走进激光——“科学之光”:激光技术和光电产业

发布者:发布时间:2021-11-05浏览次数:1726

114号晚上,由南智光电研究院院长、现代工程与应用科学学院高级工程师赵刚老师主讲《科学之光——微结构光子技术》的第二课,主题是激光技术和光电产业。

在课程第一讲正式开讲前,第一课的主讲人现代工程与应用科学学院副院长李涛教授特意前来对同学们在上节课提出的问题做了详细的回答,李涛教授回答了“海市蜃楼”产生的原因和完美透镜设想实现的可能性,同时也从光子芯片的原理和超构透镜的优势出发,探讨了光子计算的未来和超构透镜的应用前景。很好的回答了同学们提出的问题,同时使每节课紧密的联系了起来。


第二课赵刚院长以“激光技术和光电产业”为主题,首先从发明激光的三位科学家的“爱恨情仇”引入,给同学们讲解了激光发明60周年的渊源。接下来给大家详细介绍了激光的 产生原理和激光的特性,以及激光在我们生活中的广泛应用。赵刚老师通过科学技术发展背后的小故事、好莱坞科幻电影的桥段、生活中激光的应用等引人入胜讲故事的方式,给大家上了一堂生动且有意义的激光科普入门课。

光是一种电磁波,是人类从太阳获取能量的一种重要的方式,是生命产生和维系的源泉。同样,人类获取信息80%以上的渠道都是通过视觉获得的。赵刚老师从“小孔成像”的原理出发,从古罗马的绘画大师讲起,再到相机的产生,从具体实例上体现了光传播的原理和波动性。接下来,赵老师讲解了激光的三要素:泵浦原、工作物质和谐振腔和激光的产生原理,原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出,激发出来的光子束激光。从激光原理的提出和1960年梅曼真正制造出第一台红宝石激光器,这其中既有科学家们之间的相互学习合作,也有着做出第一台激光器的相互竞争和追赶。激光是人类的一项伟大的发明,具有方向性好,亮度高,单色性好和相干性好的优点。所以,现在激光在人类的各个领域都有着广泛的应用。比如激光可以激发核聚变,飞秒激光加工,激光焊接切割,激光3D打印,激光测风雷达,激光生物检测,激光动力治疗,激光气体探测,测距,以及一些机器视觉和高光谱相机等许多领域。

在这些具体的激光技术的应用中,赵刚老师还在课堂上对其研究团队的激光气体探测的产品进行了现场的演示。其中,有两袋分别充满空气和甲烷的塑料袋。当激光探测器分别打向两个气体袋时,打向空气袋激光探测器不会有任何反应,但当打在甲烷的气体袋时,激光探测器会发生报警并显示甲烷气体的含量,这在化工厂的气体泄漏检测,防止爆炸产生有着实际的应用。大家对此表现出了强烈的兴趣,积极参与课堂互动,直观感受到了激光技术的在产业应用中重要作用。

最后,赵刚老师向同学们介绍了南智光电研究院,鼓励南大学子以后投身激光研究,拥抱光电芯片新世纪。

随着下课铃声响起,本次课程在同学们的热烈掌声中结束。(采写:王志章  摄影:吴晨辉  编辑:宋万鸽)