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第6章 科技总揽(5)

颜色极纯。在日常生活和生产中,往往需要各种单种颜色的光。发射单种颜色光的光源称为单色光源。所谓单色性是指光颜色的纯度。人们通常把波长范围小于几个埃(1埃=10-10米)的光称作单色光。单色光的波长范围叫单色光的谱线宽度,宽度越窄,光的单色性能越好。以往最好的单色光源是氨灯,它在-196℃的温度条件下发出的光,其波长范围仅有0005埃,颜色极为鲜艳。激光的出现使光的单色性产生了巨大的飞跃,单色性最好的是氨激光,其波长范围已能达到一千亿分之几埃。

相干性极好。所谓相干性,是指两束或两束以上的光波,在它们相交区域,有些地方得到加强、有些地方则减弱的现象。它通常用相干长度来表示,光源相干长度越长,其相干性能越好。普通光源中,相干性最好的是氪灯,其相干长度为385厘米;激光的相干长度则高达几十千米。

闪光时间可以极短。在工农业生产和科学研究中,往往需要闪光时间极短的光源,以了解迅速变化的过程,例如光合作用过程,时间间隔上只有皮秒(1皮秒=10-12秒)量级。普通光源难以达到这一要求,而脉冲激光的闪光时间目前可达到6飞秒(1飞秒=10-15秒)。

激光技术的发展前景如何

激光技术问世以来正处于蓬勃发展的新阶段,在方兴未艾的第三次技术革命中正发挥出日益重要的巨大作用。而在目前,激光热核聚变、激光同位素分离及激光计算机等的研究与应用前景特别引人瞩目。

激光受控热核聚变。热核聚变放出的能量是巨大的,但和平利用核聚变尚在探索中。人们已研究出磁压缩聚变、箔片聚变、粒子束引发聚变等方法,激光热核聚变是其中一个重要的方法。实现激光受控核聚变是解决人类能源问题的根本途径。它是将激光射到氢的同位素氘氚热核靶上,产生高温高压,促使氘、氚原子核聚变为氨和中子,同时放出巨大的能量。由于氘、氚混合物的质量和激光的能量可以控制,从而使核聚变能缓慢地释放出来,用以发电,实现和平利用原子能核聚变。但是,这项技术对激光器的要求很高,预计将来的激光受控核聚变反应堆中,激光的能量高达100万焦耳,功率在100兆兆瓦以上,激光波长在03~08微米之间,热核靶丸的温度高至1亿摄氏度以上,靶丸的体积则会压缩至1‰倍以下。所以,目前世界上仅有少数几个国家有能力生产这种大型激光系统。中国已于1985年7月建成了这种装置,一些技术环节具有独创性,在国际上领先,这表明中国的高功率激光和激光受控核聚变研究进入了世界先进行列。

激光分离铀同位素。目前的核裂变反应堆中,绝大多数都是用铀-235为原料,但天然铀矿中的铀-235仅占07%,其余绝大部分为不参加裂变反应的铀-238,因此,需要从天然铀中将铀-235分离出来,以提高铀燃料中铀-235的含量。如今世界上普遍使用的气体扩散法和离心法不仅装置费用高,而且效果很不理想。科学家们正在探讨运用激光分离法分离铀同位素。

激光分离法主要是利用激光单色性好的特性,同位素间原子核质量不同,随之出现了电子能级之间的微小差别,由于激光的单色性极好,可以对其能级进行有选择的激发。具体做法是:在加热炉内用电子加热天然铀,使之产生铀蒸气;从加热炉里流出的铀蒸气进入分离区与激光相遇,激光的频率恰好使铀-235受到激发,而铀-238仍处于基态;再用第二束激光照射受激发的铀-235气体流,对它进行光电离;这些带正电荷的铀-235离子被吸引到一块带负电的收集板上,而铀-238没有被电离,保持中性,继续沿着蒸气流原来的方向流动。这样,一次就能把铀-235的含量从原来的07%提高到60%以上。目前,世界上只有美国、日本、法国、德国和中国掌握这一原理性实验,21世纪初有望投入商业性生产。

激光计算机。激光计算机又叫光学计算机,尽管目前尚处在研制阶段,其发展前景却非常诱人。从设计上看,光学计算机的线路与电子计算机类似,只是用光学元件代替了电子元件,即用光逻辑单元组合成集成光路以取代集成电路。集成光路是将光源、激光器、透镜、反射镜等光学元件集成在一起,具有光学信息处理能力。光学计算机可采用多束稳定光,进行多种逻辑数值判断,采取光信息存储,发挥光并行处理能力,激光计算机的运算速度有些比现有的运算最快的电子计算机速度还要快成百上千倍,其信息存储能力则提高到电子计算机的1010倍。

中国激光技术的发展状况如何

中国对激光技术的研究和开发十分重视,是世界上研究激光器较早的国家之一。1960年7月世界上第一台红宝石激光器在美国诞生后,1961年9月,中国第一台激光器在中国科学院长春光学精密机械研究所研制成功,使用的工作物质也是红宝石晶体,直径05厘米,长3厘米。所用的泵浦源是直管式脉冲氙灯。需要指出的是,中国最初根据“Laser”的英语发音和含义,有的称“莱塞”,有的称“受激辐射放大器”、“光激射器”,还有的称“光量子放大器”等,直到1964年称呼还不统一,是年12月在上海市召开全国第三次受激光辐射讨论会前夕,《光受激发射情报》杂志编辑部给著名科学家钱学森写信,请他给“Laser”取一个统一的名称。不久,钱学森回信建议命名为“激光”,在全国第三次受激光辐射讨论会上受到与会者一致赞同,从此“激光”一词开始跻身于科学词典。中国第一台激光器诞生后,很快展开了激光应用研究,与世界先进国家并驾齐驱。

在工业加工方面,我们已能批量生产激光打孔机、焊接机、切割机、电阻微调机等产品。中国研制生产的数控切割机,不仅能切割形状复杂的各种金属平面,而且还能切割空间曲面件,已在中国汽车、飞机制造厂投入生产。运用激光技术,解决了心脏起搏器、超细金属丝的温度传感器等过去无法解决的特殊零件的微型焊接问题。尤其是汉字激光照排机的研制成功,实现了自毕昇发明活字印刷以来的印刷技术的第二次革命,使印刷行业终于告别了铅与火的时代,走进了光与电的新纪元。

在激光测量方面,中国自行研制生产的各种激光导向仪、准直仪、水准仪、铅垂仪、经纬仪、自动安平仪、轴系检测仪等产品,已被广泛应用于建筑、造船、采矿等工业部门。激光准直仪已在国际机场、高层建筑和地下隧道的施工中发挥了重要作用。由于激光有很高的亮度,又能发射脉冲宽度极窄的光脉冲,所以,激光测距不仅精度高,而且测距远,中国自行研制的激光人造卫星测距仪,其测距能力达7 500千米,测距精度达35~45厘米,中国激光人造卫星测距技术已达到了世界先进水平。

在激光医疗方面,中国已将激光医疗技术用于130多个病种。激光纤维内窥镜的研制成功,使激光治疗进入了人体内脏。激光血球计数仪、激光流动细胞计也已研制成功。对于人体的一些常见病、多发病以及疑难病症的治疗,将发挥有益的积极作用。

在农业育种方面,中国已成功地对水稻、小麦、大豆、棉花、油菜等种子进行激光处理,获得了高产、早熟的优良新品种,已在部分地区推广种植,取得了良好效果。运用激光还培育了许多水果优良品种,激光还在畜牧业和生物工程方面发挥了重要作用。

在科学研究和军事应用方面也都取得了可喜的成果。比如,中国从20世纪60年代中期开始研究利用激光把两个原子核聚合即激光核聚变,70年代用激光打在氘靶上产生出热中子,80年代中国科学院上海光学精密机械研究所建成一台输出功率为1 012瓦的激光装置,运用这个装置在核聚变研究上取得了一系列重大成果,许多方面达到世界领先水平。再如,中国科学院完成的北京自由电子激光装置,中国科学院安徽光机所研制的激光红宝石晶体,中国科学院长春光机所研制的高重复频率实用型准分子激光器,中国原子能科学研究院研制的氟化氪准分子激光,以及天津大学研制的碰撞锁模激光器等,都跃入了世界先进行列。

中国的激光事业虽然取得了一定的成绩,但与国外先进水平相比,还有一定差距。例如,激光元器件品种少,性能低,质量差,真正能够投入使用的激光器件种类也不多;激光应用和基础研究也不如国外广泛;对国外研究出现的新动向重视不够,仿造多,独创的不多,等等。为了加快中国特色的社会主义现代化建设步伐,在21世纪高科技领域占有更多的领地,我们必须采取一切措施,加快激光技术的研究开发力度,力争在短时期内取得较大的突破。

什么是高科技产业

高科技产业是研究与开发经费占有其产生的技术或产品的科技产业的比例,大于或等于3%的科技产业。其中,比例小于或等于1%的为低科技产业,介于此两者之间的为中科技产业。高科技有八类:信息科技、生命科技、能源科技、材料科技、环境科技、海洋科技、空间科技、软科技。

何谓高新技术开发区

高新技术产业开发区是以智力资源为基础,以高新技术企业为主体,以高新技术产业开发为目标,促进科技与经济相结合,推动科技与经济、社会协调发展的特区,它是一种新型的组织管理形式。1993年6月,“世界科学工业园协会”第九届世界大会提出了“二元参与理论”,首次从理论上对高技术区的产生、发展进行了解释。“二元参与理论”成为高技术区的基本理论。这一理论的含义主要是:在高技术区,政府是协调者,协调大学与企业的利益,也调整自己;大学从企业获得经费,节减政府财政的开支。开发高新技术可以给企业形成产业群;企业发展高新技术产业可以增加政府的税收,同时发展地方经济、促进社会安定。

什么是高新技术企业

高新技术企业是指研究、开发与运用高新技术的企业。其中,科技型中小企业具有重要地位。它们一般处于初创或成长初期,依靠高新技术开发一项或几项高科技产品,是将科技知识成果转化为企业性产品的组织形式。世界各国在科学技术人才集中的地区建立科技工业园区,目的就在于创造一个知识、资源、科技型企业集中的环境,使科学研究、技术开发与生产紧密结合,互相依托,互相促进,推动科技和经济迅速发展。高新技术企业的人员以科技人员为主,但必须由具备企业家素质的高层决策和管理人员领导,以保证技术被作为资本来使用而获取利润。在高新技术企业的资本构成中,知识和技术等无形资本占有大部分,其产品中包含的物质性产值很小,技术性产值占50%~80%,甚至更高。

什么是高交会,它有哪些基本原则

高交会是“中国国际高新技术成果交易会”的简称。经国务院批准,由商务部、科学技术部、信息产业部、国家发展和改革委员会、教育部、中国科学院和深圳市人民政府共同主办,农业部、中国工程院协办的国家级、国际性的高新技术成果交易会,每年秋季在深圳举办。高交会由高新技术成果交易、高新技术专业产品展、中国高新技术论坛、不落幕的交易等主要部分组成。高交会五大原则为:商业运作与政府推动相结合;成果交易与风险投资相结合;技术产权交易与资本市场相结合;落幕与不落幕的交易相结合;成果交易与专业产品展相结合。首届高交会于1999年10月举办。

高博会有何优势

高博会是“高新技术新产品博览会”的简称。为加强国家与地区之间的经济合作、交流,本着“国际性、权威性、专业性”的理念,使展商形象和品牌得到足够的空间展示,便于中外展商新产品的发布以及为用户提供优质服务的博览会。其已成为各个参展商增进了解、相互沟通、共谋发展、同创繁荣的桥梁。

硅谷为何成为各国半导体工业聚集区的代名词

人们传统称谓的硅谷位于美国加利福尼亚州的旧金山经圣克拉拉至圣何塞近50千米的一条狭长地带,是美国重要的电子工业基地,也是世界最为知名的电子工业集中地。是随20世纪60年代中期以来微电子技术高速发展而逐步形成的。特点是以附近一些具有雄厚科研力量的美国一流大学斯坦福、伯克利和加州理工等世界知名大学为依托,以高技术的中小公司群为基础,并拥有思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果等大公司,融科学、技术、生产为一体。目前,已有大大小小电子工业公司达10 000家以上,所产半导体集成电路和电子计算机约占全美的1/3和1/6。“硅谷”已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。

你知道地球村的来历吗

地球村由加拿大著名传播学家麦克卢汉在1964年出版的著作《理解媒介——人体的延伸》中首先提出。指现代光纤和卫星通信技术把人类生存的空间一下子缩小了,于是便有了“地球村”的形象说法。它具有如下的特征:全球化知识经济;研究开发的全球化;国际信息高速公路和信息基础设施迅速发展;全球化思维;国际化标准等。

什么是科技成果,科技成果必须具备哪些条件

科技成果是“科学技术研究成果”的简称。人们通过研究活动(如实验观察、调查研究、综合分析、研制开发、生产考核等一系列脑力、体力劳动)所取得的,并经过同行专家评审或鉴定,或在公开的学术刊物上发表,确认具有一定的学术意义或实用价值的创造性结果。科技成果应区别于一般的科研结果、科技工作成绩和专利概念。它是社会的重要精神财富和物质财富,是国家的重要智力资源,也是衡量从事科技活动人员贡献大小的重要标志。其范围包括自然科学以及与自然科学有关的软科学成果,但不包括社会科学成果。科技成果必须具备如下条件:具有新颖性、先进性、实用性、重演性和完整性;由地级市以上的行政职能部门,按照国家科委(第19号令)颁布的《科学技术成果鉴定办法》要求,组织评审或鉴定,并取得法定的技术鉴定证书;在相应的《科学技术研究成果公报》上公布,获得同行专家的公认。科技成果目前大体可分为四大类:理论研究成果;应用研究成果;软件学研究成果;计算机软件。

何谓科技成果产业化

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