飞秒和阿秒科学的用途.PDF

飞秒和阿秒科学的用途 在飞秒科学和阿秒科学中，除了揭示自然科学的奥妙之外．与人们直接相关的就是飞秒 激光的应用．那么飞秒激光对人们的工作和生活有什么影响呢？众所周知，物质是由分子和 原子组成的，但是它们不是静止的，都在快速地运动着，这是微观物质的一个非常重要的基 本属性．飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程．基 于这些科学上的发现，飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了 广泛应用．特别值得提出的是，由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、 医学成像和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的 作用． 物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象：气态、液态、固态的物质瞬息 间变成了等离子体．这种等离子体可以辐射出各种波长的射线的激光．高功率飞秒激光与电 子束碰撞能够产生硬X 射线飞秒激光，产生β射线激光，产生正负电子对． 高功率飞秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展 前景．高功率飞秒激光还可以将大气击穿，从而制造放电通道，实现人工引雷，避免飞机、 火箭、发电厂因天然雷击而造成的灾难性破坏．利用飞秒激光能够非常有效地加速电子，使 加速器的规模得到上千倍的压缩．高功率飞秒激光与物质相互作用，能够产生足够数量的中 子，实现激光受控核聚变的快速点火．从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径． 汽车制造厂和重型设备加工厂目前正研究用飞秒激光加工更好的发动机喷油嘴．密执安 大学飞秒激光专家珀容克说：“尽管这方面工作已取得不少进展，但很多任务厂已将这一技 术列为必威体育官网网址项目．” IBM 公司已将一种飞秒激光系统用于大规模集成电路芯片的光刻工艺中．用飞秒激光 进行切割，几乎没有热传递．美国劳伦斯?利弗莫尔国立实验室的研究人员发现，这种激光 束能安全地切割高爆炸药．该实验室的洛斯克说：“飞秒激光有希望作为一种冷处理工具， 用于拆除退役的火箭、火炮炮弹及其它武器．”飞秒激光能用于切割易碎的聚合物，而不改 变其重要的生物化学特性．飞秒激光甚至可用于基因疗法，德国弗里德里克?希勒大学的科 学家用它就老鼠的细胞进行试验． 加州一家公司去年售出了40 台飞秒激光视力矫正系统，它们帮助完成了2 万次手术．目 前人们在研究如何将飞秒激光用于牙科治疗．有科学家发现，利用超短脉冲激光能去掉牙的 一小块，而不影响周围的物质．人们期待着无痛、且可保护周围健康珐琅质的超短激光牙科 术的出现． 中科院上海光机所等国内机构也在这一科学前沿取得了若干初步进展．当前，该领域无 论在理论上还是在实验上都处在出现重大突破的前夜．