四、激光

激光也是光波的一种，它是一种单色光。激光是 20 世纪人类科学最伟大的成就之一，目前它已经在工业、农业、医学、科学、国防等方面得到越来越广泛的应用。激光的用途很多，如激光通信、激光无损检测、激光照像、激光医疗等，还有大家较陌生的，有待进一步研究和发展的新科技：激光清洗技术、激光控制化学反应等。下面首先让我们来看一看激光是如何应用于通信技术的。

激光通信是以激光为载波、用脉冲数字编码来调制这一载波的通信方法。激光通信容量大，比无线电波能容纳更多的信息，且它抗干扰、抗破坏能力强，反窃听性能好。故激光适用于保密通信和航天通信。

一般来说，通信距离较短时，如海岛之间、舰船之间、导弹发射场与指挥中心之间等，即几十公里之内常用大气激光通信。这是因为大气作为激光光束的传播介质时，由于大气的吸收、散射等影响会使激光束发生偏移、扩散、强度减弱等，降低通信质量，所以大气激光通信一般只用于短距离保密通信。

目前正处于实验研究阶段的还有空间激光通信和水下激光通信。大家知道，远距离传输若用无线电波会发生巨大的扩散，大大减弱信号的强度，这对于已经越飞越远的人类的航天器来说是无法满足要求的，会大大影响通信质量，且发射微波又需要巨大而且笨重的天线，对人类极不方便，于是人类开始探索激光用于空间通信。1980 年 1 月，美国空军首次完成了飞机对地面的激光通信实验，飞机距地面 9 公里、距激光器最远时达 48 公里。据专家预

测，在 2000 年左右可能会有供实际使用的激光通信系统问世。激光空间通信的主要优点在于跨越距离远，且不需要巨大的天线，前景很广阔。水下激光通信，主要应用于战略核潜艇与指挥中心之间的保密通信，目前的通信系统水下接受深度仅为 15—20 米，这显然远远不够。90 年代投入应用的通信系统可达到 100 米，但它的不足之处太多，如发射天线庞大、防原子辐射能力差、发射机效率低等等。相比之下，水下激光通信优势显著，它单色性强， 方向性好，传输率高，不易受干扰，更难以被截获，能使潜艇在水下 300 米

处接到信号。美国从 1978 年着手研究水下激光通信，累计耗了数亿美元，取得了重大技术性突破，并多次成功地完成实验，预计不久即可实现实际部署。

激光还可用于清洗技术。清洗在工业生产中是一项必不可少的环节，传统的方法自然是用水或其它液体进行清洗，但随着现代科技的发展，电子器件的尺度越来越小，那么极小的微粒都会带来很大危害，此时常规的清洗方法已经无能为力，于是激光清洗便应运而生了。

激光清洗的原理是比较复杂的，它包括一系列的物理和化学效应，目前为止它还没有一个定论，其机制尚未完全明了，基本上处于研究阶段。但其优势是显而易见的，如不损害物体表面（尤其是高精度器材尤为重要）、不带来新污染等等。激光清洗技术的主要应用领域是微电子技术方面，它在清除极细小的微粒污物上可大显身手。另外，它还可能应用于医学方面、电力系统方面等等。

大家知道，医院中器械的消毒是一件马虎不得的大事，传统方法是用水等液体洗涤，再用高温高压灭茵，清洗时间长，中间环节多，易产生污水污物并带来新污染，而用激光则能快速清除器械表面的污物，杀死病毒，减少中间环节，且无二次污染的可能。

电力系统的高压绝缘体也是激光的用武之地，它们的清洗需在带电情况下完成，常规的清洗方法只能望而却步，可又不能不洗，否则它们的污染会造成大规模的停电事故，传统方法只好勉为其难地定期清扫更换。而采用激光清洗便可实现带电远距离清除，带来巨大的效益。

此外，一些贵重的文物、字画等的清洗更是非激光莫属。

随着科学技术的进一步发展，激光清洗技术会得到迅速发展，开辟一个全新的激光应用新领域。

有关激光控制化学反应，其原理则更加复难杂难解，这里就不再介绍了。