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前景诱人的激光
日期: 2001年07月24日 00:00       来源:科技部
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    21世纪的科学技术应用给人们带来很多希望,这当中,科学家十分看重激光技术的发展趋势.当我们来到中国激光研究的大本营----中科院上海光学精密机械研究所时,甚至听到这样的观点:"21世纪将是一个光子的时代"。

    (中科院上海光学精密机械研究所徐至展教授:“提到激光技术的应用,我们会情不自禁地想到激光开刀激光全息照相,激光钻孔这些方面。其实激光技术的前景非常诱人,它在我们的未来生活中将扮演许多新的角色”。)

    这些新角色将表现在哪些方面?这里的专家大多认为,21世纪的激光应用至少在一下这几个方面非常用前途:

    1、光电通信中的激光应用,这包括激光信息的传输,大容量激光信息的储存和光子计算机的研究。

    光子计算机是一个全新的概念:在同样的情况下,光子传送和光子开关的速度要比电子和电子开关的速度快很多,而且光信号彼此之间不会相互干扰。但是光子计算机的关键是激光发生器的微型化难题,目前人们已经由能力突破在一块一厘米的芯片上制造100万个导体激光器。

    2、激光将向微观世界的时空极限挑战。细胞可谓小矣,但是21世纪的激光技术可以在小细胞的表面打孔,让两个细胞在这儿接触,交流细胞质,产生新品种。

    大自然中的光合作用的过程可谓短矣,短到只有100亿分之一秒。科学家正在努力研发激光新技术,用激光来观察光合作用的这一瞬间变化,从而找到提高植物产量的捷径。

    原子钟一直以来被认为是最准的时钟。但是科学家设想的21世纪激光时钟1千万年才误差一秒。将缩小误差的努力推向极致。

    一种可以向任意方向发射的全新原子激光器,他们制造的装置将用于制造原子尺寸的电脑芯片。想一想原子尺寸是一个怎样的概念!

    能源的短缺是一世界性的问题,有人想到了氢的同位素——氘。如果将两个氘的原子核产生的核聚变,那么它将释放出比铀235核裂变还要多4倍的能量!氘是从取之不尽的海水中提取的,没有核污染,但是很难点燃,只是激光器才能产生1亿度以上的高温,使氘原子相互撞击产生原子核聚变。这里的关键是大功率的激光器的开发。

    3、激光在医学上的作用日益重要:用激光治疗疾病不是新闻,目前激光已经被用来医治300多种疾病。对于癌症,艾滋病,21世纪的激光将扮演一个重要角色。原理并不复杂:利用血卟啉衍生物对癌细胞等病变细胞的亲近特性,用激光使其产生单态氧,从而杀死其依附的细胞。激光还被用来打通堵塞的心血管,因为不开刀,过程几乎是不流血的。

    4、空间发射的激光助推:一枚火箭,往往因为自身携带燃料的沉重而降低了它有效载重量,如果改用激光束做推力,火箭自身重量和载运量之比就可以从传统的6:1跳跃到1:1。方法有几种:一种是利用光有压力的原理,让激光束本身的压力产生反作用力。另一种是利用激光来加快燃料的燃烧,从而增加推力。第三种是用激光束的能量将空气击穿,形成空气冲击波,从而推动飞船的前进。

    同期声采访:中科院院士王大珩

    “我们知道,X光在研究物质上将近一个世纪,还有其生命力,还用以研究较复杂的分子,而激光所开辟的研究物质动态及反应的手段,它的生命力将更长,必将成为新世纪的重要科学研究对象”。(完)

    是啊!展望21世纪,我们看到了无数风光独好的科学高峰。此时,有一座最耀眼的激光险峰正等待我们去攀登!

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