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标题: [转帖]激光技术与产业：超越与创新3 [打印本页]

作者: 楚韵风 时间: 2003-6-22 07:14
标题: [转帖]激光技术与产业：超越与创新3
激光技术与产业：超越与创新3

产经网-中国电子报

技术应用激光化学：应用广泛

　　传统的化学过程，一般是把反应物混合在一起，然后往往需要加热 (或者还要加压)。加
热的缺点，在于分子因增加能量而产生不规则运动，这种运动破坏原有的化学键，结合成新
的键，而这些不规则运动破坏或产生的键，会阻碍预期的化学反应的进行。

　　但是如果用激光来指挥化学反应，不仅能克服上述不规则运动，而且还能获得更大的好
处。这是因为激光携带着高度集中而均匀的能量，可精确地打在分子的键上，比如利用不同
波长的紫外激光，打在硫化氢等分子上，改变两激光束的相位差，则控制了该分子的断裂过
程。也可利用改变激光脉冲波形的方法，十分精确和有效地把能量打在分子身上，触发某种
预期的反应。

　　激光化学的应用非常广泛。制药工业是第一个得益的领域。应用激光化学技术，不仅能
加速药物的合成，而又可把不需要的副产品剔在一旁，使得某些药物变得更安全可靠，价格
也可降低一些。又如，利用激光控制半导体，就可改进新的光学开关，从而改进电脑和通信
系统。激光化学虽然尚处于起步阶段，但其前景十分光明。

　　激光医疗：保持强劲发展势头

　　激光在医学上的应用分为两大类：激光诊断与激光治疗，前者是以激光作为信息载体，
后者则以激光作为能量载体。多年来，激光技术已成为临床治疗的有效手段，也成为发展医
学诊断的关键技术。它解决了医学中的许多难题，为医学的发展做出了贡献。现在，在基础
研究、新技术开发以及新设备研制和生产等诸多方面都保持持续的、强劲的发展势头。

　　当前激光医学的出色应用研究主要表现在以下方面：光动力疗法治癌；激光治疗心血管
疾病；准分子激光角膜成形术；激光治疗前列腺良性增生；激光美容术；激光纤维内窥镜手
术；激光腹腔镜手术；激光胸腔镜手术；激光关节镜手术；激光碎石术；激光外科手术；激
光在吻合术上的应用；激光在口腔、颌面外科及牙科方面的应用；弱激光疗法等。

　　激光医疗近期研究重点包括：

　　(1)研究激光与生物组织间的作用关系，特别是在诸多有效疗法中已获得重要应用的激光
与生物组织间的作用关系；研究不同激光参数( 包括波长、功率密度、能量密度与运转方式
等)对不同生物组织、人体器官组织及病变组织的作用关系，取得系统的数据；

　　(2)研究弱激光的细胞生物学效应及其作用机制，包括；弱激光与细胞生物学现象(基因
调控和细胞凋亡) 的关系、弱激光镇痛的分子生物学机制以及弱激光与细胞免疫(抗菌、抗毒
素、抗病毒等)的关系及其机制；

　　(3)深入开展有关光动力疗法机制、激光介入治疗、激光心血管成形术与心肌血管重建机
制的研究，积极开拓其他新的激光医疗技术。

　　(4)对医学光子技术中重要的、新颖的光子器件和仪器设置进行开发性研究，例如：研制
医用半导体激光系统、角膜成形与血管成形用准分子激光设备、激光美容(换皮去皱、植发)
设备或其他新激光设备，开拓新工作波段的医用激光系统以及开发Ho：YAG及Er：YAG激光手
术刀等。

　　超快超强激光：前沿研究方向

　　超快超强激光主要以飞秒激光的研究与应用为主，作为一种独特的科学研究的工具和手
段，飞秒激光的主要应用可以概括为三个方面，即飞秒激光在超快领域内的应用、在超强领
域内的应用和在超微细加工中的应用。

　　飞秒激光在超快现象研究领域中所起到的是一种快速过程诊断的作用。飞秒激光尤如一
个极为精细的时钟和一架超高速的“相机”可以将自然界中特别是原子、分子水平上的一些
快速过程分析、记录下来。

　　飞秒激光在超强领域中的应用(又称为强场物理)归因于具有一定能量的飞秒脉冲的峰值
功率和光强可以非常之高。这样的强光所对应的电磁场会远大于原子中的库仑场，从而很容
易地将原子中的电子统统剥落出去。因此，飞秒激光是研究原子，分子体系高阶非线性、多
光子过程的重要工具。与飞秒激光相应的能量密度只有在核爆炸中才可能存在。飞秒强光可
以用来产生相干X射线和其它极短波长的光，可以用于受控核聚变的研究。

　　飞秒激光用于超微细加工是飞秒激光用于超快现象研究和超强现象研究之外的又一个飞
秒激光技术的重要的应用研究领域。这一应用是近几年才开始发展起来的，目前已有了不少
重要的进展。与飞秒超快和飞秒超强研究有所不同的是飞秒激光超微细加工与先进的制造技
术紧密相关，对某些关键工业生产技术的发展可以起到更直接的推动作用。飞秒激光超微细
加工是当今世界激光、光电子行业中的一个极为引人注目的前沿研究方向。

　　新型激光器研究：成果丰硕

　　激光测距仪是激光在军事上应用的起点，将其应用到火炮系统，大大提高了火炮射击精
度。激光雷达相比于无线电雷达，由于激光发散角小，方向性好，因此其测量精度大幅度提
高。由于同样的原因，激光雷达不存在“盲区”，因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测
量。但由于大气的影响，激光雷达并不适宜在大范围内搜索，还只能作为无线电雷达的有力
补足。还有精确的激光制导导弹，以及模拟战场上使用的激光武器技术运用。在激光实战演
习的战场上，酷似实际战争场面。

　　激光武器的优点；无需进行弹道计算；无后坐力；操作简便，机动灵活，使用范围广；
无放射性污染，效费比高。

　　激光武器的分类：不同功率密度，不同输出波形，不同波长的激光，在与不同目标材料
相互作用时，会产生不同的杀伤破坏效应。激光器的种类繁多，名称各异。按工作介质区分
，目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。按其发射
位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型，按其用途还可分为战术型和战略型两类
，即战术激光武器和战略激光武器。

　　我国激光武器的研究一直处在非常重要的战略地位，中国科学院和中国工程物理研究院
从上世纪80年代开始联合攻关，承担了“神光”系列激光系统的研制和ICF物理实验，取得了
国际瞩目的成就。

　　在新型激光器研究方面也取得丰硕的成果，两种高功率连续波化学激光器，3.8微米的氟
氘激光器(DF) 和1.315微米短波长氧碘激光器(COIL)，均取得突破性进展，功率和光束质量
仅次于美国，达到当前国际水平。自由电子激光器和多波长可调谐激光也取得了可喜进展。

　　

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