2019最新第二讲激光的应用语文

发布时间:2021-06-14 07:41:56

第二讲 激光的应用 一 激光的特性 ? 方向性好 ? 亮度高 ? 单色性好 ? 相干性好 方向性好 单色性好 高亮度 相干性好 激光双缝干涉条纹 激光矩形孔衍射条纹 激光双圆孔干涉条纹 二 激光的应用 激光的主要应用 测距,生活中,农业,加工, 医疗,通信,舞台与唱片, 科学研究,军事 1. 无处不在的激光 激光技术第一次走进日常生活,是 美国超市使用发出红色氦氖激光的条形 码扫描枪实现收款自动化。若尔斯·阿尔 费罗夫(Zhores Alferovand )和赫伯特·克 勒默(Herbert Kroemer)改进了制作半导 体二极管激光器的方法,让激光真正地 无处不在。这两位科学家因此获得了 2000年的诺贝尔物理奖。 ? 下图所示为一个半导体二极管激光器和 五美元钞票大小的对比。 ? 如今,这样的芯片随处可见,比如说CD 播放器、蓝光播放器、红色激光笔并构 成了全球电信网络的骨干。 2 激光测距 1969年7月,美国“阿波罗”飞船登月时, 宇航员在月球*卜帕艘蛔榉瓷淦鳎缓蟠拥 球上向反射器发射激光脉冲,激光脉冲就会被 反射器反射回来。科学家通过激光脉冲往返月 地所用的时间,就计算出了地球到月球之间的 *均距离:384401千米。 ? 激光在军事上最先得到实际应用的是激 光测距技术。20世纪60年代末,激光测 距仪开始装备部队。由于它能迅速准确 地测出目标距离,广泛用于侦察测量和 武器火控系统 3 激光在生活中的应用 激光打印机 激光教鞭 激光清洗 激光打印机 ? 无论是黑白激光打印机还是彩色激光打印 机,其基本工作原理是相同的。 ? 采用类似复印机的静电照相技术,将打印 内容转变为感光鼓上的以像素点为单位的 点阵位图图像,再转印到打印纸上形成打 印内容。 ? 与复印机惟一不同的是光源,复印机采用 的是普通白色光源,而激光打印机则采用 的是激光束。 ? 激光清洗圣坛上的圣像 意大利的Albertino圣坛建于14世纪中 叶,由于经历的时间很长,圣坛上的圣像 表面 覆盖了一层几毫米厚的碳黑和灰泥层, 严重影响了文物的外观。为了恢复圣像的 古色,文物单位确定由意大利和奥地利两 国专家采用激光清洗技术来实现。他们采 用的激光器的波长为1064nm,激光光斑的 直径大 于2.5mm,能量为1200mJ,激光采 用光纤传输,实现了图像的远程大面积清 洗。 4 激光在农业上的应用 ? 俄罗斯科学院科学家利用红色激光照射 玉米种子,结果每株玉米的果穗比未照 射激光的重100多克,因而提高了玉米的 产量。 ? 专家们认为这是一种很有发展前途的提 高农作物产量的育种方法。 ? 哈萨克斯坦的农业专家研究出一种预防农 作物病虫害的新技术:在播种前1~2个星 期,利用激光对作物种子进行照射,使种 子消毒和灭菌,从而达到预防病虫害的目 的。 日本北海道农业研究所先采用大功率 半导体激光器在钵内育苗,8天后移到营养 液中栽培生长,同时在生长期间用红色波 长的激光和蓝色的荧光灯灯光照射水稻, 使其高效率地进行光合作用,56~68天内 全部成熟。按照这种栽培法的生长期计算, 1年至少可收获5次。 ? 好的苗种出来的作物,才会长势好,产量高。 而好的苗要有好的种子,所以,选种也是农 民十分重视的工作。在播种前对种子作适当 处理,也可以育出好的秧苗。 试验发现,在播种前用激光照射过的种子,发 芽时间会缩短,而发芽率比没有受激光照射 的增加 10%左右。科学家又对秧苗的生长状 况、生长的植株、抽穗等情况进行跟踪研究 观测。 ? 从秧苗或植株入手 用激光照射青瓜和西红柿的植株,能够使它们 开的雌花数量增加 1.5 倍,产量提高 20%~ 30%。 用激光照射生长中的甘蔗,营养生长期延长, 提高了甘蔗的产量和质量。 用激光照射大豆秧苗,会使植株变矮,结荚多 而饱满。 ?改良水果 一种称为“砂子早生”的桃子树,它结出 的桃子肉厚甜嫩,是生产水果罐头的好原料。 但是,单一栽培时它开花多,结的果子却不多。 现在用激光技术把它的这个弱点给改正了。 用激光照射育出叫“砂激”的砂子早生果树, 它能够无性繁殖,由低产变成高产,坐果率达 80%,产量比过去提高 4 倍。营养成分也获得 改进,果肉比先前更厚更甜。 5 激光在加工业上的应用 ? 钻孔、切割、焊接以及淬火,是加工金 属材料时最常用的操作。自从引进了激 光后,在加工的强度、质量以及范围等 方面开创了全新的局面。除了金属材料 外,激光还能加工许多非金属材料。 激光钻孔的原理 利用激光束聚集使金属表面焦点温度 迅速上升。当热量尚未发散之前,光束就 烧熔金属,直至汽化,留下一个个小孔。 在金属薄板上钻出几百个连人眼都难以察觉 出来的微孔,用激光钻孔机能在1~2秒钟 内全部完成。用放大镜对这些微孔观察, 发现微孔面十分整齐光洁。 激光钻孔还可用来加工手表钻石 它每秒钟可钻 20~30个孔 操作可以自动化连续加工 激光切割机 切割金属材料:只要移动工件或者移 动激光束,使钻出的孔洞连边成线,就自 然能将材料切割下来了。如钢板、陶瓷、 塑料、化纤、木材等,激光都如一柄削铁 如泥,削木如灰的光剑,而且,切割的边 缘非常光洁。 用途广泛的刀片 ? 在工业上,最初人们使用激光来加工硬 度很高的材料,如钻石,或非常柔软的 材料,例如婴儿奶瓶的奶嘴。 ? 如今一段细光纤或几分之一毫米厚、扑 克大小的盘片就能产生千瓦级的能量, 足以切开几厘米厚的金属片。 高能激光(能产生约5500 oC的高温) 把大块硬质材料焊接在一起 6 激光广泛的医学用途 ? 激光的首次在医学上的成功应用是进行 眼内手术,无需要切开眼球。 ? 1962年,一台红宝石激光器将病人脱落 的视网膜与眼球重新连接,使他恢复了 视力。 ? 1968年,外科医生弗朗西斯·莱斯佩朗斯 和贝尔实验室的工程师使用氩离子激光 器破坏

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