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第二讲 激光的应用 一 激光的特性 方向性好 亮度高 单色性好 相干性好 单色性好 高亮度 相干性好 激光双缝干涉条纹 激光双圆孔干涉条纹 二 激光的应用 激光的主要应用 测距，生活中，农业，加工， 医疗，通信，舞台与唱片， 科学研究，军事 无处不在的激光 激光技术第一次走进日常生活，是美国超市使用发出红色氦氖激光的条形码扫描枪实现收款自动化。若尔斯·阿尔费罗夫(Zhores Alferovand )和赫伯特·克勒默(Herbert Kroemer)改进了制作半导体二极管激光器的方法，让激光真正地无处不在。这两位科学家因此获得了2000年的诺贝尔物理奖。 下图所示为一个半导体二极管激光器和五美元钞票大小的对比。 如今，这样的芯片随处可见，比如说CD播放器、蓝光播放器、红色激光笔并构成了全球电信网络的骨干。 2 激光测距 1969年7月，美国“阿波罗”飞船登月时，宇航员在月球上安放了一组反射器，然后从地球上向反射器发射激光脉冲，激光脉冲就会被反射器反射回来。科学家通过激光脉冲往返月地所用的时间，就计算出了地球到月球之间的平均距离：384401千米。 激光在军事上最先得到实际应用的是激光测距技术。20世纪60年代末，激光测距仪开始装备部队。由于它能迅速准确地测出目标距离，广泛用于侦察测量和武器火控系统 3 激光在生活中的应用 激光打印机 无论是黑白激光打印机还是彩色激光打印机，其基本工作原理是相同的。 采用类似复印机的静电照相技术，将打印内容转变为感光鼓上的以像素点为单位的点阵位图图像，再转印到打印纸上形成打印内容。 与复印机惟一不同的是光源，复印机采用的是普通白色光源，而激光打印机则采用的是激光束。 激光清洗圣坛上的圣像  意大利的Albertino圣坛建于14世纪中叶，由于经历的时间很长，圣坛上的圣像表面 覆盖了一层几毫米厚的碳黑和灰泥层，严重影响了文物的外观。为了恢复圣像的古色，文物单位确定由意大利和奥地利两国专家采用激光清洗技术来实现。他们采用的激光器的波长为1064nm，激光光斑的直径大 于2.5mm，能量为1200mJ，激光采用光纤传输，实现了图像的远程大面积清洗。 4 激光在农业上的应用 俄罗斯科学院科学家利用红色激光照射玉米种子，结果每株玉米的果穗比未照射激光的重100多克，因而提高了玉米的产量。 专家们认为这是一种很有发展前途的提高农作物产量的育种方法。?  哈萨克斯坦的农业专家研究出一种预防农作物病虫害的新技术：在播种前1～2个星期，利用激光对作物种子进行照射，使种子消毒和灭菌，从而达到预防病虫害的目的。 ? 　　日本北海道农业研究所先采用大功率半导体激光器在钵内育苗，8天后移到营养液中栽培生长，同时在生长期间用红色波长的激光和蓝色的荧光灯灯光照射水稻，使其高效率地进行光合作用，56～68天内全部成熟。按照这种栽培法的生长期计算，1年至少可收获5次。 5 激光在加工业上的应用 钻孔、切割、焊接以及淬火，是加工金属材料时最常用的操作。自从引进了激光后，在加工的强度、质量以及范围等方面开创了全新的局面。除了金属材料外，激光还能加工许多非金属材料。 激光钻孔的原理 利用激光束聚集使金属表面焦点温度迅速上升。当热量尚未发散之前，光束就烧熔金属，直至汽化，留下一个个小孔。 在金属薄板上钻出几百个连人眼都难以察觉出来的微孔，用激光钻孔机能在1～2秒钟内全部完成。用放大镜对这些微孔观察，发现微孔面十分整齐光洁。 激光钻孔还可用来加工手表钻石 它每秒钟可钻 20～30个孔 操作可以自动化连续加工 激光切割机 切割金属材料：只要移动工件或者移动激光束，使钻出的孔洞连边成线，就自然能将材料切割下来了。如钢板、陶瓷、塑料、化纤、木材等，激光都如一柄削铁如泥，削木如灰的光剑，而且，切割的边缘非常光洁。 用途广泛的刀片 在工业上，最初人们使用激光来加工硬度很高的材料，如钻石，或非常柔软的材料，例如婴儿奶瓶的奶嘴。 如今一段细光纤或几分之一毫米厚、扑克大小的盘片就能产生千瓦级的能量，足以切开几厘米厚的金属片。 6 激光广泛的医学用途 激光的首次在医学上的成功应用是进行眼内手术，无需要切开眼球。 1962年，一台红宝石激光器将病人脱落的视网膜与眼球重新连接，使他恢复了视力。 1968年，外科医生弗朗西斯·莱斯佩朗斯和贝尔实验室的工程师使用氩离子激光器破坏异常的血管，以避免这些血管在视网膜中扩散，导致糖尿病人失明。 如今，激光被用来切割角膜，以矫正视力，或者消除胎记和刺青。 激光主要是用来治疗视网膜剥离。