五千年(敝帚自珍)

主题:激光知识问答,请大家点菜,呵呵 -- 吾富有钱时

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家园 关于在化学方面的应用

6、激光的用途除了常见的以外,在比如化学方面这样的专门用途上,又有什么贡献?

呵呵,这个就是我的本行了,慢慢说慢慢说。激光在化学方面的应用可以分为两个方面,一是制备和加工,另一个是分析和探测。先说制备和加工。激光诱导沉积是制备纳米材料的一个方法,不过这个技术,比较接近于物理了。第二个就是激光诱导聚合,利用激光的良好聚焦性能,可以加工出任意三维形状,高精度的微型元件和结构。现在一个新兴的领域是双光子微加工,可靠性和精度更高。不过这个比较接近工程。第二方面是分析和探测。一个很大的应用方面是近场光学显微镜和共聚焦显微镜。这两类技术在表面性质研究和生物显微研究方面用处极大。目前的技术发展正如火如荼,不过中国现在只能是用用而已,技术的没有。另外一个是激光光谱,就是我目前干的行当了。利用激光的短脉冲特性,高能量密度特性,单色性(有时需要,但不是必须),可以分析化学物质的吸收,荧光,磷光,拉曼,光电子能谱等等不同的谱学性质,以得到详细的结构信息。在这里,激光最关键的性质就是脉冲特性。脉冲特性可以使我们能得到更高的能量密度,可以得到以前得不到的谱学现象,如受激拉曼散射等等。同时,时间分辨意义更为重大,就像电影放慢镜头一样,利用时间分辨激光光谱,我们可以把分子中电子的行为和分子本身的行为,切成一片片的,仔细观察和研究。在这方面,中国落后很大,主要是资金投入不足,相关研究开展甚少。同时这个领域需要大量的先进电子技术,也正是我国缺少的。

其实除了这些,还有和量子化学相关的应用,主要是飞秒激光方面的。我做硕士的时候有过一些相关的研究,主要是调制飞秒激光的脉冲波形,使整形后的脉冲打在靶材上,产生一些特殊的应用。当然因为我只做了光学调制方面的,具体原理什么的就不太清楚了。主要就是利用飞秒光的高瞬时功率与短脉宽产生一些作用,与常规的反应不同。

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