没有激光的生活?

这是一篇发表于激光诞生50周年的纪念文章,从中你可以看出激光在我们日常生活中扮演着多么重要的角色,虽然你可能都没有注意到它。

如果你给你$1000让你过一天跟激光不发生任何联系的日子,你觉得你会过得怎么样? 如果你甚至不能使用任何在激光的作用下制造出的东西呢?

激光诞生50周年

听起来似乎不怎么难,是不是?如果你过着一般人的标准生活,也享受着在我们周围的一些时髦的娱乐,你就不可避免的会接触到那些与激光相联系的产品,它们可能是用激光来制造的,也可能本身就包含有激光元件。

“这怎么可能?”,你可能会这样问,“我没有看到任何激光束在我周围闪耀。也并没有按下‘开’按钮来打开任何激光器。”不过,如果你停下来好好想想那些激光器的可能应用,你可能会非常吃惊。

让我们来过一过一个普通人的典型的一天吧,也许他的生活跟你并没有多大区别。也许正如你所猜想到的,激光正在每一个角落向你致意。

如果你同大多数人一样,你的闹钟每天都叫你起床。你可能觉得能够瞅一眼闹钟看看时间是理所当然的事情,没什么稀奇吧。其他人,那些戴着隐形眼镜或玻璃眼镜的人,就没那么幸运了,虽然他们也可以把这个本应第一件做的事情推迟,晚些再去看看闹钟。好在有了激光眼科手术,你可能就不需要再去乱摸着寻找眼镜,或者极力去猜测那到底是7点还是9点了。正如它的名字里揭示的一样,这样的视觉矫正过程需要使用激光器,确切地说是准分子激光器。这种激光器能够产生紫外光,并用于改变眼睛的晶状体,从而将视力恢复到近乎完美的程度。

Scanner welding with a CO_2 laser. (Image: Trumpf)

使用二氧化碳激光器进行扫描焊接(图: Trumpf)


Scanner welding with a CO2 laser. (Image: Trumpf)


在你确定完时间之后,你多半就会去洗手间吧,下一步可能就是剃胡子了。好好看一眼你的剃须刀。根据你使用的剃须刀类型的不同,你可能会发现在那些金属刀口上有一些小点。那是焊接定位标记。想猜猜这种焊接是怎么完成的吗?如果你觉得是激光来焊接的,你就对了!这种刀口是用Nd:YAG激光器焊接的,速度超过每小时100,000个焊点。

随着早晨准备工作的继续,你可能会打开电视看看早间新闻。如果你家的电视是平板式的,其屏幕的前面板是图像传输系统的主要部分。CO2 激光器就被用来切割这些纤薄的玻璃板。

然后,按照正常思路,在出门前你得穿好衣服吧。甚至你穿的衣服都有可能是在激光的帮助下生产而成的。很多服装生产商在缝制成品服装之前,都会使用 CO2 激光器来进行裁剪。

位于土耳其布尔萨市的 PSA 标致雪铁龙和菲亚特轻型商务轿车生产线 (Image: PSA Peugeot Citroën)

你上班的路途上与激光的联系就更多了。你正在驾驶的轿车里的任何物品,从购自自助食品店的精致点心到你可能抽的香烟,都是在激光的辅助下生产出来的。轿车成为展示激光在提高制造高质量产品的效率方面的典型。一些汽车制造商使用装配在自动机械臂上的Nd:YAG激光器将整部车的框架焊接在一起,从而拥有比传统工艺制造的轿车拥有更加结实和坚固的框架。

另外,速度表上的数字和A/C按钮上的雪花图案也大多都是用打标激光器制作的。这些专业的激光器拥有不同的配置,每一个都使用不同的掺杂元素来产生不同波长的激光。根据实际应用来选择合适的激光器,可以对几乎所有的材料进行打标。特别是,这些激光器都被整合在一条大的生产线上,能够在一转眼的功夫里将标记打印在材料表面。

从另一方面来讲,如果你乘坐火车去上班,你将乘坐在一个金属车厢里。火车车厢外层的金属板多半就是用 CO2 激光器进行切割和焊接的。并且座椅支架,甚至盥洗盆等都可能是用激光从不锈钢板上切割下来的。

如果你恰好要搭乘飞机进行商务旅行,你可以想想,也是 Nd:YAG 激光器使之成为可能:用于喷气引擎的涡轮叶片多半就是使用激光钻孔的。这种技术是在叶片上钻上一系列小孔来构成复杂的模式。这种模式使得空气能够从叶片中穿过并对它进行冷却,防止叶片过热。

让我们稍停一下,看看你可能与激光发生联系的所有这些方式,这一天才刚刚开始呢!激光很可能影响到你早晨的日常琐事和上班交通的方方面面。你是否开始重新思量这$1000了?

联系还没有结束:根据你的工作性质,也许在你的工作范围里激光的应用也是非常普遍的。测量员和木匠使用激光水准仪和测量工具来确定水平面,并且快速测量距离。激光正快速取代传统的气泡水准仪和卷尺,提高测量速度和准确度。

光纤

不过可能你的工作需要的手工劳动比较少。就算你拥有自己的办公室,激光也还是围绕在你周围。如果你需要电话或者互联网来完成工作,你已经在直接使用激光了。信息高速公路和电话网络都是通过在光纤中传输的半导体激光器激光的基础上工作的。这些低功率的激光器产生不同波长的短脉冲,使信息以接近光速的速度在世界范围内传播。

你已经完成了一上午的任务,是该吃午饭的时候了。假设你出外就餐,从办公场所出来,去快餐店买个汉堡什么的。如果你拿起一块小面包,近距离的看看汉堡包,你可能会注意到肉块上的烧烤痕迹。你可能会觉得这些是汉堡在厨房的烤盘里烧烤时候的副产品,但是有些情况下这些面包不是在烤盘里烧烤的,而可能是使用激光烤制而成!

等你回到办公室继续在电脑旁开始工作,你快要没法儿根据它们的垂直容量命名所有的激光应用。Once you're back in the office and resume working on your PC, you'd be hard pressed to name all the laser applications for a PC due to their sheer volume.不过也有一些:从基本的开始吧,你的笔记本外壳是用激光切割的。 在外壳里,处理器和内存芯片是用激光制造的。准确来说,在芯片制造过程中,激光被用来选择性的去除一些材料层。现在,请将你的鼠标翻过来。看到那些红色光线了吗?那也是激光。然后,如果你完成了工作,需要将它们打印出来,你使用的很可能是一台激光打印机。

DVD

紧张的一天工作过去了,你再经过一段旅程回到家里,可能会想要走到自己的娱乐中心使用蓝光影碟机看一场电影吧。这些新式的播放器使用蓝色激光从盘片上读取信息。蓝色光比旧式的用于读取普通DVD盘片的红色激光的波长要短。如果你碰巧是一个狩猎爱好者,你多半用过激光瞄准器,那种发出一束细的红光来指示目标的装置。

随着天色渐晚,你回到卧室准备休息,激光仍在你周围进行着它的工作。从激光器在实验室里诞生开始的50年里,全新的工业体系已经创建起来。 激光器既能装备在小到你的便携式投影仪里,也能装备在主力舰上用于产生MW级能量以制止潜在的侵略。

等你躺在床上,你可能很沮丧,因为这 $1000 没能让你比开始时更富有。或者,你也可能因为这个隐藏在我们周围,在很多方面使我们的生活变得更加方便和富有乐趣的帮手而兴奋不已。当你慢慢进入梦乡,谁知道呢,说不定你还能梦到激光的一些新的应用,使得这一工具在接下来的几十年里依然令人振奋和广泛。

原文:http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=42747(因原文链接国内无法直接访问,故只给出链接文本,需要的话可通过代理(参考“匿名 & 隐私”)访问。)

作者:Mark Bronski, Manager, Laser Production, Trumpf Inc.©

本文发表于水景一页。永久链接:<http://cnzhx.net/photonics/news/life-without-laser/>。转载请保留此信息及相应链接。

时间过去太久,评论已关闭。
如果您有话要说,请到讨论区留言并给出此文章链接。
谢谢您的理解 :-)