激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源,識別物體等的一門技術,傳統應用最大的領域為激光加工技術。激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術,傳統上看,它的研究范圍一般可分為:
1.激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統。
2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微雕等各種加工工藝。
激光焊接:汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。2013年使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半導體泵浦激光器。
激光切割:汽車行業、計算機、電氣機殼、木刀模業、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。
激光筆
激光筆:又稱為激光指示器、指星筆等,是把可見激光設計成便攜、手易握、激光模組(二極體)加工成的筆型發射器。常見的激光筆有紅光(650-660nm, 635nm)、綠光(515-520nm, 532nm)、藍光(445-450nm)和藍紫光(405nm)等,功率通常以毫瓦為單位。通常在會報、教學、導賞人員都會使用它來投映一個光點或一條光線指向物體,但激光會傷害到眼睛,任何情況下都不應該讓激光直射眼睛。[5]
激光治療:可以用於手術開刀,減輕痛苦,減少感染。
激光打標:在各種材料和幾乎所有行業均得到廣泛應用,2013年使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器。
激光打孔:激光打孔主要應用在航空航天、汽車製造、電子儀表、化工等行業。激光打孔的迅速發展,主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由2008年的400w提高到了800w至1000w。國內2013年比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及鍾表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業的生產中。2013年使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主,也有一些准分激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。
激光熱處理:在汽車工業中應用廣泛,如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理,同時在航空航天、機床行業和其它機械行業也應用廣泛。我國的激光熱處理應用遠比國外廣泛得多。2013年使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器為主。
激光快速成型:將激光加工技術和計算機數控技術及柔性製造技術相結合而形成。多用於模具和模型行業。2013年使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。
激光塗敷:在航空航天、模具及機電行業應用廣泛。2013年使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。
激光成像:利用激光束掃描物體,將反射光束反射回來,得到的排布順序不同而成像。用圖像落差來反映所成的像。激光成像具有超視距的探測能力,可用於衛星激光掃描成像,未來用於遙感測繪等科技領域。
醫學
激光在醫學上的應用主要分三類:激光生命科學研究、激光診斷、激光治療,其中激光治療又分為:激光手術治療、弱激光生物刺激作用的非手術治療和激光的光動力治療。
應用於牙科的激光系統依據激光在牙科應用的不同作用,分為幾種不同的激光系統。區別激光的重要特徵之一是:光的波長,不同波長的激光對組織的作用不同,在可見光及近紅外光譜范圍的光線,吸光性低,穿透性強,可以穿透到牙體組織較深的部位,例如氬離子激光、二極體激光或Nd:YAG激光(如圖1)。而Er:YAG激光和CO,激光的光線穿透性差,僅能穿透牙體組織約0.01毫米。區別激光的重要特徵之二是:激光的強度(即功率),如在診斷學中應用的二極體激光,其強度僅為幾個毫瓦特,它有時也可用在激光顯示器上。
用於治療的激光,通常是幾個瓦特中等強度的激光。激光對組織的作用,還取決於激光脈沖的發射方式,以典型的連續脈沖發射方式的激光有:氬離子激光、二極體激光、CO2,激光;以短脈沖方式發射的激光有:Er:YAG激光或許多Nd:YAG激光,短脈沖式的激光的強度(即功率)可以達到1,000瓦特或更高,這些強度高、吸光性也高的激光,只適用於清除硬組織。
激光美容
(1)激光在美容界的用途越來越廣泛。色素沉著,如太田痣、鮮紅斑痣、雀斑、老年斑、毛細血管擴張等,以及去紋身、洗眼線、洗眉、治療瘢痕等;而2013年以前一些新型的激光儀,高能超脈沖CO2激光,鉺激光進行除皺、磨皮換膚、治療打鼾,美白牙齒等等,取得了良好的療效,為激光外科開辟越來越廣闊的領域。
(2)激光手術有傳統手術無法比擬的優越性。首先激光手術不需要住院治療,手術切口小,術中不出血,創傷輕,無瘢痕。例如:眼袋的治療傳統手術法存在著由於剝離范圍廣、術中出血多,術後癒合慢,易形成瘢痕等缺點,而應用高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋,則以它術中不出血,不需縫合,不影響正常工作,手術部位水腫輕,恢復快,無瘢痕等優點,令傳統手術無法比擬。而一些由於出血多而無法進行的內窺鏡手術,則可由激光切割代替完成。(註:有一定的適應范圍)
(3)激光在血管性皮膚病以及色素沉著的治療中成效卓越。使用脈沖染料激光治療鮮紅斑痣,療效顯著,對周圍組織損傷小,幾乎不落疤。它的出現,成為鮮紅斑痣治療史上的一次革命,因為鮮紅斑痣治療史上,放射、冷凍、電灼、手術等方法,其瘢痕發生率均高,並常出現色素脫失或沉著。激光治療血管性皮膚病是利用含氧血紅蛋白對一定波長的激光選擇性的吸收,而導致血管組織的高度破壞,其具有高度精確性與安全性,不會影響周圍鄰近組織。因此,激光治療毛細血管擴張也是療效顯著。
此外,由於可變脈沖激光等相繼問世,使得不滿意紋身的去除,以及各類色素性皮膚病如太田痣,老年斑等的治療得到了重大突破。這類激光根據選擇性光熱效應理論,(即不同波長的激光可選擇性地作用於不同顏色的皮膚損害),利用其強大的瞬間功率,高度集中的輻射能量及色素選擇性,極短的脈寬,使激光能量集中作用於色素顆粒、將其直接汽化、擊碎,通過淋巴組織排出體外,而不影響周圍正常組織,並且以其療效確切,安全可靠,無瘢痕,痛苦小而深入人心。
(4)激光外科開創了醫學美容的新紀元。高能超脈沖CO2激光磨皮換膚術開拓了美容外科的新技術。它利用高能量,極短脈沖的激光,使老化、損傷的皮膚組織瞬間被汽化,不傷及周圍組織,治療過程中幾乎不出血,並可精確的控製作用深度。其效果得到國際醫學整形美容界充分肯定,被譽為「開創了醫學美容新紀元」;此外,更有高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋、打鼾、甚至激光美白牙齒等,以其安全精確的療效,簡便快捷的治療在醫學美容界創造了一個又一個奇跡。激光美容使得醫學美容向前邁進了一大步,並且賦予醫學美容更新的內涵。
激光去除面部黑痣
激光去黑痣的原理就在於將激光在瞬間爆發出的巨大能量置於色素組織中,把色素打碎並分解,使其可以被巨噬細胞吞並掉,而後會隨著淋巴循環系統排出體外,由此達到將色素去去掉的目的。
激光去痣可以適用的痣的類型很多,比如包括上面提到的三種色素痣、太田痣、鮮紅斑痣等,療效都很明顯,並且不容易留疤,風險性小。用二氧化碳激光亦能去黑痣。
激光治療近視
提示以下情況的患者不適合接受激光治療:
第一. 眼部活動性炎症及病變;第二. 眼周化膿性病灶;第三. 已確診的圓錐角膜;第四. 嚴重乾眼症,伴有系統性乾燥綜合征;第五. 中央角膜厚度低於450μm;第六. 嚴重的眼附屬器病變:眼瞼缺損、變形、慢性淚囊炎等;第七. 全身結締組織病及嚴重自身免疫性疾病,如系統性紅斑狼瘡、類風濕性關節炎、多發性硬化。
相對禁忌證
1.超高度近視伴後鞏膜葡萄腫者;2. 初次手術前角膜中央平均曲率低於39D或高於47D應慎重;3. 暗光下瞳孔直徑大於7mm;4. 對側眼為法定盲眼;5. 2年內曾患單純皰疹性角膜炎;6. 輕度白內障;7. 有視網膜脫離及黃斑出血病史;8. 輕度乾眼症;9. 輕度瞼裂閉合不全;10. 可疑青光眼患者;11. 月經期及妊娠期;12. 瘢痕體質;13. 糖尿病;14. 感冒發燒等身體不適;15. 癲癇;16. 焦慮症、抑鬱症以及對手術期望過高者。
激光除皺
激光除皺是通過電腦控制的、低能量的二氧化碳激光,能准確地控制汽化皮膚表層的深度,完成分層汽化、無碳化的面部除皺護膚技術。激光用於消除皺紋的技術,是激光技術應用於臨床以後,並幾經改進、完善與不斷更新後的結果。
原理:皺紋產生的主要原因是皮膚膠原減少,真皮層變薄。運用最新激光-射頻聯合技術照射皮膚,可使真皮層增厚、減少皺紋,其原理是:刺激受損的膠原層,產生新的膠原質,從而填平因膠原減少而出現褶皺的皮膚;加熱真皮組織層,利用人體自身修復機能刺激組織再生重建,使真皮層增厚。
合理設計的激光可以通過皮膚中的黑色素、血紅蛋白,尤其是水吸收激光釋放的能量,並產生光熱效應使之轉化為熱量,從而激活真皮中成纖維細胞等各種基質細胞產生新生的膠原蛋白、彈性蛋白以及各種細胞間基質,並發生組織重構,就象是給慵懶的皮膚做運動一樣,使其通過鍛煉而重新煥發年輕活力。數次治療之後的皮膚含水量及彈性增加,質地改善,細小皺紋減少。
適應症:1、原發性症狀:[3]口周皺紋、眶周皺紋、萎縮性(凹陷性)疤痕、良性皮膚贅生物(腫瘤);2、皮膚粗糙、毛孔粗大、細小皺紋等皮膚老化表現以及炎性痤瘡或痤瘡後瘢痕等。
高能超脈沖激光能夠把周圍組織的熱損傷降到最低程度。微小皺紋和凹陷疤痕也可進行精確磨削。超脈沖激光能避免以往機械磨皮法、化學剝脫術出血多,飛濺的血液、組織細屑可使病毒在病人與病人間、病人與醫務人員間傳播等不足,通過氣化病變組織來徹底消除皮膚損害,並使正常皮膚的熱損傷極小,這一過程的作用時間快於使周圍的正常組織也被加熱的所需時間,具有磨皮去皺的功能。
軍事
激光武器是一種利用定向發射的激光束直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。根據作戰用途的不同,激光武器可分為戰術激光武器和戰略激光武器兩大類。武器系統主要由激光器和跟蹤、瞄準、發射裝置等部分組成,2013年通常採用的激光器有化學激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉向靈活、可實現精確打擊、不受電磁干擾等優點,但也存在易受天氣和環境影響等弱點。
激光武器已有30多年的發展歷史,其關鍵技術也已取得突破,美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進行了各種激光打靶試驗。2013年低能激光武器已經投入使用,主要用於干擾和致盲較近距離的光電感測器,以及攻擊人眼和一些增強型觀測設備;高能激光武器主要採用化學激光器,按照現有的水平,今後5—10年內可望在地面和空中平台上部署使用,用於戰術防空、戰區反導和反衛星作戰等。
激光武器特點高度集束的激光,能量也非常集中。舉例說;在日常生活中我們認為太陽是非常亮的,但一台巨脈沖紅寶石激光器發出的激光卻比太陽還亮200億倍。當然,激光比太陽還亮,並不是因為它的總能量比太陽還大,而是由於它的能量非常集中。例如,紅寶石激光器發出的激光射束,能穿透一張1/3厘米厚的鋼板,但總能量卻不足以煮熟一個雞蛋。
激光作為武器,有很多獨特的優點。首先,它可以用光速飛行,每秒30萬公里,任何武器都沒有這樣高的速度。它一旦瞄準,幾乎不要什麼時間就立刻擊中目標,用不著考慮提前量。另外,它可以在極小的面積上、在極短的時間里集中超過核武器100萬倍的能量,還能很靈活地改變方向,沒有任何發射性污染。激光武器分為三類:一是致盲型。(激光劍)前面我們講過的機載致盲武器,就屬於這一類。二是近距離戰術型,可用來擊落導彈和飛機。1978年美國進行的用激光打陶式反坦克導彈的試驗,就是用的這類武器。還有科幻電影中,通過對激光武器的形變,產生的激光盾翼三是遠距離戰略型。這類的研製困難最大,但一旦成功,作用也最大,它可以反衛星、反洲際彈道導彈,成為最先進的防禦武器。
激光怎樣擊毀目標呢?科學家們認為有兩個方面:一是穿孔,二是層裂。所謂穿孔,就是高功率密度的激光束使靶材表面急劇熔化,進而汽化蒸發,汽化物質向外噴射,反沖力形成沖擊波,在靶材上穿一個孔。所謂層裂,就是靶材表面吸收激光能量後,原子被電離,形成等離體「雲」。「雲」向外膨脹噴射形成應力波向深處傳播。應力波的反射造成靶材被拉斷,形成「層裂」破壞。除此以外,等離子體「雲」還能輻射紫外線或X光,破壞目標結構和電子元件。 激光武器作用的面積很小,但破壞在目標的關鍵部位上,可造成目標的毀滅性破壞。這和驚天動地的核武器相比,完全是兩種風格。
激光武器的分類:不同功率密度,不同輸出波形,不同波長的激光,在與不同目標材料相互作用時,會產生不同的殺傷破壞效應。用激光作為「死光」武器,不能像在激光加工中那樣藉助於透鏡聚焦,而必須大大提高激光器的輸出功率,作戰時可根據不同的需要選擇適當的激光器。2013年時,激光器的種類繁多,名稱各異,有體積整整占據一幢大樓、功率為上萬億瓦、用於引發核聚變的激光器,也有比人的指甲還小、輸出功率僅有幾毫瓦、用於光電通信的半導體激光器。按工作介質區分,目前有固體激光器、液體激光器和分子型、離子型、準分子型的氣體激光器等。同時,按其發射位置可分為天基、陸基、艦載、車載和機載等類型,按其用途還可分為戰術型和戰略型兩類。
1.戰術激光武器
戰術激光武器是利用激光作為能量,是像常規武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機等,打擊距離一般可達20公里。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮,它們能夠發出很強的激光束來打擊敵人。1978年3月,世界上的第一支激光槍在美國誕生。激光槍的樣式與普通步槍沒有太大區別,主要由四大部分組成:激光器、激勵器、擊發器和槍托。2013年,國外已有一種紅寶石袖珍式激光槍,外形和大小與美國的派克鋼筆相當。但它能在距人幾米之外燒毀衣服、燒穿皮肉,且無聲響,在不知不覺中致人死命,並可在一定的距離內,使火葯爆炸,使夜視儀、紅外或激光測距儀等光電設備失效。還有7種稍大重量與機槍相仿的小巧激光槍,能擊穿銅盔,在1500米的距離上燒傷皮肉、致瞎眼睛等。 戰術激光武器的"挖眼術"不但能造成飛機失控、機毀人亡,或使炮手喪失戰斗能力,而且由於參戰士兵不知對方激光武器會在何時何地出現,常常受到沉重的心理壓力。因此,激光武器又具有常規武器所不具備的威懾作用。1982年英阿馬島戰爭中,英國在航空母艦和各類護衛艦上就安裝有激光致盲武器,曾使阿根廷的多架飛機失控、墜毀或誤入英軍的射擊火網。
2.戰略激光武器
戰略激光武器可攻擊數千公里之外的洲際導彈;可攻擊太空中的偵察衛星和通信衛星等。例如,1975年11月,美國的兩顆監視導彈發射井的偵察衛星在飛抵西伯利亞上空時,被前蘇聯的「反衛星」陸基激光武器擊中,並變成「瞎子」。因此,高基高能激光武器是奪取宇宙空間優勢的理想武器之一,也是軍事大國不惜耗費巨資進行激烈爭奪的根本原因。據外刊透露,自70年代以來,美俄兩國都分別以多種名義進行了數十次反衛星激光武器的試驗。 2013年,反戰略導彈激光武器的研製種類有化學激光器、準分子激光器、自由電子激光器和調射線激光器。例如:自由電子激光器具有輸出功率大、光束質量好、轉換效率高、可調范圍寬等優點。但是,自由電子激光器體積龐大,只適宜安裝在地面上,供陸基激光武器使用。作戰時,強激光束首先射到處於空間高軌道上的中斷反射鏡。中斷反射鏡將激光束反射到處於低軌道的作戰反射鏡,作戰反射鏡再使激光束瞄準目標,實施攻擊。通過這樣的兩次反射,設置在地面的自由電子激光武器,就可攻擊從世界上任何地方發射的戰略導彈。 高基高能激光武器是高能激光武器與航天器相結合的產物。當這種激光器沿著空間軌道游弋時,一旦發現對方目標,即可投入戰斗。由於它部署在宇宙空間,居高臨下,視野廣闊,更是如虎添翼。在實際戰斗中,可用它對對方的空中目標實施閃電般的攻擊,以摧毀對方的偵察衛星、預警衛星、通信衛星、氣象衛星,甚至能將對方的洲際導彈摧毀在助推的上升階段。
3.激光動力推進器
既然太陽不足以推動恆星際太空飛船,於是有科學家提出了激光動力推進器技術,利用一束強大的激光讓物體飛行。
激光雷達(laser radar)是指用激光器作為輻射源的雷達。激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產物 。由發射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發射機是各種形式的激光器,如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等;天線是光學望遠鏡;接收機採用各種形式的光電探測器,如光電倍增管、半導體光電二極體、雪崩光電二極體、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達採用脈沖或連續波2種工作方式,探測方法分直接探測與外差探測。
通信
激光通信,是激光在大氣空間傳輸的一種通信方式。激光大氣通信的發送設備主要由激光器(光源)、光調制器、光學發射天線(透鏡)等組成;接收設備主要由光學接收天線、光檢測器等組成。
隨著半導體激光器的不斷成熟、光學天線製作技術的不斷完善、信號壓縮編碼等技術的合理使用,激光大氣通信正重新煥發出生機。
激光測速
激光測速是對被測物體進行兩次有特定時間間隔的激光測距,取得在該一時段內被測物體的移動距離,從而得到該被測物體的移動速度。
工業
激光在工業上,也應用極為廣泛,因為激光在激光束聚焦在材料表面的時候能夠使材料熔化,使激光束與材料沿一定軌跡作相對運動,從而形成一定形狀的切縫。七十年代後,為了改善和提高火焰切割的切口質量,又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。在工業生產中有一定的適用范圍。
激光玻璃
激光玻璃是一種以玻璃為基質的固體激光材料。它廣泛應用於各類型固體激光光器中,並成為高功率和高能量激光器的主要激光材料。
激光玻璃由基質玻璃和激活離子兩部分組成。激光玻璃各種物理化學性質主要由基質玻璃決定,而它的光譜性質則主要由激活離子決定。但是基質玻璃與激活離子彼此間互相作用,所以激活離子對激光玻璃的物理化學性質有一定的影響,而基質玻璃對它的光譜性質的影響有時還是相當重要的。
激光冷卻
激光冷卻(laser cooling)利用激光和原子的相互作用減速原子運動以獲得超低溫原子的高新技術。這一重要技術早期的主要目的是為了精確測量各種原子參數,用於高解析度激光光譜和超高精度的量子頻標(原子鍾),後來卻成為實現原子玻色-愛因斯坦凝聚的關鍵實驗方法。激光冷卻有許多應用,如:原子光學、原子刻蝕、原子鍾、光學晶格、光鑷子、玻色-愛因斯坦凝聚、原子激光、高解析度光譜以及光和物質的相互作用的基礎研究等等。
激光光譜
光譜(laser spectra)以激光為光源的光譜技術。與普通光源相比,激光光源具有單色性好、亮度高、方向性強和相乾性強等特點,是用來研究光與物質的相互作用,從而辨認物質及其所在體系的結構、組成、狀態及其變化的理想光源。激光的出現使原有的光譜技術在靈敏度和解析度方面得到很大的改善。由於已能獲得強度極高、脈沖寬度極窄的激光,對多光子過程、非線性光化學過程以及分子被激發後的弛豫過程的觀察成為可能,並分別發展成為新的光譜技術。激光光譜學已成為與物理學、化學、生物學及材料科學等密切相關的研究領域。
激光感測器
激光感測器(laser transcer)利用激光技術進行測量的感測器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光感測器是新型測量儀表,它的優點是能實現無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。激光是最準的尺。
激光測雲儀
利用激光在大氣層中的衰減來判斷雲層。具體的是當激光在大氣層中傳越時,由於發射的能量與接收的能量之間有能量差,利用能量的衰減度與雲層的水分子的含量多少來判斷雲層結構和距離的儀器。
核聚變
我國著名物理學家王淦昌院士1964年就提出了激光核聚變的初步理論,從而使我國在這一領域的科研工作走在當時世界各國的前列。1974年,我國採用一路激光碟機動聚氘乙烯靶發生核反應,並觀察到氘氘反應產生的中子。此外,著名理論物理學家於敏院士在20世紀70年代中期就提出了激光通過入射口、打進重金屬外殼包圍的空腔、以 X光輻射驅動方式實現激光核聚變的概念。1986年,我國激光核聚變實驗裝置「神光」研製成功。
參考資料:http://ke..com/subview/2695/16128024.html#7