มองย้อนกลับไปและมองไปข้างหน้าสู่เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้ง

คำว่า "เลเซอร์" เป็นคำแปลที่เสรีของ "LASER" เดิมที LASER เป็นคำศัพท์ทางเทคนิคที่ประกอบด้วยคำนำหน้า "การขยายแสงโดยการแผ่รังสีกระตุ้น" ในประเทศของฉัน คำนี้ถูกแปลเป็น "Leseer" "เลเซอร์แสง" "เครื่องขยายรังสีกระตุ้นแสง" เป็นต้น ในปี 1964 นักวิชาการ Qian Xuesen ได้เสนอชื่อ "เลเซอร์" ซึ่งไม่เพียงแต่สะท้อนถึงความหมายทางวิทยาศาสตร์ของ "รังสีกระตุ้น" เท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นด้วยว่าเป็นแหล่งกำเนิดแสงใหม่ที่ทรงพลังมาก มันเหมาะสม แสดงออก และกระชับ และได้รับการยอมรับเป็นเอกฉันท์จากชุมชนวิทยาศาสตร์จีน จดจำและใช้มัน
นับตั้งแต่มีการประกาศการพัฒนาเลเซอร์เครื่องแรกของจีนอย่างประสบความสำเร็จในปี 1961 ด้วยความพยายามร่วมกันของการวิจัยเลเซอร์ การสอน การผลิต และหน่วยผู้ใช้ทั่วประเทศ ประเทศของฉันได้ก่อตั้งสาขาเทคโนโลยีเลเซอร์ที่มีหมวดหมู่ที่หลากหลาย ระดับขั้นสูง และการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวาง และประสบความสำเร็จอย่างน่าพอใจในด้านการพัฒนาอุตสาหกรรม ความก้าวหน้ามีส่วนสนับสนุนเชิงบวกต่อวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศของฉัน เศรษฐกิจของประเทศ และการก่อสร้างด้านการป้องกันประเทศ และยังได้รับตำแหน่งในระดับโลกอีกด้วย
ในปี 1957 Wang Daheng และคนอื่นๆ ได้ก่อตั้งสถาบันวิจัยออปติกระดับมืออาชีพแห่งแรกของประเทศของฉันในฉางชุน ชื่อว่าสถาบันเครื่องมือและกลไกความแม่นยำทางแสงของสถาบันวิทยาศาสตร์จีน (ฉางชุน) (เรียกอีกอย่างว่า "สถาบันออปติกและกลไก") ภายใต้การนำของผู้เชี่ยวชาญรุ่นเก่า กลุ่มคนงานด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีรุ่นเยาว์ได้เติบโตอย่างรวดเร็ว และ Deng Ximing ก็เป็นตัวแทนที่โดดเด่นในหมู่พวกเขา ในช่วงต้นปี 1958 ไม่นานหลังจากที่ Shaw Low และ Townes นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันตีพิมพ์บทความที่มีชื่อเสียงเกี่ยวกับหลักการของเลเซอร์ เขาได้สนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีใหม่นี้อย่างแข็งขัน รวบรวมทีมวิจัยเยาวชนและวัยกลางคนที่สร้างสรรค์ในช่วงเวลาสั้นๆ และเสนอแนวคิดและแผนการทดลองจำนวนมากเพื่อปรับปรุงความสว่าง สีหน่วย และความสอดคล้องของแหล่งกำเนิดแสง ในปี 1960 เลเซอร์ตัวแรกของโลกได้ออกมา ในฤดูร้อนปี 1961 ภายใต้การนำของ Wang Zhijiang เลเซอร์ทับทิมตัวแรกของประเทศของฉันได้รับการพัฒนาสำเร็จ ในเวลาเพียงไม่กี่ปีนับจากนั้น เทคโนโลยีเลเซอร์ก็พัฒนาอย่างรวดเร็วและให้ผลลัพธ์ขั้นสูงหลายประการ เลเซอร์แบบของแข็ง ก๊าซ เซมิคอนดักเตอร์ และเคมีหลายประเภทได้รับการพัฒนาสำเร็จแล้ว ในแง่ของการวิจัยพื้นฐานและเทคโนโลยีสำคัญ แนวคิดใหม่ วิธีการใหม่ และเทคโนโลยีใหม่ (เช่น การกลายพันธุ์ Q ของโพรงและการสลับ Q ของกระจกหมุน การขยายคลื่นเดินทาง การใช้ไอออนของรีเนียมซีรีส์ การแผ่รังสีอิเล็กตรอนอิสระ ฯลฯ) ได้รับการเสนอและนำไปปฏิบัติ ซึ่งหลายกรณีเป็นต้นฉบับ
ในเวลาเดียวกัน ในฐานะแหล่งกำเนิดแสงใหม่ที่มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ความสว่างสูง การกำหนดทิศทางสูง และคุณภาพสูง เลเซอร์ได้รับการใช้อย่างรวดเร็วในด้านเทคนิคต่างๆ แสดงให้เห็นถึงความมีชีวิตชีวาและความสามารถในการแข่งขันที่แข็งแกร่ง ในด้านการสื่อสาร ในเดือนกันยายน 1964 มีการใช้การสาธิตเลเซอร์เพื่อส่งภาพโทรทัศน์ และในเดือนพฤศจิกายน 1964 ได้มีการโทรออกได้ 3 ถึง 30 กิโลเมตร ในด้านอุตสาหกรรม ในเดือนพฤษภาคม 1965 เครื่องเจาะเลเซอร์ได้รับการใช้อย่างประสบความสำเร็จในการผลิตรูแม่พิมพ์ดึงและได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญ ในทางการแพทย์ การทดลองกับสัตว์และทางคลินิกได้ดำเนินการกับเครื่องเชื่อมเรตินาด้วยเลเซอร์ในเดือนมิถุนายน 1965 ในด้านการป้องกันประเทศ บริษัทได้พัฒนาเครื่องวัดระยะแบบสะท้อนกระจายด้วยเลเซอร์ (ความแม่นยำ 10 เมตร/10 กิโลเมตร) สำเร็จในเดือนธันวาคม 1965 และเครื่องวัดความเร็วแบบดอปเปลอร์เลเซอร์พัลส์ควบคุมระยะไกลในเดือนเมษายน 1966
กล่าวได้ว่าในระยะเริ่มแรก เทคโนโลยีเลเซอร์ของประเทศของฉันพัฒนาอย่างรวดเร็ว ทั้งปริมาณและคุณภาพใกล้เคียงกับระดับนานาชาติในเวลานั้น ในประวัติศาสตร์การพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ในประเทศของฉัน ถือเป็นเรื่องยากที่เทคโนโลยีนวัตกรรมจะตามทันอันดับก้าวหน้าของโลกได้อย่างรวดเร็วเช่นนี้ การบรรลุความสำเร็จเหล่านี้ โดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงสมมติฐานทางกายภาพและโซลูชันทางเทคนิคให้กลายเป็นอุปกรณ์เลเซอร์จริงนั้น ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากความสามารถที่ครอบคลุมและรากฐานที่มั่นคงที่สถาบันออปติกส์และกลศาสตร์สะสมมาตลอดหลายปีที่ผ่านมาในด้านออปติกส์ทางเทคนิค เครื่องจักรความแม่นยำ และเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เป็นเรื่องยากที่การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่จะสร้างสภาพแวดล้อมโดยปราศจากการสนับสนุนทางเทคนิคที่เพียงพอ
ธุรกิจเทคโนโลยีเลเซอร์ได้รับความสนใจอย่างมากจากฝ่ายบริหารและฝ่ายบริหารวิทยาศาสตร์ตั้งแต่เริ่มต้น ในเวลานั้น จางจินฟู่ รองประธานสถาบันวิทยาศาสตร์จีนเสนอแนวคิดในการจัดตั้งสถาบันวิจัยเลเซอร์ระดับมืออาชีพ ซึ่งได้รับการอนุมัติอย่างรวดเร็วจากคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของรัฐและคณะกรรมการวางแผนของรัฐ รองนายกรัฐมนตรี Nie Rongzhen ซึ่งรับผิดชอบด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยียังได้ให้คำแนะนำพิเศษด้วยว่าสถาบันวิจัยควรสร้างขึ้นในเซี่ยงไฮ้ เซี่ยงไฮ้มีรากฐานทางอุตสาหกรรมที่ดีซึ่งเอื้อต่อการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่นี้
ระบบเลเซอร์แก้วนีโอไดเมียมพลังงานสูง "6403" เปิดตัวในปี 1964 ระบบเลเซอร์กำลังสูงและการวิจัยฟิวชันนิวเคลียร์เริ่มต้นในปี 1965 และการพัฒนาเครื่องเลเซอร์ทางทหาร 15 ประเภทและโครงการสำคัญอื่นๆ ที่กำหนดขึ้นในปี 1966 เนื่องจากความครอบคลุมของเทคโนโลยีและระดับความยากที่สูงได้ขับเคลื่อนและส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ทุกด้านในประเทศจีนได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าอุตสาหกรรมเทคโนโลยีเลเซอร์ของประเทศของฉันจะได้รับผลกระทบจากภัยพิบัติ "การปฏิวัติวัฒนธรรม" ในปี 10- แต่ก็ยังคงอยู่รอดมาได้แม้จะมีความยากลำบากและมีความก้าวหน้าอันมีค่าด้วยการสนับสนุนของโครงการสำคัญ
1. ระบบเลเซอร์แก้วนีโอไดเมียมพลังงานสูง "6403" เปิดตัวในปี 1964 ในที่สุดก็ได้ข้อสรุปว่าผลกระทบจากความร้อนเป็นอุปสรรคทางเทคนิคพื้นฐาน และได้ยุติลงในปี 1976 ไม่สามารถละเลยการมีส่วนสนับสนุนทางประวัติศาสตร์ของโครงการนี้ในการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์พลังงานสูงได้ ซึ่งได้ยกระดับเทคโนโลยีเลเซอร์ในประเทศของเราไปสู่อีกระดับหนึ่ง ผลลัพธ์หลักมีดังนี้:
(1) ได้มีการสร้างระบบเลเซอร์ขยายสัญญาณแบบออสซิลเลชันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (120 มม.) ที่มีมาตราส่วนทางวิศวกรรม โดยมีพลังงานเอาต์พุตสูงสุดที่ 320,000 จูล หลังจากปรับปรุงคุณภาพลำแสงแล้ว สามารถเพิ่มพลังงานให้ไปถึง 30,000 จูลได้
(2) ทำการบูรณาการเทคโนโลยีระบบสำเร็จ การทดลองยิงเป้าสำเร็จ และสามารถเจาะเป้าอะลูมิเนียมขนาด 80 มม. ได้ในระยะ 10 เมตรในอาคาร และเจาะเป้าอะลูมิเนียมขนาด 0.2 มม. ได้ในระยะ 2 กิโลเมตรกลางแจ้ง และศึกษาผลกระทบทางชีวภาพและผลกระทบของรังสีเลเซอร์ที่รุนแรงอย่างเป็นระบบ กลไกความเสียหายของวัสดุ
(3) เป็นครั้งแรกที่มีการเปิดเผยปรากฏการณ์และกลไกของความเสียหายทางแสงที่เกิดจากแสงที่แรงต่อระบบเลเซอร์เอง
(4) เป็นครั้งแรกที่เราเข้าใจความสำคัญและความหมายทางกายภาพของคุณภาพลำแสงเลเซอร์อย่างลึกซึ้ง และนำเทคโนโลยีนวัตกรรมชุดหนึ่งมาใช้เพื่อปรับปรุงคุณภาพลำแสง เช่น เลเซอร์โพรงแบบไม่เสถียรระดับ 10,000 จูล เลเซอร์แผ่น และการขยายการสแกนแบบออสซิลเลชัน ระบบเลเซอร์ การวินิจฉัยคุณภาพลำแสงแบบลิ่ม เป็นต้น
(5) มีการปรับปรุงก้าวล้ำในส่วนประกอบเลเซอร์และเทคโนโลยีสนับสนุน เช่น กระบวนการหลอมแก้วนีโอไดเมียมที่มีการดูดซับต่ำและมีความสม่ำเสมอสูง ซีนอนแบบพัลส์พลังงานสูง ฟิล์มไดอิเล็กตริกที่มีความแข็งแรงสูง การประมวลผลความแม่นยำแบบออปติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (1.2 เมตร) เป็นต้น
(6) ปลูกฝังและจัดตั้งกลุ่มทีมงานกระดูกสันหลังด้านเทคนิค
1. ระบบเลเซอร์กำลังสูงและการวิจัยฟิวชันนิวเคลียร์ ในปี 1964 Wang Ganchang ได้เสนอโครงการฟิวชันเลเซอร์ด้วยตนเอง และโครงการนี้ได้รับการจัดตั้งขึ้นในปี 1965 เพื่อเริ่มการวิจัย หลังจากทำงานหนักมาหลายปี อุปกรณ์เลเซอร์ระดับนาโนวินาทีที่มีกำลังส่งออก 10 (ยกกำลัง 10) วัตต์ก็ถูกสร้างขึ้น และในเดือนพฤษภาคม 1973 อุปกรณ์ดังกล่าวได้ยิงนิวตรอนไปที่เป้าดิวทีเรียมแข็งอุณหภูมิต่ำ เป้าลิเธียมดิวทีเรียมอุณหภูมิปกติ และโพลิเอทิลีนดิวทีเรียมเป็นครั้งแรก ในปี 1974 เครื่องขยายสัญญาณชิปมัลติพาสเครื่องแรกของประเทศของฉันได้รับการพัฒนาสำเร็จ ซึ่งเพิ่มกำลังส่งออกของเลเซอร์ขึ้น 10 เท่าและเพิ่มผลผลิตของนิวตรอนขึ้นตามลำดับ หลังจากถอดรหัสหลักการบีบอัดแบบเข้าศูนย์กลางระหว่างประเทศได้แล้ว ก็ได้รับการปฏิบัติตามอย่างแข็งขันและพัฒนาเป็นระบบเลเซอร์หกลำแสงในปี 1976 อุปกรณ์ดังกล่าวฉายรังสีไปที่เป้าหลอดแก้วพองลมได้ และสามารถบีบอัดปริมาตรได้เกือบร้อยเท่า ความก้าวหน้าครั้งสำคัญครั้งนี้ทำให้งานวิจัยฟิวชันด้วยเลเซอร์ของประเทศของฉันก้าวขึ้นสู่ระดับขั้นสูงของโลก และวางรากฐานสำหรับการพัฒนาที่ยั่งยืนในระยะยาวในอนาคต
2. การวิจัยเลเซอร์ทางการทหาร ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2509 คณะกรรมการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการป้องกันประเทศได้จัดการประชุมวางแผนเลเซอร์ทางการทหาร โดยมีผู้เข้าร่วมกว่า 130 คนจาก 48 หน่วยงาน การประชุมดังกล่าวได้กำหนดแผนการพัฒนาซึ่งรวมถึงเครื่องเลเซอร์แบบครบชุด 15 ประเภทและเทคโนโลยีสนับสนุน 9 ประเภท แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการอนุมัติและนำไปปฏิบัติอย่างเป็นทางการ แต่แผนดังกล่าวก็ยังมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมให้เกิดผลสำเร็จ ในปีต่อๆ มา มีผลลัพธ์ที่สำคัญหลายประการเกิดขึ้นในสาขานี้ ตัวอย่างเช่น
(1) การทดสอบเบื้องต้นของเทคโนโลยีระยะเลเซอร์ที่สนามยิงปืนประสบความสำเร็จ โดยใช้เลเซอร์ YAG Q-switched ที่มีความถี่การทำซ้ำ 20 Hz ความแม่นยำในการวัดระยะดีกว่า 2 เมตร และระยะการวัดที่ยาวที่สุดคือ 660 กิโลเมตร เมื่อเพิ่มเข้ากับกล้องสำรวจแล้ว ก็สามารถวัดเป้าหมายที่บินได้เพียงครั้งเดียว ยืนบนเส้นทาง ความสำเร็จนี้สร้างเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการวัดวิถีของส่วนการกลับเข้าสู่แนวขีปนาวุธข้ามทวีปในอนาคต
(2) การวัดระยะด้วยเลเซอร์จากดาวเทียม Ruby: ดาวเทียมทดลองของอเมริกา Expl-27, 29 และ 36 ได้รับการวัดผลสำเร็จ โดยวัดระยะได้สูงสุด 2,300 กิโลเมตร โดยมีความแม่นยำประมาณ 2 เมตร นี่คือผลลัพธ์จากดาวเทียมเทียมรุ่นแรก ซึ่งวางรากฐานสำหรับดาวเทียมเทียมในอนาคตที่สามารถวัดระยะได้ไกลขึ้นและมีความแม่นยำสูงขึ้น
(3) ลิดาร์รูบี้และลิดาร์อินฟราเรดบนอากาศทำให้สามารถติดตามและวัดระยะของเครื่องบินจากพื้นสู่อากาศและอากาศสู่อากาศได้เป็นครั้งแรก
(4) เครื่องมือสำรวจทางอากาศด้วยเลเซอร์: เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์และกล้องถ่ายภาพทางอากาศถูกนำมารวมกันเพื่อทำการสำรวจภาคพื้นดินทางอากาศบนเครื่องบิน เพื่อทำการสำรวจและทำแผนที่ภูมิประเทศที่ซับซ้อน เช่น พื้นที่ห่างไกลให้เสร็จสมบูรณ์ อัตราการทำซ้ำคือ 6 ครั้งต่อนาที และความแม่นยำในการวัดระยะคือ 1 เมตร
(5) เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์แบบปืนภาคพื้นดิน: สามารถทำงานต่างๆ ได้อย่างอิสระ เช่น การสังเกต การวัดระยะทาง การวัดมุม (ทิศทางและมุมความสูง) และการวางแนวของเข็มแม่เหล็ก ช่วงการวัดคือ 300-10,000 เมตร และความแม่นยำคือ 5 เมตร ในแง่ของการใช้งานเลเซอร์ การสื่อสารด้วยเลเซอร์ Nd: YAG (3-12 ช่อง) การสื่อสารด้วยเลเซอร์ He-Ne การสื่อสารด้วยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบช่องเดียว/สามช่องประสบความสำเร็จในการทดสอบการสื่อสาร มีดผ่าตัดด้วยเลเซอร์ Nd: YAG มีดผ่าตัดด้วยเลเซอร์ CO2 การตัดไอริโดโทมีด้วยเลเซอร์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์อื่นๆ ก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน โฮโลแกรมเลเซอร์ การประยุกต์ใช้โฮโลแกรมเลเซอร์ในโฟโตอิลาสติกแบบระนาบ โฮโลแกรมแบบไดนามิกด้วยเลเซอร์พัลส์ และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์รามันได้กลายเป็นวิธีการใหม่ของวิทยาศาสตร์การวัด เครื่องตัดเลเซอร์ CNC คอลลิเมเตอร์เลเซอร์ การแยกไอโซโทปของกำมะถันด้วยเลเซอร์ เลเซอร์เหลวสำหรับการวิจัยทางการเกษตร จอแสดงผลการนำทางแบบหน้าจอใหญ่ และความสำเร็จอื่นๆ ก็ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมและเกษตรกรรมเช่นกัน ในงานประชุมวิทยาศาสตร์แห่งชาติซึ่งจัดขึ้นในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2521 โครงการเลเซอร์เกือบ 80 โครงการได้รับรางวัล รวมถึงผลิตภัณฑ์สำหรับพลเรือนประมาณ 70 รายการและผลิตภัณฑ์สำหรับการทหารประมาณ 10 รายการ ซึ่งสะท้อนถึงความสำเร็จของการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ของประเทศของฉันในช่วงเวลาดังกล่าวได้อย่างครอบคลุม