菜场刨皮的刀:激光机是怎么发出激光的?

1960年一种神奇的光诞生了，它就是激光。激光的英文名称是 Laser，它是英语短语“受激发射光放大”中每个实词第一个字母组成的缩略词，它包含了激光产生的由来。它一出现就创造了许多奇迹，真可谓“一鸣惊人”。

激光的方向性极好，在传播中始终像一条笔直的线，不易发散，光强也可以保证。一束激光射出20千米远，光斑只有杯口那么大，就是发射到38万千米外的月球上，光圈的直径也不过 2千米，在地球上看去，只是一个明亮的红点。利用激光的这一特性，科学家在1962年测出了地球与月球的精确距离。

激光具有穿透透明物质的能力，用它治疗眼睛效果特佳。我们知道，眼睛有个透明的外罩，即角膜，还有个血管交织的视网膜，当视网膜出了问题需要修补时，视网膜在眼球的后边，所以手术很难进行。这时如果请激光来帮忙，一切问题就会迎刃而解。

1963年，一位名叫弗林克的医生利用激光成功地做了视网膜手术，整个手术时间才几千分之一秒，病人甚至不需要麻醉，也不会感到痛苦。

激光的相干性很好，用透镜能把它聚集成极细的光束，在这束光的作用下，任何材料都会被烧熔、气化。总光能还不及一只15 瓦灯泡点亮一秒钟发出的光能的激光束，就能将1.5米远处的一块厚约2厘米的钢板打出一个孔。

经过30多年的发展，激光现在几乎是无处不在，它已经被用在生活、科研的方方面面：激光针灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光测距仪、激光陀螺仪、激光铅直仪、激光手术刀、激光炸弹、激光雷达、激光枪、激光炮……，在不久的将来，激光肯定会有更广泛的应用。

蓝色激光

蓝色激光不仅牵动下一代家庭影院的发展趋势，对纯音响领域也会有革命性的影响，所以我们特别介绍给读者认识。
那什么是蓝色激光呢？
在外观上看，蓝色激光光盘很难与传统的CD、DVD光盘分辨，但从其名称上却可了解其特别之处。储存在CD光盘上的资料是以几乎看不见的波长780nm红外线激光读取，在DVD上以波长650nm之红色激光读取，而蓝色激光是以波长405 nm之蓝色激光光来读取。光源用较短波长的蓝色激光，其好处在于它可以集中在更小的一点上，如此一来读取的资料可被记录储存的密度更高。换言之，更多的资料可以容纳在同样的表面积中。蓝色激光技术被认为是目前红光DVD的接班人。Blu-ray Disc(简称BD)可以在单面的光盘上储存27GB的资料，而目前的红光DVD只能储存4.7GB。Blu-ray Disc的支持者已在发展双面光盘技术，估计储存容量将可因此增加到50GB。
光学资料储存盘片最早是在二十多年前以音乐光盘的型态在欧洲出现，这一片直径20公分、厚度1.2毫米的塑料片是科技进步的一大里程碑，它带给音乐爱好者前所未有的声音品质享受。几年后CD-ROM的推出成为计算机资料与游戏的标准储存媒体，到九十年代中期，DVD以七倍于CD容量的储存能力出现，储存大量的资料与影音资料，足够储存整部具有七种语言显示的高品质数字化电影资料。
CD及DVD的生产者起初是将其用于预录好的音乐与影片储存，即所谓的ROM格式(read-only-memory仅可读取式内存)，消费者仅能从这片方便又美观的光盘中听音乐或看电影，无法自己记录一些东西。然而近几年来由于光盘读写机及光盘价格的下滑，可录式光盘的市场因而迅速蓬勃发展，需求一直维持在高档且一直追求更高之储存容量。蓝色激光光盘将会一开始就以可录式及可重复读写式二个规格卖给消费者，用于储存音乐、影片及资料。
五倍于DVD的资料容量
预录好的光盘是在以聚碳酸酯做成的塑料碟上，烧录好非常小的资料识别单位，当读取光盘的内容时是由激光扫描这些识别点，这些识别点在300℃高温射出成型时就产生了。如果将一个12英寸的光盘放大到如罗马圣彼得广场（大约250米宽），这些识别点将如一个针头般大而已。蓝色激光的光盘是由德国拜耳公司与日本索尼联手开发的，为了要容纳更多信息，这些资料点必须排列得更紧密，当每一个资料点是如此微小及密集地排列着，意味着其光学读写系统的精密度要求将非常高。目前的CD与DVD所用的技术，对蓝色激光光盘而言还是非常粗略的。在CD上激光光束可以通过整片塑料光盘，资料记录层是位于光盘的背面，就在卷标下方；DVD的资料纪录层已移至光盘的中间；而对蓝色激光光盘而言，资料仅在保护层下面0.1mm，提高激光聚焦精度后自然会提高存储密度。
现有的DVD光盘采用把两张0.6mm的薄盘粘合在一起的构造，蓝光光盘采用的则是在1.1mm厚的底板覆盖0.1mm厚保护层的方式。然而在这种条件下资料将无法受到保护，为使其免于受到灰尘与刮伤，解决方案是将光盘封装成像计算机硬盘一样与外界隔绝。不过此一设计被质疑向松下的DVD-RAM靠拢，在日本还引起不少争议。
BD由于使用405纳米的蓝色半导体激光，数值孔径(NA)仅有0.85的激光聚焦透镜及0.1mm光学透射保护层的盘片结构，并把轨距缩小至0.32mm，几乎是目前DVD光盘大小的一半，也因此使得一片光盘单面最高达到27GB的储存容量，可储存超过2小时的高分辨率数字影像及超过13个小时的普通电视影像。高达每秒36 Mb的传输速度，则允许同时进行播放、录像与编辑等三种动作。