走近诺贝尔奖(十六) 驾驭激光

正激光是人类的一项重大发明。科学家利用激光做镊子,捕捉那些如单细胞、细菌等肉眼甚至光学显微镜也看不见的同时还快速运动的小东西。三位科学家因为发明"光镊"而获得2018年诺贝尔物理学奖。近100年来,激光是继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为"最快的刀""最准的尺""最亮的光"。激光自发明以来,科学家就在不断提升其性能、开发其新功能,取得了一个又一个令人瞩目     

激光魔法赢得诺贝尔物理学奖

正唐娜·斯特里克兰,杰拉德·穆鲁和阿瑟·阿斯金因发明可以捕捉快速过程的高强度激光脉冲和操纵极小粒子分享了2018年度诺贝尔物理学奖。3名激光科学家,因分别发明了高强度激光脉冲,创立了光学俘获过程,最终用于操纵微小物体而荣获2018年诺贝尔物理学奖。获奖者中包括唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland),她是时隔55年后首位获得诺贝尔物理学奖的女性科学家。     

壁画受损严重吗声波和激光运用的新领域

据英国<新科学家>杂志报道,德国和瑞士科学家最近发明一种用声波和激光来测定墙壁壁画受损坏程度的新方法.     

壁画受损严重吗 声波和激光运用的新领域

据英国《新科学家》杂志报道,德国和瑞士科学家最近发明一种用声波和激光来测定墙壁壁画受损坏程度的新方法。古代遗留下来的壁画是一笔珍贵的财富,如何妥善地保护好这些壁画,是世界各国都会遇到的一个共同问题。然而遗憾的是,到目前为止,似乎还没有找到一个理想的办法来测定壁画损坏的程度,以便有针对性地进行     

对卡尔森发明复印机有感

科学家是人类认识和改造客观世界的先驱者。他们为了追求客观世界的科学真理,往往会饱尝人世间的探索艰辛。而与此同时,他们也会在长期的科研实践中,形成一种十分可贵的苦乐观。美国科学家切斯特·卡尔森发明复印机的感人事例,又一次证明了这一点。卡尔森小时候家境并不好,其父     

激光窃听术

窃听历来是获取情报的一种重要手段。随着科学技术的迅猛发展,窃听的手段和技术也越来越高明。近年来国外把激光使用到窃听技术上并取得了突破性的进展,使得窃听技术又上了一个新台阶。众所周知,激光技术自发明以来,人们利用激光具有相干性的特性,分别研制出激光测距器。激光导航仪、激光焊     

未来的空中飞行汽车

未来的世界将会出现空中喷气式飞行汽车,发明者是美国加利福尼亚州的一位科学家保罗·莫勒,他把该发明物称为"飞行器"。这种空中喷气式飞行汽车的外形是蝙蝠式样,它以每小时400公里的速度从车道开出,穿越空中航道,在天空作短途飞     

有史以来最聪明的人——小说家眼中的“恶魔”冯·诺伊曼

<正>如果说二战中最危险的发明是原子弹,那么由于人工智能的最新进展,计算机现在似乎正紧随其后。无论是原子弹还是计算机,都不能归功或归咎于任何一个科学家。但如果你把这两个发明的故事追溯到足够远的地方,你会发现它们在约翰·冯·诺伊曼（John von Neumann）身上交汇。这位匈牙利出生的多才多艺的博学家有时被形容为有史以来最聪明的人。虽然他今天的名气不如同时代的人——阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）、     

工业激光器进入自动化工厂

自从1960年激光器发明以来,UK原子能管理局卡尔哈曼研究所的科学家们一直在专心致志地研究激光。他们的研究是有成果的。最近法兰泰公司准备生产出售由该研究所设计并改进过的高能激光器。这种能产生速率5千瓦或10千瓦的高能激光器可用来切割,焊接或处理厚达20毫米的金属片。激光器作为标准的工业装置已为期不远了,它将成为自动化工厂的一个重要组成部分。     

基于转角系统的可重构相干纳米激光阵列

<正>自1960年7月梅曼发明第一台激光器以来,追求高性能和微型化的激光从未停止,特别是半导体激光,已成为信息技术的核心器件之一^[1,2].微型化激光的相关研究始于20世纪90年代,研究人员发现,激光尺寸越小,其自发辐射速率越快且耦合因子越大,故调制速率更快且阈值更低^[3].因此,追求体积小、速度快、功耗低的微型激光一直是激光领域的研究热点之一. 21世纪初,研究人员陆续发明了纳米线激光、微盘激光和光子晶体缺陷态激光,这些微型化激光的特征尺寸约为一个真空波长^[4～6]; 2009年创造的等离激元纳米激光则又将其特征尺寸下降了一个数量级,仅为真空波长的1/10^[7].     

企鹅机器人

<正>对于研究野生企鹅的科学家来说,既能与研究对象近距离接触,而又不会给它们带来压力与不适,可是一个不小的挑战。为此,科学家发明了一个遥控机器人来观察和研究企鹅的生活,顺利解决了这一难题。起初,研究团队使用的遥控机器人是没有经过任何伪装的,所幸,企鹅群对这个移动方式、发声都很古怪的漫游机器人没有产生过多的压力反应,只有部分胆小的企鹅会对它有一些戒备。后来,科学家们又对机器人进行改进,把它变成     

反恐催生高科技装备

"9·11"事件已经过去十一年了。经过十一年来的持续反恐,反恐斗争取得了重大战果。2011年5月1日,策划"9·11"恐怖事件的"基地"组织头号人物本·拉丹终于被美军"海豹"突击队一举击毙。"9·11"事件发生后,美国人对恐怖袭击的担忧不仅促使政府组建了每年耗资550亿美元的国土安全部,而且促使各国警方与科学家联手,发明了众多针对恐怖活动的高科技武器装备,并在反恐斗争中发挥了重要作用。     

激光的"道"与"术"

与许多技术一样,激光在发明初期正值美苏对抗,人们曾设想把激光当作武器投入战争,无奈当时的技术条件不成熟,所以没有大规模应用,但这种思想已经在"好莱坞"大片中展现无遗.没想到仅经过半个多世纪的发展,"片场"就变成"战场",激光技术逐渐成为左右战争格局的"撒手锏".那么,激光技术有哪些特殊的"门道"?军事上又有什么应用?让我们来一探究竟.     

热生物学:测量细胞温度

正荧光技术和纳米技术的发展,使得测量细胞的温度成为可能,它被称为"热生物学(Thermal Biology)",本文介绍了最近这方面的进展。即使是最早的科学家们也知道,温度是一种重要的生命体征,指示着人体的健康与疾病状况。17世纪,意大利生理学家桑克托利沃·桑克托利乌斯(Sanctorio Sanctorius)发明了口腔温度计来测量病人的体温。现在,21世纪的科学家们面临着一项新的、更具挑战性的任务:测量单个细胞的温度。     

从幻想到现实——去小行星采金

科幻小说之父法国文艺大师儒略·凡尔纳所著科幻小说《流星追逐记》中,讲述了一个发人深思的故事:有个科学家发明了一架神奇的机器,它从地球附近的太空中抓获了一颗"流星"(实际上是小行星),因它是纯金构成的,所以运到地球后,这重186.7吨的黄金、高达680亿亿元的巨额财富,引起了轩然大波,因利益的驱使,人们撕下了平日里道貌岸然的伪装,弄得朋友反目、夫妻成     

“心绞痛”药物引发的意外发明(上)

正人类历史上诞生过许多伟大的发明,它们或源于经验的积累,或源于一次又一次的实验,但也有很多是源于一次"美丽的意外",科学家的灵感往往就诞生于不经意的瞬间。诱发心绞痛的真相心脏是人体的重要器官。它的作用就好比是一个不停工作的水泵,随着心肌的每次收缩,将携带氧气和营养物质的血液经主动脉输送到全身,以供给各器官和组织代谢。那么,心脏自身需要的氧气和营养物质又从何而来呢?当然也只能来自心     

电视是谁发明的

1922年的一天下午,放学后,美国爱达荷州里格柏城的一所学校的教室里,老师贾斯廷·托尔曼发现一位学生仍旧在黑板上画着什么,便走过来问:"你在画什么呢?""我想发明一样东西"。"这些画是我的第一个发明。"老师微笑着义问;"你的发明是什么呢?""我想搞一台电视——通过空中传播图象。"这位学生边回答边向老师解释他的发明构想。这位学生就是电视的发明者、美国爱达荷州里格柏城的法恩斯沃思·菲乐,当年他只有16岁。     

干细胞革命渐行渐近

<正>日本科学家山中伸弥发明诱导性多能干细胞距今已10年有余。《纽约时报》记者就这项发明的研究进展以及预期的干细胞新疗法采访了山中教授。2001年,美国总统乔治·布什发布了一项行政命令,禁止联邦基金用于人类植入前胚胎发育成干细胞研究。这一禁令使得干细胞研究止步不前,也大大挫伤了科学家的研究热情。5年后,日本京都大学科学家山中伸弥和他的研究生高桥和利设计出一种能"重新编码"任何成熟     

从啁啾脉冲放大到强场激光物理——2018年诺贝尔物理学奖解读

1985年,Donna Strickland和Gérard Mourou等提出了啁啾脉冲放大(chirped pulse amplification,CPA)技术的概念,这是超高峰值功率超短脉冲激光技术发展的一个重要里程碑,直接推动了超强超短激光和强场激光物理等研究领域的诞生。目前,利用CPA技术已经可以获得峰值功率达到10拍瓦(PW,1 PW =10¹⁵ W)量级的激光脉冲,被认为是“将影响从聚变到天体物理的每一项研究”的成果。也正因此,发明啁啾脉冲放大(CPA)技术的法国科学家Gérard Mourou和加拿大科学家Donna Strickland,获得了2018年诺贝尔物理学奖。首先,初步介绍了Strickland和Mourou提出的啁啾脉冲放大(CPA)技术;然后,结合上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点室在超强超短激光技术和强场激光物理研究等方面的成果,以及承担的国家重大科技基础设施项目“上海超强超短激光实验装置”,简单介绍了Gérard Mourou和Donna Strickland 获奖的意义;最后,对相关领域未来发展进行了初步的展望。     

全息摄影奇观

纽约艺术家鲁迪·伯克豪特创作的一幅全息照片——一张记录激光图形的照片,在一块玻璃板上显现出立体图象,如同雕塑一样魔术般地漂浮在空间。当观众变换位置时,能看见不同的影象和颜色。激光全息摄影术在二十年前被发明之后,很快就成了艺术家的一种工具,商业和工业上的应用也在日益增长。这是一个很容易犯的错误,许多人都弄错了。当