比太陽亮100億倍,歷經43年研製成功,產業地位不亞於芯片

我國高端產業中的芯片起步早收效晚,投入大量人力物力但收效甚慢,不得不說是一大遺憾。而同為高端產業頂端的另一大技術體系--激光產業,則逆勢而上,形成了比較完整的產業鏈,同樣具有廣泛而高效益的發展前景。可喜的是,這個產業,我國並沒有落後於世界發展速度,相反,在工業應用方面,甚至走在了前沿。


比太陽亮100億倍,歷經43年研製成功,產業地位不亞於芯片

激光,顧名思義是受激輻射產生的強光,其亮度高於太陽100億倍,具有極高能量密度、極好的單色性、方向性。1917年,愛因斯坦在理論上預言了物質存在受激發射高能量密度的光輻射的現象,1960年美國加州一家物理實驗室研製的裝置發射出第一束真正具備實際意義的激光束,歷經43年,激光一旦從理論投入到實際應用便顯示出巨大的生命力,目前從尖端的光纖應用到常用的商品條形碼掃描,以發射激光的激光器為主要應用激光工業全球市值已達萬億元規模。

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激光的產生如上圖所示,一段激活物質就是一段光放大器,圖中閃光燈是激活介質實現粒子數反轉的激勵源,紅寶石是光放大的介質,兩端分別為全反射鏡子和半反射鏡子構成諧振腔,,基本沿軸運動的光子在紅寶石介質中以指數級增長的規模誘發出更多的同頻率、同相位、同方向的光子共同運動,最終在半透鏡發射出亮度極高、指向性極好的激光。

比太陽亮100億倍,歷經43年研製成功,產業地位不亞於芯片

比太陽亮100億倍,歷經43年研製成功,產業地位不亞於芯片

激光作為光的典型代表,在宇宙物質構成及高能物理研究領域發揮著重大作用:2010年,美國國家核安全管理局(NNSA)表示,通過使用192束激光來束縛核聚變的反應原料、氫的同位素氘(質量數2)和氚(質量數3),解決了核聚變的一個關鍵困難。另一家實驗室則準備使用兩束高強度激光製造出物質,理想很豐滿,現實很骨感,實驗暫時並沒有成功,但最新理論顯示,光是物質最基本的自然屬性,在可預計的將來,光變物質也許會變為現實,屆時宇宙大爆炸最初100秒情景再現和實現超遠距離的物質瞬間輸送都或將實現。


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