正文 第45章 查爾斯·湯斯:激光切割的發明者(1 / 1)

一種曾被認為是看不見的死光的光束,後來卻發現它有著多得無法計數的和平用途。用它測量地球到月亮的距離,誤差不超過18米;在金屬板上鑽一個孔,隻需幾秒鍾。人們還可以用它來傳送立體的電視圖像、裁剪布料、切割扁桃體。在大多數精密的眼科手術中也有它的用武之地,如焊接斷裂的視網膜、破壞眼睛血管中的腫瘤等。

這種光束叫激光,是由激光器發射的。1969年,對激光的研究是秘密進行的,因為科學家認為它能作為戰爭的武器。從理論上說,激光能殺死人或擊落飛機。所幸發射強大的激光束所需的能量極大,這就排除了它成為破壞性手段的可能性。當然,火炮的測距儀、炸彈的導向都用上了激光,但激光本身並不是有效的致命武器。

激光裝置能激發某些物質原子中的粒子,使低能級的原子變成高能級的原子,輻射出相位、頻率、方向等完全相同的可見或不可見光。這種光束能穿透物體,並長距離地保持集束狀態。

興奮的分子

切割分子的主意是查爾斯·湯斯這位哥倫比亞大學的教授首先想出來的。1954年,當他用223870兆周的微波轟擊氣態氨時,發現氨分子受激後活躍起來,形成比外加能量更勻速的流束。

湯斯和他的課題組建造了一台他們稱之為“微波激射器”的裝置。這是一台高靈敏度的自由幹擾無線電放大器,它用於無線電望遠鏡和太空無線電通訊。但微波激射器隻能在部分能譜上運行,於是湯斯把注意力轉向接近光頻的部分。

光的潛在力

光,包括由各種顏色複合而成的可見光和肉眼看不見的紅外線、紫外線。湯斯想,如果他激勵兩麵鏡子之間的某種原於,它們發出的光就會在鏡子之間來回反射,導致大量餘存的光被原子釋放,形成強烈的光束。

1958年,湯斯發表了上述理論。1960年,加利福尼亞州休斯研究實驗室的年輕物理學家西奧多·梅曼造出了第一台激光器。這台激光器采用紅寶石作為工作物質,效率並不高。如今已改用其他物質,最常用的是氣體,如氦和氖。