主题：激光知识问答，请大家点菜，呵呵 -- 吾富有钱时
家园 这就是定向能武器 十年前国防科大就成立了新概念武器研究所，定向能武器是主要研究内容。
激光武器是定向能武器的一种。
对人主要是激光致盲。对无人机、导弹等目标自然无盲可致，主要是聚焦在某些关键而又脆弱的部位，利用激光的热效应破坏一些电子元件，使得飞机、导弹失控或者战斗部爆炸。还有就是针对卫星的激光武器，美国曾有实验把大型激光器装在波音飞机上，飞至高空后对卫星进行攻击。
现在的激光武器主要有固体激光器、CO2激光器、化学激光器。
激光武器虽然有很多优点，像高功率、方向性好、能量传播速度快。但是其缺点也是很大的：
一是移动性，做这行的都知道，激光谐振腔对环境非常敏感，温度、湿度、振动都会导致激光失模甚至无法出光。失模之后的激光能量降低、成为CW（连续光），功率急剧降低，失去破坏性。同时激光所消耗的大量能量从哪来。
二是大气窗口的穿透性。
大气对激光会产生吸收、散射和湍流效应。大气中的分子和气溶胶(尘埃、烟雾、水滴等质点)使激光束的能量发生衰减，大气湍流会使激光束发生扩展、漂移、抖动和闭烁效应，使激光能量损耗，偏离目标，对于强激光，由于大气吸收了激光束的能量，导致光路加热，从而改变了大气的折射率分布。这种大气体的激光的“热晕”效应，会使激光束发生漂移、扩展、畸变或弯曲。三是目标的特性。光不像子弹是机械能，它只是电磁波。当介质合适时，可能不吸收或者把光反射了。这就限定了激光武器的目标将是光敏元件。但是如果对保护层采用特定波长镀膜之后，是不是就可以提高激光摧毁的难度呢。
以上有些是成熟观点，有些纯属我个人想法，可能有不对的地方，欢迎大牛拍砖。
激光在军事中的应用其实不仅仅是破坏性的。当超强激光在空气中传播时，会出现成丝现象，在大气中产生离子通道。这个可导电的通道最长可达数公里，民间有想法把它用于导雷，军方则想把它用作天线。你想，几公里长的可随时移动的天线，多牛啊。
家园 居然见到专家门诊，还免费，怎么也得站这个便宜， 能说说全息照相么？是否一定要用激光？
家园 全息照相，理论上可以不用激光，但是实际上很难 全息照相最重要的是需要一个相干光源从两个方向对拍照物体照射后在底片上形成干涉纹。
在这个过程中，实现足够高亮度的相干光源是前提条件。虽然可以通过对一束普通光线分振幅或者分波阵面的方法模拟相干光源，但是由于亮度等等其他因素的限制，效果不好。所以在实际应用中，往往只有激光器，才能比较好的提供这种条件。
家园 谢谢，花，得寸进尺： 请教：那是否只能单色？是否能用液晶之类的屏摄制和重现动态的全息图像？不能的原因是否是因为每个液晶单元太大了？谢谢了，如以上问题太蠢就不必回答。
家园 逐个回答一下，但可能已经跟不上最新的潮流了 一：有彩色全息照相，但是我本人只照过单色的，彩色的没见过，效果如何就不太清楚了；
二：有拍摄动态全息图像的技术，原理和普通的照相到摄像的区别差不多；
三：液晶屏是显示设备，是不可能摄制图像的，一般数码产品，拍摄图像的半导体器件，一般是CCD或者CMOS类元件；
四：用CCD或者CMOS拍摄全息照片，在我所接触到的技术参数来说，还差很远。主要是因为光的干涉条纹非常细密，按照我们常见的民用CCD或CMOS的成像密度来看，差距很大。但是会不会有特殊制造的可以，就难说了；
五：用液晶还原全息图像，在我看来可能性也不大。主要原因一个也是刚才说的不能完整还原所有的信息，二来全息照片的还原，需要一束再现光（也是激光）照射，这个好像目前的液晶屏技术很难做到？这个不大确定。
家园 我觉得还是可以实现的 首先还原的时候并不是所有的细节都要还原到非常非常精细的地步，因此对记录和还原的信息精细度的要求也就不是无限的，所以我认为还是有可能用CCD记录用液晶还原的。其次，还原未必使用激光来还原，比如彩虹全息，在普通光下就可以。而且，即使用激光来还原，也未为不可啊。对于彩色全息，由于非专业，我没有具体见过相关的技术，不过见过coca cola的一个三维展示系统，看上去就是三维的东西，是全彩的，不知道是不是全息的技术。
家园 我觉得你可能有一些误解 首先还原的时候并不是所有的细节都要还原到非常非常精细的地步，因此对记录和还原的信息精细度的要求也就不是无限的全息照相的底片，并不是说你不需要非常细节的东西，就可以不那么精细。而是因为如果你不够精细的话，那么你在还原的时候，就无法对再现光形成衍射光栅，那么你将会什么都看不到。所以，无论如何，你的底片，或者还原出来的片子，必须可以形成衍射光栅，这就对精度有了一个基本的约束。当然，如果你的记录没那么细，但是通过例如计算机插值等模拟方法可不可以呢，我倒觉得未必不行，至少这理论上可能的。但是如果说还原的话，至少目前民用的液晶的精度是不可能形成衍射光栅的。
其次，还原未必使用激光来还原，比如彩虹全息，在普通光下就可以。你可能对彩虹全息有点误解。
彩虹全息其实就是在拍摄物前放置了一个很小的光栅，这样，白光中不同波长的光通过后会形成各个波长的衍射纹分列的效果。说得比较复杂，但是其实意思就是它类似于在同一张底片上分别用七种颜色的激光同一时刻对同一物体各拍一次全息相片。这样，你在还原的时候，用白光照射，因为它必然包含你拍照时的那个波段的光，所以你是可以看到图像的。但是这些图像，并不是原色的，也就是说理论上你同时只能看到一种颜色的图像，而你稍微转动你观看的角度，你就能看到其它颜色的图像。但是缺点是除了是单色图像外，还有观察角度比较小的缺点，也就是说你从照片稍微斜一点的角度去看，就可能看不到东西了。现在很多防伪标签，晃动角度，会变色，或者有彩虹差不多的效果的，其实就是这种东西。但是如果要把这种东西作为记录或者拍摄的话，那我觉得还不如传统的单色全息方便呢。
不过见过coca cola的一个三维展示系统，看上去就是三维的东西，是全彩的，不知道是不是全息的技术。你看见的估计就是彩色全息照片（不是彩虹全息）。几年前我同学曾经在一个科技展览上看过，跟我说过原理和实现，但是我忘了。
家园 多谢指教 在某些方面我确实有些误解。不过来讨论一下实现的可能性。
首先，用来记录衍射干涉纹的是黑白胶片/感光板。我对这个了解的不多，从网上查了一下，现在普通的较好的黑白胶片的分辨率是400-600lpm，超高分辨率达到了800lpm，400lpm对应点距为2.5um，一般的分辨率为200lpm，对应点距5um，而现在科学级CCD的点距可以达到6.5um左右(是不是最小的我不知道)。基本上可以有效记录干涉纹。另外，从一款扫描仪的分辨率4800*9600dpi的光学扫描分辨率（非差值）来看，这个线阵探测器件的点距应该是2.6um。如果使用更加精密的移动平台，达到2.6um的横向加纵向分辨率是完全没问题的，只要光学平台搭建的非常稳定，消除震动后，扫描得到数据也是可以的。那么，如果不计成本，使用CCD记录全息图像是完全可以达到的。
其次，就是干涉图像的还原，对于显示方面我了解的更少，貌似能达到较高分辨率的还是LCD吧，而且应该是应用到投影仪的LCD具有最小的点距.不过这方面我知道的实在是太少，如果知道其他能更精密显示数字图像的还请指教。貌似高分辨率的机型的DMD芯片的分辨率为16um，还达不到要重现信息的要求。而06年爱普生的一个新闻中提到其超高分辨率的LCD面板的点距为18μm。这样的话估计要和胶片重现来比较，恐怕很难说能否胜任。不过在一定程度上应该可以还原干涉条纹基本上较粗的全息图像。至于今后的发展，应该可以达到几个微米，那时应该可以实现LCD加激光来还原信息了。
不过，我印象里有公司已经能实现不用胶片的全息图像的复原，因为要复原的图像是变化的。至于其怎么实现的，我不清楚。
以上是讨论用电子记录全息和液晶再现全息的可能性。
最后，很抱歉上面回帖我表达不清，可能让你有所误解。我是想说，再现三维影像的话，没有激光也可以，那就是彩虹全息，这是我要说的一个方面。单色激光再现的本来就是没有颜色信息的，所以在不要求颜色的情况下，使用彩虹全息可以在再现时也不必采用激光作为光源。这句话是相对这个来说的：
二来全息照片的还原，需要一束再现光（也是激光）照射，这个好像目前的液晶屏技术很难做到？另外我见到过的那个三维动画，我怀疑是彩色的三维全息的再现，这句话是相对于：一：有彩色全息照相，但是我本人只照过单色的，彩色的没见过，效果如何就不太清楚了；表示我见到的那个效果非常不错，非常逼真，我怀疑是全息的技术做出来的，不过也不敢肯定。最后的最后，我知识还欠很多，还望以后多多指教。
- 复 多谢指教
家园 谢谢提供的信息 可见光的波长范围大约是0.4um到0.8um之间。按照你给出如果ccd能达到2um左右的成像分辨率的话，那确实在已经一定条件下（例如说用红外光波段的激光器），达到记录了要求了。以前我去拍全息照片的时候，用的不是普通的胶卷，而是特殊的感光板，分辨率在100nm左右的，对应氦氖激光器（大约是600nm左右）。所以，如果能进一步缩小到1um以内，达到nm级，那基本上就问题不大了。
至于成像，十几个微米的成像粒度还是差了挺远的。例如说如果还是用600nm的氦氖激光器作为再现光源，那么大约光栅的总宽度需要在1um以内。考虑到光栅明暗交错的情况，这个值可能还要缩小。一般而言，比较保险的话，再现的精度应该至少和记录的精度相当。
不过看了你的信息，突然间感到现在的电子产品的技术确实发展飞快啊。照这么算，就算现在不行，过上几年，估计就问题不大了。
- 复 谢谢提供的信息
家园 呵呵，有机会还请多多指教 以前做全息的时候，从来没注意过感光板的分辨率问题，还是兄台细心啊。
所以我才从现有的黑白胶片的一些信息来推断。同时考虑到以下推测：1.原来没有纳米技术，靠磨来产生细小颗粒，而球磨机一般能达到的精度也就是微米量级，顶多是亚微米量级。2.感光板的分辨率部分取决于其上感光粉的精细度，至少比粉末的平均直径大小大上两到三倍。那么原来的感光精度也许就是微米量级。3.我没有仔细研究全息的公式，只是感觉一般情况下，设置适当的夹角，用可见光进行的全息，其条纹一般是几个波长以上的宽度。可能要照射的物体是非常复杂的情况下除外。4.瞎猜。基于3，如果损失了记录精度以下的信息，在记录精度尽量高的情况下，在那么记录精度以上的那些信息依然可以较大程度地还原出要拍摄的内容。
那么基于以上的瞎猜，我才觉得记录是没问题的，当然有很大的谬误，还请兄台指教。不过如果分辨率如果能达到100nm，那真是超精细的粉末了。也许这个本来就和纳米科学无关？
至于显示，我提供的数据确实是仍然不足以进行信息的还原，我也提到了这一点。不过我相信有更精细的显示技术，因为貌似有利用全息技术三维显示的展示已经出现了，只是这个显示技术我没有接触到，不了解。河里大牛应该有知道的吧。
家园 我确实觉得这未必是纳米材料的问题 我觉得其实胶片之类的制造，其实应该就是感光材料的溶液在感光片上的沉积吧？至于所谓的分辨率，我觉得应该是和感光材料的配方，或者沉淀方式（控制结晶生长）之类的有关。理论上的分辨率，应该就是感光材料的分子大小。
至于说到利用减小夹角的方式来增加衍射纹的宽度，这是可行的。但是要考虑到还原时，如果衍射纹宽度太大，那么零级衍射和一级衍射的距离会很小，可能会相互影响，到时候，可能就看不清楚东西了。
不过我倒突然间觉得，如果CCD的记录精度已经差不多的时候，即使精度不太够，也应该可以通过计算机按照现有的物理公式，把缺失的计算出来。毕竟只差一个数量级的话，补偿量不太大。而现有波动光学的理论和公式，也非常成熟了，基本上也足够解决这些问题，所以我觉得应该是可行的。
所以问题可能在还原方面比较麻烦。
家园 送花，谢谢，对我来说已是新潮流了， 再多问一句，干涉条纹的细度是否与波长相当，是否是纳米级的？
家园 补充 核动力激光什么的应该是指用核能提供大功率激光武器所需的超大功率等。大功率激光武器的功率不是一般的电站能够承受的，尤其是现在一般都采用超短脉冲激光以获得极大的峰值光强从而造成大的杀伤。记得以前看到过一个说法说加州的什么激光实验系统运行时需要整个电网做特别调配以满足瞬间功率需要。
半导体激光器一个软肋是功率不够高，通信用可以了，很多其他应用还是得用其他激光器。
近场光学显微镜和共聚焦显微镜似乎都不是使用激光光源的。