未来的激光研究和产业

未来社会里,激光将更加广泛地发展到社会各科学研究的前沿领域和社会生产各个领域,形成各种交叉、渗透的研究学科和新兴的激光产业。激光的每项应用,都可以引发一种独立的研究学科,正像我们在前言中所说的, 任何一个学科之前都可以冠以激光二字。

用激光去控制化学反应,能够增强化学反应的效果,诱发各种预期的化学反应过程,达到化学研究的预期目的。激光与分子共舞,这是化学家们梦寐以求的目标。

激光的产生,源于物理学的研究和发展,强光物理学所研究的问题就是在高强度的激光磁场内的物质相互作用,这个问题的突破,将可以在高温热核聚变和 X 射线激光应用方面取得较大的成果。X 射线激光在未来的生物工程中,对遗传工程和分子信息中的作用将是非常巨大的。

光谱学是研究测定各种物质的光谱线,从而查明物质的成分、结构,以及原子、分子相互作用的科学。把激光技术引进光谱学的研究,将进一步提高光谱分辨率,克服传统光源强度不够的缺陷,对物质内部微观世界运动规律和转换机制的了解和认识也将提高到一个新的水平,激光光谱学在未来生物工程、遗传工程、医学等生命科学上的作用将尤为显著和重要。

未来的激光器研究,将向着小巧、方便、功率可调,波长频率覆盖面广的方向发展,发展高分辨率的激光器将大大提高未来科学研究的手段,微腔激光器的产生在未来的纳米科学和集成线路上的作用将是不可低估的。

从 80 年代开始,物理学中出现了一门新兴的学科——原子、分子物理学和光学(即 AMO 物理学)。它的诞生和近十多年的发展,不仅为许多相邻的学科如化学、天体物理学、凝聚态物理学、离子体物理学、表面科学、生物学和医学等提供了新的理论方法、实验手段和基本数据,同时也使激光器和激光加工、激光分离同位素等先进技术得以发展,促进了激光光谱学、量子光学、飞秒光谱学的研究。

激光与古老的生命科学相互渗透、交融,将在未来的医学、生物工程中发挥巨大的作用,并作出重要的贡献。它们所形成的激光生物学、激光遗传学等学科,将进一步揭示生物的分子、细胞及其群体、整体中的现象和规律。生命系统的活动是离不开光的刺激作用的。生物体的局部和整体对光的作用具有强烈的反应能力。植物体存在的基本条件就是依靠光所产生的光合作用。激光以其高单色性的特性和可供选择的波长范围,能够使生物体产生最佳的光效应。这对未来农业生产、植物培育都具有重要的意义。

激光在遗传工程中的应用也有着非常光明、广阔的前景。利用激光技术, 激光的照射,能够促使 DNA 遗传、变异的作用。激光所产生的强大“力量”, 能够把外来的基因导入植物细胞内,能够把不同的生物细胞稳定地“捏合” 在一起,还可以切割染色体。激光遗传学的研究将是未来生物工程中的重要研究领域。

在未来的社会里,激光以其优良的特性和应用的广泛性,将进一步渗透到各个生产领域和生产环节中,形成一个规模巨大、需求广泛的激光技术产业,它所生产的各类产品,能满足从高精尖科研领域到普通基础性加工方面的各种需求层次,具有强大的生命力。激光医学、激光化工、激光军事、激光核工业、激光出版,激光摄影业的产生、发展,将为社会创造出更多的财

富。

在未来以高科技为特征的信息时代里,激光技术产业发展的势头将有增无减。光学计算机、光通信、光学储存的产生和普遍使用,将为激光技术提供最广阔的应用天地,以光学发展、应用需求为导向,形成产业化的光学器件和光学加工领域,将是未来的必然趋势。

在未来的社会里,激光微加工产业的形成,顺应了 21 世纪纳米技术的研究发展需求。标准化、专门化的激光雕蚀、清洗、镀膜技术,将为微加工领域提供理想的生产工具。

在未来的光通信中,光导纤维的通信将是最为活跃的领域和主角。连接国际、洲际的光纤网络,将是人类历史上一项十分宏伟的工程。围绕光纤的需求,一个从生产、销售、使用光导纤维的市场将逐渐形成和扩大。

激光是一种非常神奇的光源,它的特性简单明了却又能产生错综复杂的效果,带来奇异莫测的变化。也许人类对激光的认识已经比较深刻了,但对激光的应用尚只是刚刚开始。既然如此,未来激光的世界,谁又能预言得太多呢?