威力強(qiáng)大的光

力田

六十年代科學(xué)上的巨大成就之一，就是成功地制造了可供應(yīng)用的光激射器。光激射器發(fā)出的光束方向一致（方向性好），顏色極純（單色性好），波長劃一，能量高度集中。這種光束比普遍的光要強(qiáng)五億倍，它可能達(dá)到成千萬個(gè)大氣壓力、成百億度的超高溫和上萬億伏特的超高電壓。在它的照射下，任何物質(zhì)都將化作一縷青煙。

由于光激射器有這樣大的效能，它所發(fā)射的光束有那么多特性，引起了各方面科學(xué)家的重視，他們紛紛把光激射器引進(jìn)本門學(xué)科的領(lǐng)域內(nèi)，掀起了波瀾壯闊的技術(shù)革新。至今，光激射器的誕生還只有短短的幾年時(shí)間，而它在通訊、金屬加工、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、科學(xué)研究和軍事等方面，都發(fā)生了巨大的作用。

探索星球的奧秘

光激射器的出現(xiàn)，為科學(xué)工作者探索宇宙和星球的奧秘開了方便之間。科學(xué)家利用光激射器，可以與遙遠(yuǎn)的星體進(jìn)行聯(lián)系。

1962年的一個(gè)夜晚，幾位科學(xué)家正擺弄著一臺(tái)光激射器。他們?cè)陬A(yù)定的時(shí)間，按動(dòng)了電鈕，驟然間，從儀器的鏡頭射出一股細(xì)窄而又極其明亮的紅光，劃破寂靜的夜空，光線過處，留下來繚繞的云煙。這股強(qiáng)大的亮光，直射到月球上，并立即反射到地面，被一臺(tái)四十八Cun的天文望遠(yuǎn)鏡觀察到。從發(fā)出到回到地面的全部時(shí)間，大約為兩秒半鐘，來回走了764，800公里。這就是第一次用人造光看月球。這個(gè)試驗(yàn)重復(fù)了十三次，都得到滿意的結(jié)果。我們知道，從地面上射出的任何強(qiáng)大的普通光線，無論是探照燈或是電燈，即使能射到月球表面，光要擴(kuò)散在極大的范圍，直經(jīng)達(dá)四萬公里，所以光的亮度就像在千里之外看燭火一般，弱到不能察覺。可是光激射器所發(fā)出的光，它比同面積的太陽光強(qiáng)數(shù)百萬倍，而且在到達(dá)月球表面時(shí)，擴(kuò)散的直徑只有3．2公里。所以光激射器的出現(xiàn)，也是觀察月球、研究月球的新起點(diǎn)。

有人提出利用光激射器來搜尋其他星球上有沒有高級(jí)生物。利用大口徑的望遠(yuǎn)鏡加上光激射器以及后面附加的高靈敏度光電探測(cè)器，就可以幫助我們來揭露星球上有沒有高級(jí)生物的秘密。這個(gè)設(shè)想目前還不能做，但未來的科學(xué)工作者是可以做到的。

給金屬加工

利用光激射器放出的能量高度集中的光束來進(jìn)行金屬加工，是目前金屬加工工業(yè)中最先進(jìn)最好的辦法。國外已經(jīng)成功地應(yīng)用光激射器的光束來鉆鉆石，切割半導(dǎo)體，焊接鉬鈦合金。把光束射向一顆6．35毫米的鉆石，鉆石表面溫度就上升到40000℃，立刻產(chǎn)生一股青煙，并發(fā)出爆炸一般的響聲。在200微秒的一瞬間，就在鉆石上鉆出一個(gè)直徑為0．5毫米的小

孔。而鉆石的性能和結(jié)構(gòu)并沒受到損害。微細(xì)的金屬器件也可以用光束來焊接或切削，由于能量的高度集中，焊接對(duì)金屬料材的性能影響很小。焊縫處金屬的收縮與變形也很小，焊接質(zhì)量很高，可以減少甚至取消焊接后所需的機(jī)械加工。

顯微外科手術(shù)刀——光刀”

醫(yī)學(xué)上也利用光激射器放出光束的高溫和可以聚焦成極窄光束的特點(diǎn)，作為一把手術(shù)刀—一“光刀”進(jìn)行深部器官，如腦突質(zhì)深處和眼晴內(nèi)的微觀手術(shù)，破壞和切除病理組織。1962年，醫(yī)生們成功地用光束切除了眼睛的血管瘤，手術(shù)時(shí)間只有千分之一秒，而且無痛、不流血。強(qiáng)光高溫還能使組織凝聚在一起，這個(gè)特點(diǎn)也在眼科上得到應(yīng)用。我們知道，眼球深處有一層視網(wǎng)膜，視覺細(xì)胞就是集中在這里；有一些疾病，例如極高度的近視，可能使視網(wǎng)膜與外層的血管膜脫離，造成失明。1961年，眼科醫(yī)生就對(duì)視網(wǎng)膜剝離的患者進(jìn)行光束照射，被照之處，視網(wǎng)膜立即與血管膜、縱維膜（在血管膜之外）再度粘合，就像釘在一起那樣。受照時(shí)間不過千分之幾秒，若用普通手術(shù)方法，則需幾個(gè)小時(shí)。

外科醫(yī)生還試驗(yàn)用光束消除動(dòng)物身上的某些類型的癌腫，取得了一定的效果。

他們用猴子作為試驗(yàn)動(dòng)物，用人工方法在猴子臉部引起惡性腫瘤，然后用光激射器發(fā)出的光束來燒灼這種腫瘤。在全部治療過程中僅僅燒灼了一次或兩次。燒灼結(jié)果，腫瘤在頭幾天出現(xiàn)了一些燒傷的痕跡，兩周之后，燒傷連同腫瘤一同消失。治療率為百分之五十。將來，這種光束很可能用來攻克人類的癌癥。

光激射器的光柬還可以深入到細(xì)胞內(nèi)部，研究細(xì)胞內(nèi)某些機(jī)能，例如細(xì)胞內(nèi)的染色體可以用“光刀”破壞其中的任何一部分，使其停止活動(dòng)，以研究遺傳的突變。

軍事上的強(qiáng)烈武器——死光

從光激射器放出的、能量高度集中的平行光束，在用透鏡聚焦后，光能量幾乎可以集中在只有微米大小的區(qū)域，光功率密度可以達(dá)到每一平方厘米100 萬瓦特到10萬萬瓦特。用它照射到碳?jí)K上，幾乎在萬分之五秒內(nèi)就能將這一照射點(diǎn)加熱到8000℃，這樣高的溫度足以燒穿鋼板或其他任何物體。

因?yàn)檫@光束有如此大的威力，在軍事上就可以制光武器——死光，用以摧毀坦克、飛機(jī)，阻截和摧毀導(dǎo)彈和火箭。但是，就目前來說，由于光激射器的輸出功率還很低，雖然可以造成局部的極高溫，但是作用面積很小，不足以破壞任何武器。據(jù)估計(jì)，要摧毀一枚在飛行中的導(dǎo)彈頭，至少得把現(xiàn)有的光激射器的輸出能量提高百億倍。因此，雖然從理論上說，光武器是可能實(shí)現(xiàn)的，但至少是遠(yuǎn)期的設(shè)想。

“光通訊”“光雷達(dá)”

最引起科學(xué)家注意的是光束在通訊上和偵察、測(cè)距上的應(yīng)用，這就是所謂“光通訊”和“光雷達(dá)”。目前，不少國家都組織了龐大的技術(shù)力量進(jìn)行這方面的研究。光波和無線電波一樣，都是電磁波，只是光波的波長很短，比微波還短幾萬倍。我們知道，電磁波通訊渠道所能傳遞的訊，息量是和頻率成比例的，由于光的頻率很高，所以從理論上說，光波可以同時(shí)傳輸八千萬路電視。用于宇宙通訊，則由于光束的方向性好，能量消耗小，通訊距離可達(dá)10光年之遠(yuǎn)（一光年豹為十萬億公里！）而用無線電通訊，則只能達(dá)一億公里之內(nèi)。“光通訊”的原理大致是這樣：發(fā)光系統(tǒng)先將聲音或信號(hào)變?yōu)榉糯罅说碾娔埽鶕?jù)電能的強(qiáng)弱，調(diào)節(jié)器把發(fā)射的光束調(diào)節(jié)為不同的強(qiáng)度，由光激射器系統(tǒng)發(fā)出。接收系統(tǒng)收到光信號(hào)后，經(jīng)過光激射器放大，再送到接受器，復(fù)現(xiàn)原來的聲音或信號(hào)。現(xiàn)在短距離（約四十公里）的“光電話”已經(jīng)試制成功。但長距離的“光通訊”還沒有實(shí)現(xiàn)，將來利用光激射器不僅可以使地球上的人們和人造衛(wèi)星、宇宙飛船或遙遠(yuǎn)的星體進(jìn)行聯(lián)系，而且也可以用作宇宙飛船間或飛船與星際航行站間的通訊。這種通訊方法是任何通訊方法所比不上的，它不僅傳距遠(yuǎn)，而且因?yàn)楣馐嵌ㄏ虬l(fā)射的，它不像無線電波向四面八方擴(kuò)散，任何地方都能收聽到，所以它有高度的保密性能。

“光雷達(dá)”設(shè)計(jì)原理大致是這樣：光激射器發(fā)出探索目標(biāo)的光束時(shí)，在雷達(dá)顯示屏上顯現(xiàn)曲線，代表發(fā)射光的訊號(hào)；當(dāng)光束遇到目標(biāo)后，就反射回來，在雷達(dá)顯示屏上出現(xiàn)另一條曲線，代表返回光的訊號(hào)。用電子計(jì)算機(jī)比較這兩個(gè)信號(hào)的圖形，就能定出目標(biāo)的方位、距離和大小。從理論上說，“光雷達(dá)”的精確度比微波雷達(dá)要好得多，所需的功率也遠(yuǎn)比微波雷達(dá)小。現(xiàn)在，已經(jīng)制成可控測(cè)幾公里遠(yuǎn)的儀器，將來，控測(cè)范圍大了，甚至可以用它跟蹤人造衛(wèi)星。

二十世紀(jì)是無線電電子學(xué)發(fā)展的里程碑，人們不斷地開拓和利用電磁波的每一個(gè)波段：應(yīng)用長波，出現(xiàn)了無線電廣播；應(yīng)用短波，出現(xiàn)了遠(yuǎn)距離無線電通訊；應(yīng)用超短波，出現(xiàn)了電視；應(yīng)用微波，出現(xiàn)了雷達(dá)。現(xiàn)在，由于量子電子學(xué)的出現(xiàn)，發(fā)明了光激射器，把電磁波的利用擴(kuò)展到可見光的波段上，它所發(fā)生的作用，所波及的技術(shù)領(lǐng)域，必然更為深遠(yuǎn)，更為寬闊。