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能源環境新聞

我國激光技術的發展與回顧

星之球科技 來源:華工激光2011-11-28 我要評論(0 )   

激光一詞是LASER的意譯。LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字頭組合而成的專(zhuan) 門名詞,在我國曾被翻譯成萊塞、光激射器 、光受激輻射...

“激光”一詞是“LASER”的意譯。LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字頭組合而成的專(zhuan) 門名詞,在我國曾被翻譯成“萊塞”、“光激射器” 、“光受激輻射放大器”等。1964年,錢學森院士提議取名為(wei) “激光”,既反映了“受激輻射”的科學內(nei) 涵,又表明它是一種很強烈的新光源,貼切、傳(chuan) 神而又簡潔,得到我國科學界的一致認同並沿用至今。
 
  從(cong) 1961年中國第一台激光器宣布研製成功至今,在全國激光科研、教學、生產(chan) 和使用單位共 同努力下,我國形成了門類齊全、水平先進、應用廣泛的激光科技領域,並在產(chan) 業(ye) 化上取得可喜進步,為(wei) 我國科學技術、國民經濟和國防建設作出了積極貢獻,在國際上了也爭(zheng) 得了一席之地。
 
  一、我國早期激光技術的發展
 
  1957年,王大珩等在長春建立了我國第一所光學專(zhuan) 業(ye) 研究所——中國科學院(長春)光學精密 儀(yi) 器機械研究所(簡稱“光機所”)。在老一輩專(zhuan) 家帶領下,一批青年科技工作者迅速成長,鄧錫銘是其中的突出代表。早在1958年美國物理學家肖洛、湯斯關(guan) 於(yu) 激光原理的著名論文發 表不久,他便積極倡導開展這項新技術研究,在短時間內(nei) 凝聚了富有創新精神的中青年研究 隊伍,提出了大量提高光源亮度、單位色性、相幹性的設想和實驗方案。1960年世界第一台激光器問世。1961年夏,在王之江主持下,我國第一台紅寶石激光器研製成功。此後短短幾年內(nei) ,激光技術迅速發展,產(chan) 生了一批先進成果。各種類型的固體(ti) 、氣體(ti) 、半導體(ti) 和化學激 光器相繼研製成功。在基礎研究和關(guan) 鍵技術方麵、一係列新概念、新方法和新技術(如腔的Q突變及轉鏡調Q、行波放大、錸係離子的利用、自由電子振蕩輻射等)紛紛提出並獲得實施,其中不少具有獨創性。
 
  同時,作為(wei) 具有高亮度、高方向性、高質量等優(you) 異特性的新光源,激光很快應用於(yu) 各技術領域,顯示出強大的生命力和競爭(zheng) 力。通信方麵,1964年9月用激光演示傳(chuan) 送電視圖像,1964年11月實現3~30公裏的通話。工業(ye) 方麵,1965年5月激光打孔機成功地用於(yu) 拉絲(si) 模打孔生產(chan) ,獲得顯著經濟效益。醫學方麵,1965年6月激光視網膜焊接器進行了動物和臨(lin) 床實驗 。國防方麵,1965年12月研製成功激光漫反射測距機(精度為(wei) 10米/10公裏),1966年4月研製出遙控脈衝(chong) 激光多普勒測速儀(yi) 。
 
  可以說,在起步階段我國的激光技術發展迅速,無論是數量還是質量,都和當時國際水平接近,一項創新性技術能夠如此迅速趕上世界先進行列,在我國近代科技發展史上並不多見。這些成績的取得,尤其是能夠把物理設想、技術方案順利地轉化成實際激光器件,主要得力於(yu) 光機所多年來在技術光學、精密機械和電子技術方麵積累的綜合能力和堅實基礎。一項新技術的開發,沒有足夠的技術支撐是很難形成氣候的。
 
  二、重點項目帶動激光技術的發展
 
  激光科技事業(ye) 從(cong) 一開始就得到了領導和科學管理部門的高度重視。當時中國科學院副院長張勁夫提出建立專(zhuan) 業(ye) 激光研究所的設想,很快得到國家科委、國家計委的批準。主管科技的聶榮臻副總理還特別批示:研究所要建在上海,上海有較好的工業(ye) 基礎,有利於(yu) 發展這一新技術。1964年,我國第一所,也是當時世界上第一所激光技術的專(zhuan) 業(ye) 研究所——中國科學院上海光學精密機械研究所(簡稱“上海光機所”)成立。當年12月在上海召開全國激光會(hui) 議,張勁夫、嚴(yan) 濟慈出席並主持會(hui) 議,140位代表提交了103篇學術報告。
 
  1964年啟動的“6403”高能釹玻璃激光係統、1965年開始研究的高功率激光係統和核聚變研究,以及1966年製定的研製15種軍(jun) 用激光整機等重點項目,由於(yu) 技術上的綜合性和高難度,有力地牽引和帶動了激光技術各方麵在中國的發展。我國的激光科技事業(ye) ,雖然也遭遇了“文革”十年浩劫,但借助於(yu) 重點項目的支撐,仍艱難地生存了下來並取得可貴的進展。
 
  1.“6403”高能釹玻璃激光係統 1964年啟動,最後從(cong) 技術上判定熱效應是根本性技術障礙,於(yu) 1976年下馬。這一項目對發展高能激光技術有曆史貢獻是不可忽視的,它使我國激光技術的水平上了一個(ge) 台階。其成果主要表現在:
 (1)建成了具有工程規模的大口徑(120毫米)振蕩—放大型激光係統,最大輸出能量達32萬(wan) 焦耳;改善光束質量後達3萬(wan) 焦耳。
 (2)實現了係統技術集成,成功地進行了打靶實驗,室內(nei) 10米處擊穿80毫米鋁靶,室外2公裏距離擊穿0.2毫米鋁耙,並係統地研究了強激光輻射的生物效應和材料破壞機理。
 (3)第一次揭示了強光對激光係統本身的光損傷(shang) 現象和機製。
 (4)第一次深入和理解激光光束質量的重要性和物理內(nei) 涵,采用了一係列提高光束質量 的創新性技術,如萬(wan) 焦耳級非穩腔激光器、片狀激光器、振蕩—掃瞄放大式激光係統、尖劈法光束質量診斷等。
 (5)激光元器件和支撐技術有了突破性提高,如低吸收高均勻性釹玻璃熔煉工藝、高能脈衝(chong) 氙氣、高強度介質膜、大口徑(1.2米)光學精密加工等。
 (6)培養(yang) 和造就 了一批技術骨幹隊伍。
 
  2. 高功率激光係統和核聚變研究 1964年王淦昌獨立提出激光聚變倡議,1965年立項開始研究。經幾年努力,建成了輸出功率10(上標10)瓦的納秒級激光裝置,並於(yu) 1973年5月首次在低溫固氘靶、常溫氘化鋰靶和氘化聚乙烯上打出中子。1974年研製成功我國第一台多程片狀放大器,把激光輸出功率提高了10倍,中子產(chan) 額增加了一個(ge) 量級。在國際上向心壓縮原理解密後,積極跟蹤並於(yu) 1976年研製成六束激光係統,對充氣玻殼靶照射,獲得了近百倍的體(ti) 壓縮。這一係列的重大突破,使我國的激光聚變研究進入世界先進行列,也為(wei) 以後長期的持續發展奠定了基礎。

 

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