激光物理與激光應(yīng)用以及其發(fā)展歷史(原創(chuàng)PPt)全解

1、激光原理與應(yīng)用 班級：光科0802班 制作者： 徐為緒論部分內(nèi)容摘要緒論部分內(nèi)容摘要 1 .激光與其他光源相比的特點(diǎn) 2 .激光理論是何時(shí)有哪些科學(xué)家提出 3 .激光在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用 激光相比普通光源的優(yōu)越性 1. 方向性好方向性好 （平面發(fā)散角（平面發(fā)散角10 -3弧度）弧度） 發(fā)散角小： 傳播相同距離時(shí)，光斑直徑小 2.極高的光亮度極高的光亮度 脈沖瞬時(shí)功率大脈沖瞬時(shí)功率大（可達(dá)可達(dá)10 14瓦）瓦） 激光的顏色非常單純，而且只向著一個(gè)方向發(fā)光，亮激光的顏色非常單純，而且只向著一個(gè)方向發(fā)光，亮度極高度極高 太陽表面的亮度比白熾燈大幾百倍。普通的激光器的太陽表面的亮度比白熾燈大幾百倍。普通的

2、激光器的輸出亮度，比太陽表面的亮度大輸出亮度，比太陽表面的亮度大10億倍。激光是當(dāng)今世界億倍。激光是當(dāng)今世界上最高亮度的光源。上最高亮度的光源。l 3.相干性好相干性好 時(shí)間相干性好（時(shí)間相干性好（ 10 - 8埃），相干長度可達(dá)幾十公里。埃），相干長度可達(dá)幾十公里。 空間相干性好，有的激光波面上各個(gè)點(diǎn)幾乎都是相干光源。空間相干性好，有的激光波面上各個(gè)點(diǎn)幾乎都是相干光源。4. 單色性好單色性好 總的來說，激光這種光的受激輻射，與自發(fā)總的來說，激光這種光的受激輻射，與自發(fā)輻射的普通光源不同，具有極好的方向性，輻射的普通光源不同，具有極好的方向性，極高的光亮度和相干性。極高的光亮度和相干性。激光的

3、激光的 單色性比普通光高單色性比普通光高 倍倍. .1010受激輻射圖解Maiman湯斯湯斯肖洛肖洛愛因斯坦名稱由來 激光的最初的中文名叫做激光的最初的中文名叫做“鐳射鐳射”、“萊萊塞塞”，是它的英文名稱，是它的英文名稱LASER的音譯，是的音譯，是取自英文取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單的各單詞頭一個(gè)字母組成的縮寫詞。意思是詞頭一個(gè)字母組成的縮寫詞。意思是通過通過受激發(fā)射受激發(fā)射光擴(kuò)大光擴(kuò)大。激光的英文全名已經(jīng)完。激光的英文全名已經(jīng)完全表達(dá)了制造激光的主要過程。全表達(dá)了制造激光的主要過程。1964年按

4、年按照我國著名科學(xué)家錢學(xué)森建議將照我國著名科學(xué)家錢學(xué)森建議將“光受激光受激發(fā)射發(fā)射”改稱改稱“激光激光”。19161916年，愛因斯坦提出了年，愛因斯坦提出了“受激輻射受激輻射”的概念，的概念，奠定了激光奠定了激光的理論基礎(chǔ)。的理論基礎(chǔ)。 19541954年年湯斯湯斯和他的助手和他的助手高頓（高頓（J. CordonJ. Cordon）、蔡格）、蔡格(H.(H. Zeiger)Zeiger)發(fā)明了氨分子束微波激射器并使其正常運(yùn)行。這發(fā)明了氨分子束微波激射器并使其正常運(yùn)行。這為以后激光器的誕生奠定了基礎(chǔ)。為以后激光器的誕生奠定了基礎(chǔ)。 19581958年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的湯斯和肖洛發(fā)表了關(guān)于激光器的

5、經(jīng)典年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的湯斯和肖洛發(fā)表了關(guān)于激光器的經(jīng)典論文，奠定了激光發(fā)展的基礎(chǔ)。論文，奠定了激光發(fā)展的基礎(chǔ)。 19601960年，美國人梅曼年，美國人梅曼(T. H. Maiman)(T. H. Maiman)發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。寶石激光器。 19621962年，年，HeHeNeNe氣體激光器在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功。氣體激光器在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功。 最后的兩次發(fā)明開創(chuàng)了傳統(tǒng)的固體激器和氣體激光器時(shí)最后的兩次發(fā)明開創(chuàng)了傳統(tǒng)的固體激器和氣體激光器時(shí)代，自此，激光走上了高速發(fā)展的道路。此后，半導(dǎo)體激代，自此，激光走上了高速發(fā)展的道路。此后，半導(dǎo)體激光器、染料激光

6、器、自由電子激光器都在相應(yīng)學(xué)科的支持光器、染料激光器、自由電子激光器都在相應(yīng)學(xué)科的支持下出現(xiàn)。特別是八十年代，隨著光電子學(xué)和半導(dǎo)體技術(shù)的下出現(xiàn)。特別是八十年代，隨著光電子學(xué)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，光纖激光器和孤子激光器相繼出現(xiàn)，將激光引入以發(fā)展，光纖激光器和孤子激光器相繼出現(xiàn)，將激光引入以光電子和微電子為主的信息時(shí)代。光電子和微電子為主的信息時(shí)代。激光的應(yīng)用 經(jīng)過30多年的發(fā)展，激光現(xiàn)在幾乎是無處不在，它已經(jīng)被用在生活、科研的方方面面：激光針灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光測距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術(shù)刀、激光炸彈、激光雷達(dá)、激光槍、激光炮，在不久的將來，激光肯

7、定會(huì)有更廣泛的應(yīng)用 激光激光50年發(fā)展時(shí)間表年發(fā)展時(shí)間表1917年：愛因斯坦提出“受激發(fā)射”理論，一個(gè)光子使得受激原子發(fā)出一個(gè)相同的光子。 1953年：美國物理學(xué)家Charles Townes用微波實(shí)現(xiàn)了激光器的前身：微波受激發(fā)射放大（英文首字母縮寫maser） 1957年：Townes的博士生Gordon Gould創(chuàng)造了“l(fā)aser”這個(gè)單詞，從理論上指出可以用光激發(fā)原子，產(chǎn)生一束相干光束，之后人們?yōu)槠渖暾埩藢＠?，相關(guān)法律糾紛維持了近年。 1960年：美國加州Hughes 實(shí)驗(yàn)室的Theodore Maiman實(shí)現(xiàn)了第一束激光 1961年: 激光首次在外科手術(shù)中用于殺滅視網(wǎng)膜腫瘤。 196

8、2年: 發(fā)明半導(dǎo)體二極管激光器，這是今天小型商用激光器的支柱。 1969年：激光用于遙感勘測，激光被射向阿波羅號(hào)放在月球表面的反射器，測得的地月距離誤差在幾米范圍內(nèi)。 1971年: 激光進(jìn)入藝術(shù)世界，用于舞臺(tái)光影效果，以及激光全息攝像。英國籍匈牙利裔物理學(xué)家Dennis Gabor憑借對全息攝像的研究獲得諾貝爾獎(jiǎng)。 1974年: 第一個(gè)超市條形碼掃描器出現(xiàn) 1975年: IBM投放第一臺(tái)商用機(jī)光打印機(jī) 1978年: 飛利浦制造出第一臺(tái)激光盤（）播放機(jī)，不過價(jià)格很高 1982年: 第一臺(tái)緊湊碟片（）播放機(jī)出現(xiàn)，第一部CD盤是美國歌手Billy Joel在1978年的專輯52nd Street。

9、1983年: 里根總統(tǒng)發(fā)表了“星球大戰(zhàn)”的演講，描繪了基于太空的激光武器 1988年: 北美和歐洲間架設(shè)了第一根光纖，用光脈沖來傳輸數(shù)據(jù)。 1990年：激光用于制造業(yè)，包括集成電路和汽車制造 1991年: 第一次用激光治療近視，海灣戰(zhàn)爭中第一次用激光制導(dǎo)導(dǎo)彈。 1996年: 東芝推出數(shù)字多用途光盤（DVD）播放器 2008年: 法國神經(jīng)外科學(xué)家使用廣導(dǎo)纖維激光和微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)治療了腦瘤 2010年: 美國國家核安全管理局(NNSA)表示，通過使用192束激光來束縛核聚變的反應(yīng)原料、氫的同位素氘（質(zhì)量數(shù)）和氚（質(zhì)量數(shù)），解決了核聚變的一個(gè)關(guān)鍵困難。 激光（LASER）是上世紀(jì)60年代發(fā)明的一種光源

10、。LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母縮寫。激光器有很多種，尺寸大至幾個(gè)足球場，小至一粒稻谷或鹽粒。氣體激光器有氦氖激光器和氬激光器；固體激光器有紅寶石激光器；半導(dǎo)體激光器有激光二極管，像CD機(jī)、DVD機(jī)和CD-ROM里的那些。每一種激光器都有自己獨(dú)特的產(chǎn)生激光的方法。 激光激光冷水機(jī)激光淬火激光打標(biāo)機(jī)激光點(diǎn)焊機(jī)激光在不同領(lǐng)域的應(yīng)用 1.激光加工技術(shù) 2.激光醫(yī)療保健 3.激光在工業(yè)上的應(yīng)用 4.激光的軍事應(yīng)用價(jià)值 5.激光核聚變和能源問題的解決 6.神光系統(tǒng)激光加工技術(shù) 是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源，識(shí)別

11、物體等的一門技術(shù)，傳統(tǒng)應(yīng)用最大的領(lǐng)域?yàn)榧す饧庸ぜ夹g(shù)。激光技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(shù)，從傳統(tǒng)上看，它的研究范圍一般可分為： 1.激光加工系統(tǒng)。包括激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機(jī)床、控制系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。 2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標(biāo)、劃線、微調(diào)等各種加工工藝。 激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。 激光切割：汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm

12、以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。 激光治療：可以用于手術(shù)開刀，減輕痛苦，減少感染。 激光打標(biāo)：在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。 激光打孔：激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然

13、金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。 激光熱處理：在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時(shí)在航空航天、機(jī)床行業(yè)和其它機(jī)械行業(yè)也應(yīng)用廣泛。我國的激光熱處理應(yīng)用遠(yuǎn)比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主。 激光快速成型：將激光加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合而形成。多用于模具和模型行業(yè)。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。 激光涂敷：在航空航天、

14、模具及機(jī)電行業(yè)應(yīng)用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。 激光加工，打孔激光焊接激光劃片機(jī)醫(yī)學(xué)保健應(yīng)用 激光在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要分三類：激光生命科學(xué)研究、激光診斷、激光治療，其中激光治療又分為：激光手術(shù)治療、弱激光生物刺激作用的非手術(shù)治療和激光的光動(dòng)力治療。 激光手術(shù)有傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬的優(yōu)越性優(yōu)越性。首先激光手術(shù)不需要住院治療，手術(shù)切口小，術(shù)中不出血，創(chuàng)傷輕，無瘢痕。 激光在美容界的用途越來越廣泛。激光是通過產(chǎn)生高能量，聚焦精確，具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織而在局部產(chǎn)生高熱量從而達(dá)到去除或破壞目標(biāo)組織的目的，各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉

15、著，如太田痣、鮮紅斑痣、雀斑、老年斑、毛細(xì)血管擴(kuò)張等，以及去紋身、洗眼線、洗眉、治療瘢痕等；而近年來一些新型的激光儀，高能超脈沖CO2激光，鉺激光進(jìn)行除皺、磨皮換膚、治療打鼾，美白牙齒等等，取得了良好的療效，為激光外科開辟越來越廣闊的領(lǐng)域。 微創(chuàng)手術(shù)微創(chuàng)手術(shù)眼睛激光手術(shù)眼睛激光手術(shù)工業(yè)應(yīng)用 激光因具有單色性、相干性和平行性三大特點(diǎn)，特別適用于材料加工。激光加工是激光應(yīng)用最有發(fā)展前途的領(lǐng)域，現(xiàn)在已開發(fā)出20多種激光加工技術(shù)。激光的空間控制性和時(shí)間控制性很好，對加工對象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大，特別適用于自動(dòng)化加工。激光加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動(dòng)化加工設(shè)備，已成

16、為企業(yè)實(shí)行適時(shí)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。目前已成熟的激光加工技術(shù)包括：激光快速成形技術(shù)、激光焊接技術(shù)、激光打孔技術(shù)、激光切割技術(shù)、激光打標(biāo)技術(shù)、激光去重平衡技術(shù)、激光蝕刻技術(shù)、激光微調(diào)技術(shù)、激光存儲(chǔ)技術(shù)、激光劃線技術(shù)、激光清洗技術(shù)、激光熱處理和表面處理技術(shù)。 軍事用途 激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效的定向能武器。根據(jù)作戰(zhàn)用途的不同，激光武器可分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。 戰(zhàn)術(shù)激光武器是利用激光作為能量，是像常規(guī)武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機(jī)等，打擊距離一般可達(dá)20公里。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮，它們能

17、夠發(fā)出很強(qiáng)的激光束來打擊敵人。1978年3月，世界上的第一支激光槍在美國誕生。激光槍的樣式與普通步槍沒有太大區(qū)別，主要由四大部分組成：激光器、激勵(lì)器、擊發(fā)器和槍托。目前，國外已有一種紅寶石袖珍式激光槍，外形和大小與美國的派克鋼筆相當(dāng)。但它能在距人幾米之外燒毀衣服、燒穿皮肉，且無聲響，在不知不覺中致人死命，并可在一定的距離內(nèi)，使火藥爆炸，使夜視儀、紅外或激光測距儀等光電設(shè)備失效。還有7種稍大重量與機(jī)槍相仿的小巧激光槍，能擊穿銅盔，在1500米的距離上燒傷皮肉、致瞎眼睛等。 目前，反戰(zhàn)略導(dǎo)彈激光武器的研制種類有化學(xué)激光器、準(zhǔn)分子激光器、自由電子激光器和調(diào)射線激光器。例如：自由電子激光器具有輸出功率

18、大、光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、可調(diào)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。但是，自由電子激光器體積龐大，只適宜安裝在地面上，供陸基激光武器使用。作戰(zhàn)時(shí)，強(qiáng)激光束首先射到處于空間高軌道上的中斷反射鏡。中斷反射鏡將激光束反射到處于低軌道的作戰(zhàn)反射鏡，作戰(zhàn)反射鏡再使激光束瞄準(zhǔn)目標(biāo)，實(shí)施攻擊。 美制美制GBU-12-B“GBU-12-B“寶石路寶石路”系列激光制導(dǎo)彈系列激光制導(dǎo)彈國產(chǎn)國產(chǎn)“雷霆雷霆”-2 -2 500500公斤級激光制導(dǎo)公斤級激光制導(dǎo)彈彈激光核聚變 激光核聚變就是利用激光照射核燃料使之發(fā)生核聚變反應(yīng)。它是模擬核爆炸物理效應(yīng)的有力手段。 由于激光核聚變與氫彈的爆炸在許多方面非常相似，所以，20世紀(jì)60年代，當(dāng)激光器

19、問世以后，科學(xué)家就開始致力于利用高功率激光使聚變?nèi)剂习l(fā)生聚變反應(yīng)，來研究核武器的某些重要物理問題。 我們知道，氘、氚等較輕元素的原子核相遇時(shí)，聚合為較重的原子核，并釋放出巨大能量的過程稱為核聚變。人工控制的持續(xù)聚變反應(yīng)可分為磁約束核聚變和慣性約束核聚變兩大類。后者又可分為激光核聚變、粒子束核聚變和電流脈沖核聚變3類。 激光核聚變主要有3種用途：一是可為人類找到一種用不完的清潔能源，二是可以研制真正的“干凈”核武器，三是可以部分代替核試驗(yàn)。因此，激光核聚變在民用和軍事上都具有十分重大的意義。 神光系統(tǒng) 我國著名物理學(xué)家王淦昌院士1964年就提出了激光核聚變的初步理論，從而使我國在這一領(lǐng)域的科研工

20、作走在當(dāng)時(shí)世界各國的前列。1974年，我國采用一路激光驅(qū)動(dòng)聚氘乙烯靶發(fā)生核反應(yīng)，并觀察到氘氘反應(yīng)產(chǎn)生的中子。此外，著名理論物理學(xué)家于敏院士在20世紀(jì)70年代中期就提出了激光通過入射口、打進(jìn)重金屬外殼包圍的空腔、以 X光輻射驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)激光核聚變的概念。1986年，我國激光核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“神光”研制成功，聶榮臻元帥還專門寫信祝賀。我國激光核聚變大事記我國激光核聚變大事記1964年，王淦昌提出了研究激光聚變的倡議。1965年，上海光機(jī)所開始用高功率釹玻璃激光產(chǎn)生激光聚變的研究。1973年5月，上海光機(jī)所建成兩臺(tái)功率達(dá)到萬兆瓦級的高功率釹玻璃行波放大激光系統(tǒng)。1974年，上海光機(jī)所研制成功毫微秒10

21、萬兆瓦級6路高功率釹玻璃激光系統(tǒng)，激光輸出功率提高了10倍。1980年，王淦昌提出建造脈沖功率為1萬億瓦固體激光裝置的建議，稱為激光12號(hào)實(shí)驗(yàn)裝置。1987年6月27日，神光I通過了國家級鑒定。1994年，神光I退役，神光I連續(xù)運(yùn)行8年。1994年5月18日，神光裝置立項(xiàng)，工程正式啟動(dòng)。2001年8月，神光裝置建成，總體性能達(dá)到國際同類裝置的先進(jìn)水平。2007年2月4日，中物院神光激光裝置實(shí)驗(yàn)室工程舉行了開工奠基儀式。2008年11月16日晚，中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播曝光了中國工程物理研究院的慣性約束核聚變激光驅(qū)動(dòng)裝置原型。 神光 加工好的380mm成品晶片生長中的KDP晶體神光系列的現(xiàn)狀與展望 目

22、前，神光-原型裝置“十五”建設(shè)目標(biāo)已圓滿完成，達(dá)到“8束出光，脈沖-萬焦耳”的水平，標(biāo)志著我國成為繼美、法后世界上第三個(gè)系統(tǒng)掌握新一代高功率激光驅(qū)動(dòng)器總體技術(shù)的國家，使我國成為繼美國之后世界上第二個(gè)具備獨(dú)立研究、建設(shè)新一代高功率激光驅(qū)動(dòng)器能力的國家。 神光裝置是世紀(jì)之交我國歷史上光學(xué)領(lǐng)域最宏偉的科學(xué)工程，必將全面帶動(dòng)相關(guān)科學(xué)技術(shù)攀登世界水平，是我國綜合國力在科技領(lǐng)域的標(biāo)志性體現(xiàn)，其作用和意義不亞于當(dāng)年的“兩彈”。這是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，在王淦昌、王大珩、于敏等老一輩科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)下，已奮斗了三十多年,取得矚目成果，而這只不過是序幕，需要幾代人的不懈努力。根據(jù)規(guī)劃，我國在2010年前后還將研制“神光IV”

23、核聚變點(diǎn)火裝置?！皣尹c(diǎn)火裝置國家點(diǎn)火裝置”產(chǎn)生最強(qiáng)激光的幾產(chǎn)生最強(qiáng)激光的幾大步驟大步驟 1、安裝球形外殼、安裝球形外殼為了產(chǎn)生聚變所必須的高溫和高壓，“國家點(diǎn)火裝置”將匯聚其所有192束激光束同時(shí)射向一個(gè)氫燃料目標(biāo)之上?！皣尹c(diǎn)火裝置”呈球形(如圖所示)，直徑約為10米，重約130噸。裝置內(nèi)有一個(gè)目標(biāo)聚變艙，點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)就發(fā)生于目標(biāo)聚變艙內(nèi)。整個(gè)球體由18塊鋁材外殼拼接而成，每塊外殼均約10厘米厚。球體外殼上正方形窗口就是激光束的入口，而圓形窗口則是用來安裝和調(diào)節(jié)診斷裝置，診斷裝置共有近100個(gè)分片。 2、用調(diào)節(jié)器調(diào)整靶位、用調(diào)節(jié)器調(diào)整靶位這是目標(biāo)聚變艙內(nèi)部的照片。激光束通過外殼上的入口進(jìn)入目標(biāo)

24、艙，把將近500萬億瓦特的能量瞄準(zhǔn)于位置調(diào)節(jié)器的尖端。圖中右側(cè)的長形帶有尖端的物體就是位置調(diào)節(jié)器，每次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)氫燃料球就置放于尖端之上。當(dāng)所有激光束全部投入時(shí)，“國家點(diǎn)火裝置”將能夠把大約200萬焦耳的紫外線激光能量聚焦到小小的目標(biāo)氫燃料球之上，它比此前任何激光系統(tǒng)所攜帶能量的60倍還要多。當(dāng)激光束的熱和壓力達(dá)到足以熔化小圓柱目標(biāo)中氫原子的時(shí)候，所釋能量要比激光本身產(chǎn)生的能量更多。氫彈爆炸和太陽核心會(huì)發(fā)生這類反應(yīng)。科學(xué)家相信，總有一天通過核聚變而不是核裂變會(huì)產(chǎn)生一種清潔安全的能源。3、將燃料放入燃料艙、將燃料放入燃料艙(圓柱體圓柱體)進(jìn)入“國家點(diǎn)火裝置”的所有192束激光束都將被引向圖中這個(gè)

25、鉸筆刀大小的圓柱體。該圓柱體中將裝有聚變實(shí)驗(yàn)所使用的目標(biāo)燃料，目標(biāo)燃料就是約為豌豆大小的球狀冰凍氫燃料。實(shí)驗(yàn)時(shí)，激光束將通過各自窗口進(jìn)入目標(biāo)艙內(nèi)，從各個(gè)方向壓縮和加熱氫燃料球，希望能夠產(chǎn)生自給能量的聚變反應(yīng)。曾經(jīng)有不少科學(xué)家認(rèn)為可控核聚變反應(yīng)是不可能實(shí)現(xiàn)的。近年來，科學(xué)家找到了一些點(diǎn)燃熱聚變反應(yīng)的方法，美國研究人員找到的方法是利用高能激光。雖然科學(xué)家們也嘗試了其他種核聚變發(fā)生技術(shù)，但從已完成的實(shí)驗(yàn)效果看，激光技術(shù)是目前最有效的手段。除激光外，利用超高溫微波加熱法，也可達(dá)到點(diǎn)燃核聚變的溫度。 4、壓縮并加熱燃料、壓縮并加熱燃料所有激光束進(jìn)入這個(gè)金屬艙內(nèi)部時(shí)，他們將產(chǎn)生強(qiáng)烈的X光線。這些X光線不僅

26、僅可以把豌豆大小的氫燃料球壓縮成一個(gè)直徑只有人類頭發(fā)絲截面直徑大小的小點(diǎn)，它還能夠?qū)⑵浼訜岬酱蠹s300萬攝氏度的高溫。盡管激光的爆發(fā)只能持續(xù)大約十億分之一秒，但物理學(xué)家們?nèi)匀幌Ｍ@種強(qiáng)烈的脈沖可以迫使氫原子相互結(jié)合形成氦，同時(shí)釋放出足夠的能量以激活周圍其他氫原子的聚變，直到燃料用盡為止。在激光點(diǎn)火裝置內(nèi)，一束紅外線激光經(jīng)過許多面透鏡和凹面鏡的折射和反射之后，將變成一束功率巨大的激光束。然后，研究人員再將該激光束轉(zhuǎn)變?yōu)?92束單獨(dú)的紫外線激光束，照向目標(biāo)反應(yīng)室的聚變艙中心。當(dāng)激光束照射到聚變艙內(nèi)部時(shí)，瞬間產(chǎn)生高能X射線，壓縮燃料球芯塊直至其外殼發(fā)生爆裂，直到引起燃料內(nèi)部的核聚變，從而產(chǎn)生巨大能量。5、用磷酸二氫鉀晶體轉(zhuǎn)換激光束、用磷酸二氫鉀晶體轉(zhuǎn)換激光束激光束在進(jìn)入目標(biāo)艙內(nèi)之前，必須要先由紅外線轉(zhuǎn)換成紫外線，因?yàn)樽贤饩€對加熱目標(biāo)燃料更為有效。激光轉(zhuǎn)換過程必須要使用磷酸二氫鉀晶體。圖中的這塊磷酸二氫鉀晶體重約360公斤。首先將一粒籽晶放入一個(gè)高約2米的溶液桶中，經(jīng)過兩個(gè)月的培養(yǎng)才可形成如此巨型的晶體。然后將晶體切割成一個(gè)個(gè)截面積約為40平方厘米的小塊?！皣尹c(diǎn)火