向宇宙發(fā)射激光

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？

簡單地說，激光這種光：發(fā)散度極小，容易集聚到一點;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比遙遠(yuǎn)，想要彼此聯(lián)絡(luò)只能使用無線通信的方式。相比地面上常用的無線電，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，通俗地說就是信號好、速度快。

激光推進

和靠化學(xué)燃料燃燒推進的傳統(tǒng)火箭不同，使用激光推進技術(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)吹船帆那樣推動飛行器在宇宙中飛行。

激光測距

一些地方晚上有時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站在和太空飛行器合作進行激光測距。這種激光測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)測大陸板塊運動、海洋變化等提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

激光探索

無論是發(fā)射探測器還是人類進入太空，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)無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代替人或機器去探索宇宙深空。比如著名的激光干涉引力波天文臺（英文簡稱LIGO），就通過使用激光干涉分析遙遠(yuǎn)的黑洞，成功驗證了引力波的存在。

激光導(dǎo)引星

在地面上進行天文觀測時，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時刻刻都有，所以人們通過向天空發(fā)射激光，人工制造一顆導(dǎo)引星來協(xié)助觀測。

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記錄和讀取信息，無論是制作光盤的刻錄機還是讀取信息的光盤驅(qū)動器，都有相關(guān)功能的激光器。

激光打印

激光打印機利用激光將圖像信號投射在打印機里的感光鼓上，鼓上被照射到的地方會發(fā)生放電現(xiàn)象，形成一個光電圖像。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)實中激光的安全等級分為第1、2、3a/R、3b/B、4級，其中第1級最弱（比如CD播放器里產(chǎn)生的激光），第4級最強（多數(shù)工業(yè)和實驗用的激光，能瞬間燒灼皮膚）。一定要注意，無論哪個等級的激光，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)射激光并測量從照射的條形碼處反射回來的光強度，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)點是出血極少，手術(shù)耗時短，能極大程度地降低術(shù)后感染風(fēng)險。

用激光點火

用激光點火聽上去就像用大炮打蚊子的感覺，但這里的“火”可不是我們平時燒水做飯的火，而是核聚變的火！科學(xué)家建造了一座名為“國家點火裝置”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，從而啟動核聚變反應(yīng)。

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

激光雷達(dá)

激光測量也可以用于日常的交通管理。比起老式的測速儀，激光雷達(dá)不僅能更快速地測出車輛的行駛速度，還能通過掃描車牌辨識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，但它其實也能用來降溫！科學(xué)家在實驗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零度。

絕對零度是熱力學(xué)的最低溫度——零下273.15攝氏度。絕對零度在現(xiàn)實中無法達(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)控的特點使其非常適合用來切割物體。不論是堅硬的金剛石，還是柔軟的紡織品，幾乎所有材料都可以使用激光進行切割。當(dāng)然，激光切割也不是萬能的，其最大的缺點就是耗能太高，用起來不便宜啊。

你知道嗎？

1飛秒為1秒的一千萬億分之一，這個時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米的一百萬分之一，1厘米的一萬分之一。

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

2021年8月8日，國家點火裝置成功進行了點火實驗，192束激光將燃料球加熱到1億攝氏度的高溫，比太陽還熱！不過核聚變反應(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，從而實現(xiàn)能源自由。