激光技術與產(chǎn)業(yè)的應用與創(chuàng)新
世界上第一臺激光器誕生于1960年,我國于1961年研制出第一臺激光器,40多年來,激光技術與應用發(fā)展迅猛,已與多個學科相結合形成多個應用技術領域,比如光電技術,激光醫(yī)療與光子生物學,激光加工技術,激光檢測與計 ..
2.激光醫(yī)療:激光在醫(yī)學上的應用分為兩大類:激光診斷與激光治療,前者是以激光作為信息載體,后者則以激光作為能量載體。多年來,激光技術已成為臨床治療的有效手段,也成為發(fā)展醫(yī)學診斷的關鍵技術。它解決了醫(yī)學中的許多難題,為醫(yī)學的發(fā)展做出了貢獻,F(xiàn)在,在基礎研究、新技術開發(fā)以及新設備研制和生產(chǎn)等諸多方面都保持持續(xù)的、強勁的發(fā)展勢頭。
當前激光醫(yī)學的出色應用研究主要表現(xiàn)在以下方面:光動力療法治癌;激光治療心血管疾。粶史肿蛹す饨悄こ尚涡g;激光治療前列腺良性增生;激光美容術;激光纖維內(nèi)窺鏡手術;激光腹腔鏡手術;激光胸腔鏡手術;激光關節(jié)鏡手術;激光碎石術;激光外科手術;激光在吻合術上的應用;激光在口腔、頜面外科及牙科方面的應用;弱激光療法等。 激光醫(yī)療近期研究重點包括: (1)研究激光與生物組織間的作用關系,特別是在諸多有效療法中已獲得重要應用的激光與生物組織間的作用關系;研究不同激光參數(shù)( 包括波長、功率密度、能量密度與運轉方式等)對不同生物組織、人體器官組織及病變組織的作用關系,取得系統(tǒng)的數(shù)據(jù); (2)研究弱激光的細胞生物學效應及其作用機制,包括;弱激光與細胞生物學現(xiàn)象(基因調(diào)控和細胞凋亡) 的關系、弱激光鎮(zhèn)痛的分子生物學機制以及弱激光與細胞免疫(抗菌、抗毒素、抗病毒等)的關系及其機制; (3)深入開展有關光動力療法機制、激光介入治療、激光心血管成形術與心肌血管重建機制的研究,積極開拓其他新的激光醫(yī)療技術。 (4)對醫(yī)學光子技術中重要的、新穎的光子器件和儀器設置進行開發(fā)性研究,例如:研制醫(yī)用半導體激光系統(tǒng)、角膜成形與血管成形用準分子激光設備、激光美容(換皮去皺、植發(fā))設備或其他新激光設備,開拓新工作波段的醫(yī)用激光系統(tǒng)以及開發(fā)Ho:YAG及Er:YAG激光手術刀等。 3.超快超強激光:超快超強激光主要以飛秒激光的研究與應用為主,作為一種獨特的科學研究的工具和手段,飛秒激光的主要應用可以概括為三個方面,即飛秒激光在超快領域內(nèi)的應用、在超強領域內(nèi)的應用和在超微細加工中的應用。 飛秒激光在超快現(xiàn)象研究領域中所起到的是一種快速過程診斷的作用。飛秒激光尤如一個極為精細的時鐘和一架超高速的"相機"可以將自然界中 特別是原子、分子水平上的一些快速過程分析、記錄下來。 飛秒激光在超強領域中的應用(又稱為強場物理)歸因于具有一定能量的飛秒脈沖的峰值功率和光強可以非常之高。這樣的強光所對應的電磁場會遠大于原子中的庫侖場,從而很容易地將原子中的電子統(tǒng)統(tǒng)剝落出去。因此,飛秒激光是研究原子,分子體系高階非線性、多光子過程的重要工具。與飛秒激光相應的能量密度只有在核爆炸中才可能存在。 飛秒強光可以用來產(chǎn)生相干X射線和其它極短波長的光,可以用于受控核聚變的研究。 飛秒激光用于超微細加工是飛秒激光用于超快現(xiàn)象研究和超強現(xiàn)象研究之外的又一個飛秒激光技術的重要的應用研究領域。這一應用是近幾年才開始發(fā)展起來的,目前已有了不少重要的進展。與飛秒超快和飛秒超強研究有所不同的是飛秒激光超微細加工與先進的制造技術緊密相關,對某些關鍵工業(yè)生產(chǎn)技術的發(fā)展可以起到更直接的推動作用。飛秒激光超微細加工是當今世界激光、光電子行業(yè)中的一個極為引人注目的前沿研究方向。 4.新型激光器研究:激光測距儀是激光在軍事上應用的起點,將其應用到火炮系統(tǒng),大大提高了火炮射擊精度。激光雷達相比于無線電雷達,由于激光發(fā)散角小,方向性好,因此其測量精度大幅度提高。由于同樣的原因,激光雷達不存在"盲區(qū)",因此尤其適宜于對導彈初始階段的跟蹤測量。但由于大氣的影響,激光雷達并不適宜在大范圍內(nèi)搜索,還只能作為無線電雷達的有力補足。還有精確的激光制導導彈,以及模擬戰(zhàn)場上使用的激光武器技術運用。在激光實戰(zhàn)演習的戰(zhàn)場上,酷似實際戰(zhàn)爭場面。 激光武器的優(yōu)點;無需進行彈道計算;無后坐力;操作簡便,機動靈活,使用范圍廣;無放射性污染,效費比高。 激光武器的分類:不同功率密度,不同輸出波形,不同波長的激光,在與不同目標材料相互作用時,會產(chǎn)生不同的殺傷破壞效應。激光器的種類繁多,名稱各異。按工作介質(zhì)區(qū)分,目前有固體激光器、液體激光器和分子型、離子型、準分子型的氣體激光器等。按其發(fā)射位置可分為天基、陸基、艦載、車載和機載等類型,按其用途還可分為戰(zhàn)術型和戰(zhàn) 略型兩類,即戰(zhàn)術激光武器和戰(zhàn)略激光武器。 |
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