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能源環(huán)境新聞

我國激光技術的發(fā)展與回顧

星之球科技 來源:華工激光2011-11-28 我要評論(0 )   

激光一詞是LASER的意譯。LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字頭組合而成的專門名詞,在我國曾被翻譯成萊塞、光激射器 、光受激輻射...

“激光”一詞是“LASER”的意譯。LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字頭組合而成的專門名詞,在我國曾被翻譯成“萊塞”、“光激射器” 、“光受激輻射放大器”等。1964年,錢學森院士提議取名為“激光”,既反映了“受激輻射”的科學內涵,又表明它是一種很強烈的新光源,貼切、傳神而又簡潔,得到我國科學界的一致認同并沿用至今。
 
  從1961年中國第一臺激光器宣布研制成功至今,在全國激光科研、教學、生產(chǎn)和使用單位共 同努力下,我國形成了門類齊全、水平先進、應用廣泛的激光科技領域,并在產(chǎn)業(yè)化上取得可喜進步,為我國科學技術、國民經(jīng)濟和國防建設作出了積極貢獻,在國際上了也爭得了一席之地。
 
  一、我國早期激光技術的發(fā)展
 
  1957年,王大珩等在長春建立了我國第一所光學專業(yè)研究所——中國科學院(長春)光學精密 儀器機械研究所(簡稱“光機所”)。在老一輩專家?guī)ьI下,一批青年科技工作者迅速成長,鄧錫銘是其中的突出代表。早在1958年美國物理學家肖洛、湯斯關于激光原理的著名論文發(fā) 表不久,他便積極倡導開展這項新技術研究,在短時間內凝聚了富有創(chuàng)新精神的中青年研究 隊伍,提出了大量提高光源亮度、單位色性、相干性的設想和實驗方案。1960年世界第一臺激光器問世。1961年夏,在王之江主持下,我國第一臺紅寶石激光器研制成功。此后短短幾年內,激光技術迅速發(fā)展,產(chǎn)生了一批先進成果。各種類型的固體、氣體、半導體和化學激 光器相繼研制成功。在基礎研究和關鍵技術方面、一系列新概念、新方法和新技術(如腔的Q突變及轉鏡調Q、行波放大、錸系離子的利用、自由電子振蕩輻射等)紛紛提出并獲得實施,其中不少具有獨創(chuàng)性。
 
  同時,作為具有高亮度、高方向性、高質量等優(yōu)異特性的新光源,激光很快應用于各技術領域,顯示出強大的生命力和競爭力。通信方面,1964年9月用激光演示傳送電視圖像,1964年11月實現(xiàn)3~30公里的通話。工業(yè)方面,1965年5月激光打孔機成功地用于拉絲模打孔生產(chǎn),獲得顯著經(jīng)濟效益。醫(yī)學方面,1965年6月激光視網(wǎng)膜焊接器進行了動物和臨床實驗 。國防方面,1965年12月研制成功激光漫反射測距機(精度為10米/10公里),1966年4月研制出遙控脈沖激光多普勒測速儀。
 
  可以說,在起步階段我國的激光技術發(fā)展迅速,無論是數(shù)量還是質量,都和當時國際水平接近,一項創(chuàng)新性技術能夠如此迅速趕上世界先進行列,在我國近代科技發(fā)展史上并不多見。這些成績的取得,尤其是能夠把物理設想、技術方案順利地轉化成實際激光器件,主要得力于光機所多年來在技術光學、精密機械和電子技術方面積累的綜合能力和堅實基礎。一項新技術的開發(fā),沒有足夠的技術支撐是很難形成氣候的。
 
  二、重點項目帶動激光技術的發(fā)展
 
  激光科技事業(yè)從一開始就得到了領導和科學管理部門的高度重視。當時中國科學院副院長張勁夫提出建立專業(yè)激光研究所的設想,很快得到國家科委、國家計委的批準。主管科技的聶榮臻副總理還特別批示:研究所要建在上海,上海有較好的工業(yè)基礎,有利于發(fā)展這一新技術。1964年,我國第一所,也是當時世界上第一所激光技術的專業(yè)研究所——中國科學院上海光學精密機械研究所(簡稱“上海光機所”)成立。當年12月在上海召開全國激光會議,張勁夫、嚴濟慈出席并主持會議,140位代表提交了103篇學術報告。
 
  1964年啟動的“6403”高能釹玻璃激光系統(tǒng)、1965年開始研究的高功率激光系統(tǒng)和核聚變研究,以及1966年制定的研制15種軍用激光整機等重點項目,由于技術上的綜合性和高難度,有力地牽引和帶動了激光技術各方面在中國的發(fā)展。我國的激光科技事業(yè),雖然也遭遇了“文革”十年浩劫,但借助于重點項目的支撐,仍艱難地生存了下來并取得可貴的進展。
 
  1.“6403”高能釹玻璃激光系統(tǒng) 1964年啟動,最后從技術上判定熱效應是根本性技術障礙,于1976年下馬。這一項目對發(fā)展高能激光技術有歷史貢獻是不可忽視的,它使我國激光技術的水平上了一個臺階。其成果主要表現(xiàn)在:
 (1)建成了具有工程規(guī)模的大口徑(120毫米)振蕩—放大型激光系統(tǒng),最大輸出能量達32萬焦耳;改善光束質量后達3萬焦耳。
 (2)實現(xiàn)了系統(tǒng)技術集成,成功地進行了打靶實驗,室內10米處擊穿80毫米鋁靶,室外2公里距離擊穿0.2毫米鋁耙,并系統(tǒng)地研究了強激光輻射的生物效應和材料破壞機理。
 (3)第一次揭示了強光對激光系統(tǒng)本身的光損傷現(xiàn)象和機制。
 (4)第一次深入和理解激光光束質量的重要性和物理內涵,采用了一系列提高光束質量 的創(chuàng)新性技術,如萬焦耳級非穩(wěn)腔激光器、片狀激光器、振蕩—掃瞄放大式激光系統(tǒng)、尖劈法光束質量診斷等。
 (5)激光元器件和支撐技術有了突破性提高,如低吸收高均勻性釹玻璃熔煉工藝、高能脈沖氙氣、高強度介質膜、大口徑(1.2米)光學精密加工等。
 (6)培養(yǎng)和造就 了一批技術骨干隊伍。
 
  2. 高功率激光系統(tǒng)和核聚變研究 1964年王淦昌獨立提出激光聚變倡議,1965年立項開始研究。經(jīng)幾年努力,建成了輸出功率10(上標10)瓦的納秒級激光裝置,并于1973年5月首次在低溫固氘靶、常溫氘化鋰靶和氘化聚乙烯上打出中子。1974年研制成功我國第一臺多程片狀放大器,把激光輸出功率提高了10倍,中子產(chǎn)額增加了一個量級。在國際上向心壓縮原理解密后,積極跟蹤并于1976年研制成六束激光系統(tǒng),對充氣玻殼靶照射,獲得了近百倍的體壓縮。這一系列的重大突破,使我國的激光聚變研究進入世界先進行列,也為以后長期的持續(xù)發(fā)展奠定了基礎。

 

 

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