太空戰(zhàn)艦上嗶嗶亂射的激光槍、絕地武士嗡嗡揮舞著的激光劍、毀天滅地的激光殲星武器……激光，可以說(shuō)是大眾最熟悉的“高科技”了！然而這些都只是科幻電影里借“激光”之名進(jìn)行的藝術(shù)創(chuàng)作，真正的激光可不是這樣的，至少目前的人類還不能像科幻電影里那樣使用它。

用激光連接宇宙

激光是種什么光？

簡(jiǎn)單地說(shuō)，激光這種光：發(fā)散度極小，容易集聚到一點(diǎn);總能量不一定很大但高度集中，所以亮度很高;單色性好，不像太陽(yáng)光那樣是各種顏色光的混合光;相干性好，方便調(diào)控等。

激光通信

宇宙空間里的飛行器距離地面上的指揮中心無(wú)比遙遠(yuǎn)，想要彼此聯(lián)絡(luò)只能使用無(wú)線通信的方式。相比地面上常用的無(wú)線電，激光發(fā)射的能量更高，可以在更遠(yuǎn)的距離上傳遞更多的信息，通俗地說(shuō)就是信號(hào)好、速度快。

激光推進(jìn)

和靠化學(xué)燃料燃燒推進(jìn)的傳統(tǒng)火箭不同，使用激光推進(jìn)技術(shù)的太空飛行器不需要自身攜帶燃料。地面發(fā)射的激光只要擊中飛行器的光帆，就能像風(fēng)吹船帆那樣推動(dòng)飛行器在宇宙中飛行。

激光測(cè)距

一些地方晚上有時(shí)能看到一道從地面射向夜空的光線，這可能是地面上的觀測(cè)站在和太空飛行器合作進(jìn)行激光測(cè)距。這種激光測(cè)距的方式不僅能校準(zhǔn)飛行器的飛行軌道，還能繪制更加精確的地圖，為監(jiān)測(cè)大陸板塊運(yùn)動(dòng)、海洋變化等提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

激光探索

無(wú)論是發(fā)射探測(cè)器還是人類進(jìn)入太空，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足人類探索太空的需求，所以當(dāng)前科學(xué)家更多的是使用激光來(lái)代替人或機(jī)器去探索宇宙深空。比如著名的激光干涉引力波天文臺(tái)（英文簡(jiǎn)稱LIGO），就通過(guò)使用激光干涉分析遙遠(yuǎn)的黑洞，成功驗(yàn)證了引力波的存在。

激光導(dǎo)引星

在地面上進(jìn)行天文觀測(cè)時(shí)，通常需要借助一顆明亮的自然星幫助矯正因大氣影響而造成的誤差。但合適的自然星并不是時(shí)時(shí)刻刻都有，所以人們通過(guò)向天空發(fā)射激光，人工制造一顆導(dǎo)引星來(lái)協(xié)助觀測(cè)。

激光掃除

激光掃除是目前人類清理太空垃圾的有效手段之一。從地面發(fā)射的激光，掃射目標(biāo)區(qū)域，可以有效地?zé)龤е睆?至10厘米的垃圾碎片或者迫使其墜入大氣層燒毀，為空間站和衛(wèi)星掃除軌道障礙。

光盤

光盤的工作原理是利用激光掃描來(lái)記錄和讀取信息，無(wú)論是制作光盤的刻錄機(jī)還是讀取信息的光盤驅(qū)動(dòng)器，都有相關(guān)功能的激光器。

激光打印

激光打印機(jī)利用激光將圖像信號(hào)投射在打印機(jī)里的感光鼓上，鼓上被照射到的地方會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象，形成一個(gè)光電圖像。隨后利用靜電吸附粉墨成像的原理，圖像就能被印到紙上了。

現(xiàn)實(shí)中激光的安全等級(jí)分為第1、2、3a/R、3b/B、4級(jí)，其中第1級(jí)最弱（比如CD播放器里產(chǎn)生的激光），第4級(jí)最強(qiáng)（多數(shù)工業(yè)和實(shí)驗(yàn)用的激光，能瞬間燒灼皮膚）。一定要注意，無(wú)論哪個(gè)等級(jí)的激光，在非醫(yī)療情況下，都不能照射眼睛！

條碼掃描器

這種掃描器能發(fā)射激光并測(cè)量從照射的條形碼處反射回來(lái)的光強(qiáng)度，從而讀取條形碼的數(shù)據(jù)。

激光手術(shù)

激光手術(shù)刀通過(guò)發(fā)射適當(dāng)能量的激光精準(zhǔn)切割生物組織。相較于傳統(tǒng)手術(shù)刀，激光手術(shù)刀的優(yōu)點(diǎn)是出血極少，手術(shù)耗時(shí)短，能極大程度地降低術(shù)后感染風(fēng)險(xiǎn)。

用激光點(diǎn)火

用激光點(diǎn)火聽上去就像用大炮打蚊子的感覺(jué)，但這里的“火”可不是我們平時(shí)燒水做飯的火，而是核聚變的火！科學(xué)家建造了一座名為“國(guó)家點(diǎn)火裝置”的核聚變裝置，使用激光制造出極端的高溫高壓，再將其施加于一小粒燃料球上，從而啟動(dòng)核聚變反應(yīng)。

激光點(diǎn)火在靶室中進(jìn)行，這里的靶室可不是普通的房間，而是一個(gè)直徑10米、重達(dá)13噸的大空心金屬球！

激光雷達(dá)

激光測(cè)量也可以用于日常的交通管理。比起老式的測(cè)速儀，激光雷達(dá)不僅能更快速地測(cè)出車輛的行駛速度，還能通過(guò)掃描車牌辨識(shí)車輛和駕駛員的信息，方便交警管理交通。

激光冷卻

雖然激光總給人一種很熱的感覺(jué)，但它其實(shí)也能用來(lái)降溫！科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中利用激光冷卻技術(shù)，可以將原子的溫度降低至接近絕對(duì)零度。

絕對(duì)零度是熱力學(xué)的最低溫度——零下273.15攝氏度。絕對(duì)零度在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法達(dá)到，只是熱力學(xué)溫度在理論中的下限。

激光切割

激光能量集中、方便調(diào)控的特點(diǎn)使其非常適合用來(lái)切割物體。不論是堅(jiān)硬的金剛石，還是柔軟的紡織品，幾乎所有材料都可以使用激光進(jìn)行切割。當(dāng)然，激光切割也不是萬(wàn)能的，其最大的缺點(diǎn)就是耗能太高，用起來(lái)不便宜啊。

你知道嗎？

1飛秒為1秒的一千萬(wàn)億分之一，這個(gè)時(shí)間單位常用于微觀環(huán)境，比如化學(xué)反應(yīng)的速度;1皮秒為1000飛秒;1納秒為1000皮秒。

1微米為1米的一百萬(wàn)分之一，1厘米的一萬(wàn)分之一。

所謂“點(diǎn)火”，就是最終要讓192束激光在1納秒內(nèi)同時(shí)發(fā)射，在靶室內(nèi)擊中燃料球，擊中的誤差不能超過(guò)30皮秒。點(diǎn)火的燃料球非常小，大概只有筆尖那么大，球內(nèi)部為氫燃料。

2021年8月8日，國(guó)家點(diǎn)火裝置成功進(jìn)行了點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，192束激光將燃料球加熱到1億攝氏度的高溫，比太陽(yáng)還熱！不過(guò)核聚變反應(yīng)只持續(xù)了大約10飛秒，產(chǎn)生出1.3兆焦耳的能量。希望這項(xiàng)研究成果能夠造福人類，讓人類達(dá)到控制核聚變的目的，從而實(shí)現(xiàn)能源自由。