激光技術的應用與進展

譚威

【摘 要】 隨著社會的發展，工業農業各條的技術，都有了長足的進步，而在各個領域上激光技術一直處于各行各業的最高端，引領著各行業的發展。本文概述了激光技術在軍事、工業、醫學、農業等領域的應用研究進展。

前 言

激光于1960年面世，是一種因刺激產生輻射而強化的光。這種光能量很強，甚至可用作切割鋼板。激光技術就是各個領域應用激光而產生的一系列技術，激光技術是各個行業上的頂尖技術，各國對激光技術的研究都給予最重視、最嚴肅和嚴謹的態度[1]。本文對激光技術在軍事、工業、醫學、農業等領域的應用研究做簡要的介紹。

一、激光技術在軍事上的應用

激光技術在軍事上的應用主要是利用激光方向性強、單色性好、高亮度和高度的時空相干性特點實施常規打擊、偵察與反偵察、精確制導、保密通信、姿態定位分析以及航空航天中的點火推進控制燃燒等。在攻防方面，占主動權的進攻更具優勢，因此，激光在軍事上最吸引人的應用莫過于激光武器。

激光武器是指利用激光束直接摧毀目標或使之失效的定向武器，主要由激光器、精密瞄準跟蹤系統和光束控制與發射系統等部分組成。激光武器以其攻擊速度快、轉向靈活、可實現精確打擊、不受電磁干擾等優點倍受青睞。根據作戰用途的不同，可分為戰術激光武器和戰略激光武器。戰術激光武器是利用激光作為能量，發出很強的激光束來打擊敵人。這種武器能夠象常規武器那樣直接殺傷敵方人員，使某些光電測量儀器的光敏元件損壞甚至失效，擊毀坦克、飛機等;打擊距離可達20km，主要代表有激光槍和激光炮。戰略激光武器是指可攻擊數千公里之外的洲際導彈、太空中的偵察衛星和通信衛星等的高能激光武器，例如，在1975年11月，美國的兩顆監視導彈發射井的偵察衛星在飛抵西伯利亞上空時被前蘇聯的“反衛星”陸基激光武器擊中，并變成“瞎子”。在著名的英一阿馬島戰爭中，英國就曾經使用激光武器對付阿根廷飛機而機毀人亡.因此，高能激光武器有望成為未來高科技戰爭中奪取空間優勢的殺手锏武器[2]。但是目前高能激光武器技術尚未成熟，按照現有的水平，今后五到十年可望在地面和空中甚至太空平臺上部署，用于戰術防空、戰區反導和反衛星作戰等。目前，美、俄、英、以色列等國已研制出車載和機載激光武器。盡管激光武器有著許多優點，但也存在致命的弱點：易受天氣和環境影響 。

二、激光技術在工業上的應用

在工業上最廣為人知的就是激光加工技術，激光的空間控制性和時間控制性很好，對加工對象的材質、形狀、尺寸和加工環境的自由度都很大，特別適用于自動化加工。激光加工系統與計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備，已成為企業實行適時生產的關鍵技術，為優質、高效和低成本的加工生產開辟了廣闊的前景。

熱加工和冷加工均可應用在金屬和非金屬材料，進行切割，打孔，刻槽，標記等。熱加工金屬材料進行焊接，表面處理，生產合金，切割均極有利。冷加工則對光化學沉積，激光快速成形技術，激光刻蝕，摻染和氧化都很合適。激光切割技術廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量。脈沖激光適用于金屬材料，連續激光適用于非金屬材料，后者是激光切割技術的重要應用領域。但激光在工業領域中的應用是有局限和缺點的，比如用激光來切割食物和膠合板就不成功，食物被切開的同時也被灼燒了，而切割膠合板在經濟上還遠不合算。

由于激光容易集中于一點和高能量，激光焊接、激光雕刻這兩門技術也有了質的飛躍，由以前的純人工操作到現在的高精準高效率技術，無論在質還是量的方面都是以前的幾何倍增幅。激光可以作成非常精細的焊槍， 做精密焊接工作;還有激光焊接與組件不會直接接觸， 亦即是非接觸式的焊接， 因而材料質地脆弱也不打緊， 還可以對遠離我們身邊的組件作焊接， 也可以把放置在真空室內的組件焊接起來。因為激光焊接有這些特點，所以它在微電子工業中尤其受歡迎。同時激光在打孔、刻蝕方面同樣有杰出的貢獻。

三、激光技術在醫學方面的應用

醫學方面，激光同樣屬于高端技術。激光醫學在臨床上的應用主要分為三大部分，包括：①激光在基礎醫學研究中的應用，主要是通過激光與人體器官組織、細胞和生物分子的相互作用來研究激光的生物效應。②激光診斷，是以激光作為信息載體，利用激光單色性好的特點，對組織病理形態、病理情況下的功能及找出某些致病因素等方面進行光譜分析。③激光治療，是以激光作為能量載體，利用激光對組織的生物學效應進行治療，多年來，激光技術已成為臨床治療的有效手段，也成為發展醫學診斷的關鍵技術。激光技術在醫學領域最多人接觸過的就是激光手術，激光手術就是利用激光能產生高能量﹑聚焦精確的單色光，具有一定的穿透力，作用于人體組織時能在局部產生高熱量。激光手術就是利用激光的這一特點，去除或破壞目標組織，達到治療的目的。但至今，癌細胞的假陰性無法排除，而且比例還很高，在臨床上無法單獨作為癌細胞檢測的依據。因此，客觀科學地判斷激光熒光光譜對腫瘤的診斷標準，是十分必要的。

四、激光技術在農業上的應用

中國是個農業大國，農業在中國起碼在當今時代的中國還是大部分人的主要經濟來源，中國農業的發展能否取得更大的進展關乎著更多人的利益。激光技術在農業領域的應用現狀主要有：誘變育種、提高種子活力、激光平地整地、防治病害蟲。

激光處理種子誘變作用與一般射線（如X射線、γ射線、中子、紫外線等）類似，是通過染色體結構畸變和遺傳物質分子改變，最后導致其性狀和特性發生變異，再通過細胞分裂遺傳給后代，經過人為選擇和培育成為新品種

結束語

從大方面來說，激光技術已經占領了各個行業，無論在軍事還是工農業上，激光技術自出現以來一直是引領著各行業的發展。但我們不能滿足這一現狀，古語說，好東西是不怕多的，對于激光技術這門如此有利于人類，服務于人類的應用技術，很值得我們繼續深入研究開發。

【參考文獻】

[1] 高旸.激光技術應用現狀與分析[J].物理通報， 2007，（11）：50-52