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軍工航天新聞

飛秒激光有望將玻璃變為寶石

星之球科技 來源:華工激光2011-11-21 我要評論(0 )   

飛秒激光器瞬間切割角膜,其實2000年時飛秒激光技術研究已經開始,隻不過他的技術難點高,被廣泛應用的程度不同,下麵我們(men) 來看一組早在2007年的報道: 在飛秒紅外激光的...

飛秒激光器瞬間切割角膜,其實2000年時飛秒激光技術研究已經開始,隻不過他的技術難點高,被廣泛應用的程度不同,下麵我們(men) 來看一組早在2007年的報道:
 

在飛秒紅外激光的照射下,普通玻璃的內(nei) 部結構被打亂(luan) 重組,成為(wei) 了新的物質甚至可能變成寶石。在近日的紅外學會(hui) 年會(hui) 上,紅外光學專(zhuan) 家餘(yu) 昺鯤教授介紹了他所在課題組的最新研究成果。而其也預示著在這種神奇光線的照耀下,將一些透明材料化廢為(wei) 寶將成為(wei) 可能。
  據介紹,“飛秒”其實是時間王國裏的一員,隻不過它是一個(ge) 小字輩。它是標衡時間長短的一種計量單位。“飛秒”其實也叫作毫微微秒,即1飛秒隻有10的負15次方秒。你能想象它有多快嗎?光速是一秒鍾30萬(wan) 公裏,而在一飛秒之內(nei) ,光隻能走0.3微米,而這隻不到一根頭發絲(si) 的百分之一長。
  而飛秒激光則是在非常短的時間範圍內(nei) 所產(chan) 生的激光,其具有非常高的瞬時功率,可達到百萬(wan) 億(yi) 瓦。這是個(ge) 什麽(me) 概念呢?目前全世界所有的發電廠在同一時間一起發電,其產(chan) 生的總電功率約為(wei) 一萬(wan) 億(yi) 瓦。也就是說,飛秒激光的瞬時功率是全球發電總功率的一百倍。而飛秒激光的另一大特點就是它能聚焦到比頭發的直徑還要小的空間區域,使電磁場的強度比原子核對其周圍電子的作用力還要高數倍。
  正因為(wei) 有著這些不同尋常的特性,使得飛秒紅外激光(紅外激光器和紫外激光器的應用)在連續輻射時會(hui) 對物質內(nei) 部的結構造成影響。據餘(yu) 教授所在的課題組所做的一係列試驗表明,飛秒紅外激光輻射硼酸鹽玻璃時,焦點處的玻璃轉化為(wei) 低溫相偏硼酸鋇晶體(ti) ;而采用較長的輻射時間後,低溫相偏硼酸鋇晶體(ti) 出現的同時伴隨有部分的高溫相晶體(ti) 。
  而這一實驗結果也表明,利用飛秒紅外激光進行輻射,能夠使得透明材料如玻璃、聚合物、晶體(ti) 等內(nei) 部結構進行有選擇性的改變。由於(yu) 照射時間的長短對應於(yu) 物質的變化,所以將來通過輻射來產(chan) 生寶石也是大有可能。
  據介紹,現在市場上形形色色的人工寶石在物理性質上和真寶石幾乎沒有什麽(me) 區別。人工寶石在選料上主要采用和真寶石性質相仿的物質進行合成和加工,讓產(chan) 物的硬度、密度和折射率非常接近真寶石,所以製作精良的合成寶石幾乎可以以假亂(luan) 真。但之所以它們(men) 不足以替代真寶石是因為(wei) 它們(men) 的內(nei) 在分子結構還是原來的物質結構,雖然外在的物理性質改變了,但其內(nei) 在還是和真寶石有所不同。而如果采用飛秒紅外激光等特殊手段將晶體(ti) 內(nei) 部的結構改變的話,原先的晶體(ti) 將完全成為(wei) 另一種物質,無論是物理性質還是內(nei) 在結構都將完全改變。而這也意味著,這樣的方法產(chan) 生的將是真正的寶石。隨著將來技術的完善和實驗的深入,玻璃變寶石將不再是天方夜譚。

以前我們(men) 講過:使用激光打標機對玻璃進行激光打標,主要說的是利用CO2激光打標機,今天測試采用非秒紅外激光,有望打亂(luan) 玻璃、聚合物、晶體(ti) 等的內(nei) 部結構,成為(wei) 寶石。

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