从手机芯片的精密雕刻到汽车车身的无缝焊接,从医疗领域的微创治疗到日常用品的创意设计,一束“沸腾”的光正在重塑我们的生活——这就是激光。激光作为一种特殊的光,具有一些其它光所不具备的特性,例如它可以在极小的空间里聚集极大的能量,并穿梭超远的距离而不发散。像这样具有能够把各种分散的光凝聚在一起并朝着一个方向传输的特性,激光也因此被科学家们称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”!
“激光”一词是“laser”的意译,最早是在1964年,由钱学森院士提议而来。“激光”既反映了光“受激辐射”的科学内涵,又表明它是一种强烈的新光源,贴切、传神而又简洁,得到我国科学界的一致认同并沿用至今。
激光,它看似“一根筋”,但在制造领域却化身成为最精准的 “雕刻师”。它能以纳米级精度切割最坚硬的材料,在智能手机芯片上刻画出复杂的散热结构,同时它能在瞬间完成金属焊接,在效率提升数倍的同时让金属的强度提升数倍;在医疗领域,激光手术以微创的方式治疗疾病,让患者的康复之路更轻松。这些看似不可思议的应用,其实也只是激光制造技术的冰山一角。
但中国科学技术的发展从来都不是一蹴而就,激光也是如此。1961 年 9 月,中国首台红宝石激光器在长春光机所诞生,这束 “中国之光”的背后,是王之江、邓锡铭等科学家在工业基础薄弱、资料匮乏的艰苦条件下,用血汗自主研发的成果。这一激光器在工艺上实现三大创新:直管状脉冲氙灯、球形成像照明器和内聚焦谐振腔,使性能远超同期国际水平。是他们的智慧和坚持,为中国激光产业奠定了基石。
如今的中国,已成为激光制造技术的强国!2023年,国产光纤激光器在10kW 以上功率段市场渗透率已达 70%,彻底扭转了依赖进口的局面。2025年中国科学家研制的合成孔径激光雷达系统在青海湖完成实验,实现了101.8公里外毫米级成像,分辨率达2毫米,远超美国锁眼卫星(仅1厘米级)。
从汽车医疗到电子通信,激光制造技术已经反映在了我们生活的方方面面,但该技术的发展远不止于此,想了解激光如何破坏厚重的金属,遥射太空的卫星以及其他更多前沿激光科学应用吗?快来到第191期《科普大讲堂》吧!
3月30日(本周日),由宁波市科学技术协会主办,宁波科学探索中心协办的第191期《科普大讲堂》正式开讲!本期大讲堂特别邀请到英国皇家工程院院士、美国激光学会会士、英国曼彻斯特大学终身荣誉教授、中国科学院宁波材料技术与工程研究所激光极端制造研究中心主任、研究员李琳。
让我们跟随李院士的脚步,揭开激光制造的神秘面纱,探索这项前沿技术如何以光为刃,雕刻出一个更智能、更高效的未来世界。