科普-中华学生百科全书-第313章
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能吸收绿光。因此，用氩离子激光器进行眼科手术时，能迅速形成局部加热，
将视网膜上蛋白质变成凝胶状态，它是焊接视网膜的理想光源。氩离子激光
器发出的蓝绿色激光还能深入海水层，而不被海水吸收，因而可广泛用于水
下勘测作业。
液体、化学和半导体激光器
液体激光器也称染料激光器，因为这类激光器的激活物质是某些有机染
料溶解在乙醇、甲醇或水等液体中形成的溶液。为了激发它们发射出激光，
一般采用高速闪光灯作激光源，或者由其他激光器发出很短的光脉冲。液体
激光器发出的激光对于光谱分析、激光化学和其他科学研究，具有重要的意
义。
化学激光器是用化学反应来产生激光的。如氟原子和氢原子发生化学反
应时，能生成处于激发状态的氟化氢分子。这样，当两种气体迅速混合后，
便能产生激光，因此不需要别的能量，就能直接从化学反应中获得很强大的
光能。这类激光器比较适合于野外工作，或用于军事目的，令人畏惧的死光
武器就是应用化学激光器的一项成果。
在当今的激光器中，还有一些是用半导体制成的。它们叫砷化镓半导体
激光器，体积只有火柴盒大小，这是一种微型激光器，输出波长为人眼看不
见的红外线，在 0．8～0．9 微米之间。由于这种激光器体积小，结构简单，只
要通以适当强度的电流就有激光射出，再加上输出波长在红外线光范围内，
所以保密性特别强，很适合用在飞机、军舰和坦克上。
固体激光器
前面所提到的红宝石激光器就是固体激光器的一种。早期的红宝石激光
器是采用普通光源作为激发源。现在生产的红宝石激光器已经开发出许多新
产品，种类也增多。此外，激励的方式也分为好几种，除了光激励外，还有
放电激励、热激励和化学激励等。
固体激光器中常用的还有钇铝石榴石激光器，它的工作物质是氧化铝和
氧化钇合成的晶体，并掺有氧化钕。激光是由晶体中的钕离子放出，是人眼
看不见的红外光，可以连续工作，也可以脉冲方式工作。由于这种激光器输
出功率比较大，不仅在军事上有用，也可广泛用于工业上。此外，钇铝石榴
石激光器或液体激光器中的染料激光器，对治疗白内障和青光眼十分有效。
“隐身”和“变色”激光器
另外还有两种较为特殊的激光器。一种是二氧化碳激光器，可称“隐身
人”，因为它发出的激光波长为 10．6 微米，“身”处红外区，肉眼不能觉察，
它的工作方式有连续、脉冲两种。连接方式产生的激光功率可达 20 千瓦以
上。脉冲方式产生的波长 10．6 微米激光也是最强大的一种激光。人们已用它
来“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出现是激光发展中的重大进
展，也是光武器和核聚变研究中的重大成果。最普通的二氧化碳激光器是一
支长1米左右的放电管。它的一端贴上镀金反射镜片，另一端贴一块能让10．6
微米红外光通过的锗平面镜片作为红外激光输出镜。一般的玻璃镜片不让这
种红外光通过，所以个能做输出镜。放电管放电时发出粉红色的自发辐射光，
它产生的激光是看不见的，在砖上足以把砖头烧到发出耀眼的白光。做实验
时，一不小心就会把自己的衣服烧坏，裸露的皮肤碰到了也要烧伤，所以这
种激光器上都贴着“危险”的标记，操作时要特别留神。
二氧化碳激光器形式很多。放电管最长的达 200 多米，要占据很大的场
地。科学家想出办法，将笔直的放电管弯成来回转折的形状，或是把放电管
叠起来安装，将它们的实际长度压缩到 20 米左右；为了使激光器的光路不受
振动的影响，整个器件安放在地下室粗大的管道内。后来发明的一种称为横
向流动的二氧化碳激光器，长度缩到只有一张大办公桌那样长短，能射出几
千瓦功率的激光。这样的激光器已被许多汽车拖拉机厂用来加工大型零件。
输出功率更大的一种二氧化碳激光器结构像大型喷气发动机，开动起来声音
响得吓人，它能产生上百万瓦的连续激光，是连续方式发射激光中的最强者。
最初的激光打坦克靶实验，用的就是这种激光器。它是科学家把空气动力学
和激光科学相结合而制造出来的。
以脉冲方式发射的二氧化碳激光器也有很多种，在科研和工业中用途极
广。如果按每一脉冲发出的能量大小作比较，那么，脉冲二氧化碳激光器又
是脉冲激光器中的最强者。
这里，我们要回到激光先驱者汤斯曾经研究过的问题上来，谈一谈毫米
波的产生。随着激光技术的发展，许多科学家对这一难题又发起了进攻：采
用放电或利用强大的二氧化碳激光作为激励源去激发氟甲烷、氨等气体分
子，一步步地把发射出来的激光波长延长，扩展。开始达几十微米，后来达
几百微米，也就是亚毫米波了。本世纪 60 年代中期到 70 年代中期，随着微
波技术的发展，科学家根据激光的原理和方法产生了毫米波。这样，从光波
到微波之间的空白地带便被不断发现的新红外激光填补了。
从研究中，科学家发现毫米波很有实用价值：大气对它的吸收率很小、
阻碍它传播的影响也小，可以用它来作为新的大气通讯工具。
另一种比较特殊、新颖的激光器，可以形象地称它为“变色龙”。它不
是龙，但确实能变色；只要转动一个激光器上的旋钮，就可以获得红、橙、
黄、绿、青、蓝、紫各种颜色的激光。
难道染料跟激光器也有关系吗？一点也不错。这种激光器的工作物质确
实就是染料，如碳花青、若丹明和香豆素等等。科学家至今还没有弄清楚这
些染料的分子能级和原子结构，只知道它们与气体工作物质的气体原子、离
子结构不一样；气体产生的激光有明确的波长，而染料产生的激光，波长范
围较广，或者说有多种色彩。染料激光器的光学谐振腔中装有一个称为光栅
的光学元件。通过它可以根据需要选择激光的色彩，就像从收音机里选听不
同频率的无线电台广播一样。
染料激光器的激励源是光泵，可以用脉冲氙灯，也可以用氮分子激光器
发出的激光。用一种颜色的激光作光泵，结果能产生其他颜色的激光可以说
是染料激光器的特点之一。
这种根据需要可以随时改变产生激光的波长的激光器，主要用于光谱学
研究；许多物质会有选择地吸收某些波长的光，产生共振现象。科学家用这
些现象分析物质，了解材料结构；还用这些激光器来产生新的激光，研究一
些奇异的光学和光谱学现象。
少年激光科学家
激光器虽然是崭新的现代文明，激光技术也成为一项尖端技术，但它也
决不是高不可攀的。
在第一台红宝石激光器出现后一年，美国德克萨斯州就有一位 15 岁的少
年自制了一台红宝石激光器，在中学生科学展览会上获得了第一名。
他是一个优等生，喜欢篮球、足球。在掌握了一部分激光的基础知识后，
便想做一台激光器试试。开始，这计划看起来是无法实现的。有人告诉他自
制激光器的想法不切实际：就拿激光器的核心部分——红宝石晶体来说，价
值之高决不是一个中学生负担得起的。但是他并不气馁，而是鼓起勇气，给
几家制造红宝石晶体的公司写信，请求帮助。最后，终于有一家公司满足了
他的愿望，一支精心包装的红宝石棒寄到了他的手里。作为宇航工程师的父
亲，不仅在精神上鼓励他工作，并且请了一位搞电子技术的同事给他指导和
帮助。这位少年每大做完学校布置的课外作业后，把余下的时间都用于制作
激光器。他花了 13 个月时间先装好 4000 伏高压电源，接着安装激光器主体
部分，竟然一次成功。激光器闪出一道红色的激光束，能在刀片上打出一个
小孔。
少年读者也可以利用课余时间制作一台前面提到的氮分子激光器。制作
这样的激光器，只要由学校提供一部分材料，有成年人的指导，少年读者是
有可能胜任的。制作一台氮分子激光器比那位美国少年制作红宝石激光器容
易得多。
少年读者能看到自制的激光器发出激光，那是多么令人喜悦的事情啊！
虽然激光器的制作比较复杂，也远不如半导体收音机有实用价值，能制作激
光器的少年科学家还是不多的。但是，我们可以从他们身上看到科学事业的
光明前途，看到了大有希望的未来。
激光的强大作用
威力超群的激光武器——“死光”
激光出现以后，用光作武器的幻想有希望变为现实了。由于激光的强度
比太阳强度大得多，有人就想到利用激光来制造武器；而且给激光武器起了
一个夸张的、可怕的绰号—“死光”。从此，“死光”这一名称深深地印在
人们的脑海中，以至于一谈到激光就想起“死光”。
真有“死光”吗？可以明确地说，现在还没有能把人一照就死的“死光”。
通常所说的激光武器还只是利用激光的巨大瞬时能量，在攻击目标上产生高
温、高压力，从而摧毁目标的一种光武器，和真正的“死光”不一样。目前，
人们预料，真正的“死光”将是γ射线激光。γ射线中的光子比可见光的光
子能量高百万倍，它对人体的穿透力比 X 光强得多。一旦制成γ—射线激光
器，它射出一束无形的强大γ射线光束，照到人体上，就穿透人体的皮肤、
肌肉，直达内脏，破坏肌体，致人死命，而不落痕迹。把γ射线称为“死光”
才算名副其实。然而，γ射线激光的研究才刚刚开始，发展情况怎样，还要
等着瞧呢！
激光枪和激光炮
最早的激光武器是激光枪，用的是红宝石激光器。小巧的激光枪外型和
步枪差不多，重量约 12 千克。激光枪射出的激光“子弹”能烧伤敌人的眼睛，
使敌人的衣服起火，引起恐慌。但是，只要罩一层白布在身上，就可以使激
光反射消散，激光枪也就失效了，可见它并不实用，现在已很少有人提起。
接着出现的是激光炮。那是一种庞大的功率激光器，它射出强大的激光
束能准确地击中目标。国外，有人用功率达 1．5 万瓦的二氧化碳激光器产生
的激光击落了一架长 4．5 米，时速近 500 公里的遥控靶机；用氟化氘激光摧
毁了一枚正在高速飞行的 71A 型反坦克导弹。此外，还有用激光在坦克上打
出拳头大一个洞的消息报道。
那么，激光炮是不是可以用来作武器呢？至少目前还不行；上面所说的
仅仅是一些光武器试验而已；这些实验无疑是成功的，但还有是否实用的问
题。目前的激光炮，其设备的效率较低，代价高，装置十分庞大，机动性差，
在实战中不会比常规武器更有效。一台工业用的激光输出功率为 5000 瓦的二
氧化碳激光器加上电源等设备大约重 8 吨，即使堆在一起也要占 8～9 个平方
米面积。你可以想象一下功率达一两万瓦的激光器该有多重�
