2013年3月18日星期一

各种激光器


英文名称:Laser(Light amplification by the stimulated emission of radiation).
激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。

  红绿蓝可见波长纤绿激光
用光、电及其他办法对物质进行激励,使得其中一部分粒子激发到能量较高的状态,当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时,由于受激辐射,物质就能对某一波长的光辐射产生放大作用,也就是这种波长的光辐射通过物质时,会发射强度放大并与入射光波位、频率和方向一致的光辐射,这种称为激光放大器
若把激发的物质放置于共振腔内,光辐射在共振腔内沿轴线方向往复反射传播,多次通过物质,光辐射被放大许多倍,形成一束强度大、方向集中的光束“激光”,这就是激光振荡器
激光二极管泵浦的全固体激光器具有效率高、结构紧凑、光束质量好、性能稳定、寿命长等优点,日益引起人们的广泛重视。尤其是单频运转,在光谱学、相干通讯、激光雷达、引力波深测、光学数据存储等领域有广泛的应用。


  红绿蓝便携式纤绿激光器
除自由电子激光器外,各种激光器的基本工作原理均相同,产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大过损耗,所以装置中必不可少的组成部分有激励(或抽运)源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态,为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位,从而实现光放大。激光器中常见的组成部分还有谐振腔,但谐振腔( 见光学谐振腔)并非必不可少的组成部分,谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向,从而使激光具有良好的方向性和相干性。而且,它可以很好地缩短工作物质的长度,还能通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式(即选模),所以一般激光器都具有谐振腔。
1.激光工作物质
是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系,有时也称为激光

  可携式激光器
增益媒质,它们可以是固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求,是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转,并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去;为此,要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。
2.激励抽运系统
是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同,可以采取不同的激励方式和激励装置,常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转

  激光器
的,整个激励装置,通常是由气体放电光源(如氙灯、氪灯)和聚光器组成,这种激励方式也称作灯泵浦。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的,整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的,通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。
3.光学共振腔
通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为:①提供光学反馈能力,使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制,以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。共振腔作用①,是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状(反射面曲率半径)和相对组合方式所决定;而作用②,则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光,具有不同的选择性损耗特性所决定的。
编辑本段分类
激光器的种类是很多的。下面,将分别从激光工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围等几个

  激光器
方面进行分类介绍。
1.按工作物质分类
根据工作物质物态的不同可把所有的激光器分为以下几大类:①固体激光器(晶体和玻璃),这类激光器所采用的工作物质,是通过把能够产生受激辐射作用的金属离子掺入晶体或玻璃基质中构成发光中心而制成的;②气体激光器,它们所采用的工作物质是气体,并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同,而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等;③液体激光器,这类激光器所采用的工作物质主要包括两类,一类是有机荧光染料溶液,另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液,其中金属离子(如Nd)起工作粒子作用,而无机化合物液体(如SeOCl2)则起基质的作用;④半导体激光器,这类激光器是以一定的半导体材料作工作物质而产生受激发射作用,其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入),在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间,通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转,从而产生光的受激发射作用;⑤自由电子激光器,这是一种特殊类型的新型激光器,工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束,只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射,原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域,因此具有很诱人的前景。
气体激光器
介质是气体的激光器,此种激光器通过放电得到激发。
氦氖激光器:最重要的红光放射源(632.8 nm)。
二氧化碳激光器:波长约10.6 μm(红外线),重要的工业激光。
一氧化碳激光器:波长约6-8 μm(红外线),只在冷却的条件下工作。
氮气激光器:337.1 nm (紫外线)。
氩离子激光器:具有多个波长,457.9 nm (8%)丶476.5 nm (12%)丶488.0 nm (20%)丶496.5 nm (12%)丶501.7 nm (5%)丶514.5 nm (43%)(由蓝光到绿光)。
氦镉激光器:最重要的蓝光(442nm)和近紫外激光源(325nm)。
氪离子激光器:具有多个波长,350.7nm丶356.4nm丶476.2nm丶482.5nm丶520.6nm丶530.9nm丶586.2nm丶647.1nm (最强)丶676.4nm丶752.5nm丶799.3nm (从蓝光到深红光)。
氧离子激光器
氙离子激光器
混合气体激光器:不含纯气体,而是几种气体的混合物(一般为氩丶氪等)。
准分子激光器:比如KrF (248 nm)丶XeF (351-353 nm)丶ArF (193 nm)丶XeCl (308 nm)丶F2 (157 nm) (均为紫外线)。
金属蒸汽激光器:比如铜蒸汽激光器,波长介於510.6-578.2 nm之间。由於很好的加强性,可以不用谐振镜。
金属卤化物激光器:比如溴化铜激光器,波长介於510.6-578.2 nm之间。由於很好的加强性,可以不用谐振镜。
化学激发激光器是一种特殊的形式。激发通过媒介中的化学反应来进行。媒介是一次性的,使用後就被消耗掉了。对於高功率的条件及军事领域是非常理想的。
盐酸激光器
碘激光器
固体激光器
介质是固体的激光器,此种工作物质通过灯丶半导体激光器阵列丶其他激光器光照泵浦得到激发。热透镜效应是大多数固体激光器的一项缺陷。
红宝石激光器:世界上第一台激光器,1960年7月7日,美国青年科学家梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生,这台激光器就是红宝石激光器,工作波长一般为6943,工作状态是单次脉冲式,每脉冲在1ms量级,输出能量为焦耳数量级。
Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石):最常用的固体激光器,工作波长一般为1064nm,这一波长为四能级系统,还有其他能级可以输出其他波长的激光。
Nd:YVO4(掺钕钒酸钇):低功率应用最广泛的固体激光器,工作波长一般为1064nm,可以通过KTP,LBO非线性晶体倍频後产生532nm绿光的激光器。
Yb:YAG(掺镱钇铝石榴石):适用於高功率输出,这种材料的碟片激光器在激光工业加工领域有很强优势。
钛蓝宝石激光器:具有较宽的波长调节范围(670nm~1200nm)
2.按激励方式分类
①光泵式激光器。指以光泵方式激励的激光器,包括几乎是全部的固体激光器和液体激光器,以及少数气体激光器和半导体激光器。②电激励式激光器。大部分气体激光器均是采用气体放

  激光器
电(直流放电、交流放电、脉冲放电、电子束注入)方式进行激励,而一般常见的半导体激光器多是采用结电流注入方式进行激励,某些半导体激光器亦可采用高能电子束注入方式激励。③化学激光器。这是专门指利用化学反应释放的能量对工作物质进行激励的激光器,反希望产生的化学反应可分别采用光照引发、放电引发、化学引发。④核泵浦激光器。指专门利用小型核裂变反应所释放出的能量来激励工作物质的一类特种激光器,如核泵浦氦氩激光器等。
3.按运转方式分类
由于激光器所采用的工作物质、激励方式以及应用目的的不同,其运转方式和工作状态亦相应有所不同,从而可区分为以下几种主要的类型。①连续激光器,其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出,可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行,以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器,均属此类。由于连续运转过程中往往不可避免地产生器件的过热效应,因此多数需采取适当的冷却措施。②单次脉冲激光器,对这类激光器而言,工作物质的激励和相应的激光发射,从时间上来说均是一个单次脉冲过程,一般的固体激光器、液体激光器以及某些特殊的气体激光器,均采用此方式运转,此时器件的热效应可以忽略,故可以不采取特殊的冷却措施。③重复脉冲激光器,这类器件的特点是其输出为一系列的重复激光脉冲,为此,器件可相应以重复脉冲的方式激励,或以连续方式进行激励但以一定方式调制激光振荡过程,以获得重复脉冲激光输出,通常亦要求对器件采取有效的冷却措施。④调激光器,这是专门指采用一定的 开关

  激光器
技术以获得较高输出功率的脉冲激光器,其工作原理是在工作物质的粒子数反转状态形成后并不使其产生激光振荡 (开关处于关闭状态),待粒子数积累到足够高的程度后,突然瞬时打开 开关,从而可在较短的时间内(例如10~10秒)形成十分强的激光振荡和高功率脉冲激光输出(见技术'">激光调 技术)。⑤锁模激光器,这是一类采用锁模技术的特殊类型激光器,其工作特点是由共振腔内不同纵向模式之间有确定的相位关系,因此可获得一系列在时间上来看是等间隔的激光超短脉冲(脉宽10~10秒)序列,若进一步采用特殊的快速光开关技术,还可以从上述脉冲序列中选择出单一的超短激光脉冲(见激光锁模技术)。⑥单模和稳频激光器,单模激光器是指在采用一定的限模技术后处于单横模或单纵模状态运转的激光器,稳频激光器是指采用一定的自动控制措施使激光器输出波长或频率稳定在一定精度范围内的特殊激光器件,在某些情况下,还可以制成既是单模运转又具有频率自动稳定控制能力的特种激光器件(见激光稳频技术)。⑦可调谐激光器,在一般情况下,激光器的输出波长是固定不变的,但采用特殊的调谐技术后,使得某些激光器的输出激光波长,可在一定的范围内连续可控地发生变化,这一类激光器称为可调谐激光器(见激光调谐技术)。
4.按输出波段范围分类
根据输出激光波长范围之不同,可将各类激光器区分为以下几种。①远红外激光器,输出波长范围处于25~1000微米之间, 某些分子气体激光器以及自由电子激光器的激光输出即落入这一区域。②中红外激光器,指输出激光波长处于中红外区(2.5~25微米)的激光器件,代表者为CO分子气体激光器(10.6微米)、 CO分子气体激光器(5~6微米)。③近红外激光器,指输出激光波长处于近红外区(0.75~2.5微米)的激光器件,代表者为掺钕固体激光器(1.06微米)、CaAs半导体二极管激光器(约

  激光器
0.8微米)和某些气体激光器等。④可见激光器,指输出激光波长处于可见光谱区(4000~7000埃或0.4~0.7微米)的一类激光器件,代表者为红宝石激光器 (6943埃)、 氦氖激光器(6328埃)、氩离子激光器(4880埃、5145埃)、氪离子激光器(4762埃、5208埃、5682埃、6471埃)以及一些可调谐染料激光器等。⑤近紫外激光器,其输出激光波长范围处于近紫外光谱区(2000~4000埃),代表者为氮分子激光器(3371埃)氟化氙(XeF)准分子激光器(3511埃、3531埃)、 氟化氪(KrF)准分子激光器(2490埃)以及某些可调谐染料激光器等。⑥真空紫外激光器,其输出激光波长范围处于真空紫外光谱区(50~2000埃)代表者为(H)分子激光器 (1644~1098埃)、氙(Xe)准分子激光器(1730埃)等。⑦X射线激光器, 指输出波长处于X射线谱区(0.01~50埃)的激光器系统,目前软X 射线已研制成功,但仍处于探索阶段。
编辑本段激光器的发明
历史由来
激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程,从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线(以至X射线和γ射线)的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。

  激光器
激光器的诞生史大致可以分为几个阶段,其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出,处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用,将转变到低能态,并产生第二个光子,同第一个光子同时发射出来,这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大,而且是相干光,即如多个光子的发射方向、频率、位相、偏振完全相同。
发展阶段
此后,量子力学的建立和发展使人们对物质的微观结构及运动规律有了更深入的认识,微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等问题也得到了更有力的证明,这也在客观上更加完善了爱因斯坦的受激辐射理论,为激光器的产生进一步奠定了理论基础。20世纪40年代末,量子电子学诞生后,被很快应用于研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用,并研制出许多相应的器件。这些科学理论和技术的快速发展都为激光器的发明创造了条件。
如果一个系统中处于高能态的粒子数多于低能态的粒子数,就出现了粒子数的反转状态。那么只要有一个光子引发,就会迫使一个处于高能态的原子受激辐射出一个与之相同的光子,这两个光子又会引发其他原子受激辐射,这样就实现了光的放大;如果加上适当的谐振腔的反馈作用便形成光振荡,从而发射出激光。这就是激光器的工作原理。1951年,美国物理学家珀塞尔和庞德在实验中成功地造成了粒子数反转,并获得了每秒50千赫的受激辐射。稍后,美国物理学家查尔斯·汤斯以及苏联物理学家马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受激辐射原理来产生和放大微波的设计。
然而上述的微波波谱学理论和实验研究大都属于“纯科学”,对于激光器到底能否研制成功,在当时还是很渺茫的。
成熟阶段
但科学家的努力终究有了结果。1954年,前面提到的美国物理学家汤斯终于制成了第一台氨分子束微波激射器,成功地开创了利用分子和原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例。
汤斯等人研制的微波激射器只产生了1.25厘米波长的微波,功率很小。生产和科技不断发展的需要推动科学家们去探索新的发光机理,以产生新的性能优异的光源。1958年,汤斯与姐夫阿瑟·肖洛将微波激射器与光学、光谱学的理论知识结合起来,提出了采用开式谐振腔的关键性建议,并预防了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。同期,巴索夫和普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。
此后,世界上许多实验室都被卷入了一场激烈的研制竞赛,看谁能成功制造并运转世界上第一台激光器。
1960年,美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里,勉强赢得了这场世界范围内的研制竞赛。他用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使这一点达到比太阳还高的温度。
“梅曼设计”引起了科学界的震惊和怀疑,因为科学家们一直在注视和期待着的是氦氖激光器。
尽管梅曼是第一个将激光引入实用领域的科学家,但在法庭上,关于到底是谁发明了这项技术的争论,曾一度引起很大争议。竞争者之一就是“激光”(“受激辐射式光频放大器”的缩略词)一词的发明者戈登·古尔德。他在1957年攻读哥伦比亚大学博士学位时提出了这个词。与此同时,微波激射器的发明者汤斯与肖洛也发展了有关激光的概念。经法庭最终判决,汤斯因研究的书面工作早于古尔德9个月而成为胜者。不过梅曼的激光器的发明权却未受到动摇。
1960年12月,出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。1966年,科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。

由于激光器具备的种种突出特点,因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外,多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。
1、激光用作热源。激光光束细小 ,且带着巨大的功率,如用透镜聚焦,可将能量集中到微小的面积上,产生巨大的热量。比如,人们利用激光集中而极高的能量,可以对各种材料进行加工,能够做到在一个针头上钻200个孔;激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段,已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果。
2、激光测距。激光作为测距光源,由于方向性好、功率大,可测很远的距离,且精度很高。
3、激光通信。在通信领域,一条用激光柱传送信号的光导电缆,可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量。
4、受控核聚空中的应用。将激光射到氘与氚混合体中,激光所带给它们巨大能量,产生高压与高温,促使两种原子核聚合为氦和中子,并同时放出巨大辐射能量。由于激光能量可控制,所以该过程称为受控核聚变。
今后,随着人类对激光技术的进一步研究和发展,激光器的性能将进一步提升,成本将进一步降低,但是它的应用范围却还将继续扩大,并将发挥出越来越巨大的作用。

  满天星丶单点丶调焦
激光指示器是以激光作为指示用途的小型低功率激光器,属于一般民用品,也称为激光笔、指星笔等。是一种用途广泛的产品:教学、科研单位作为教学、学术报告、会议等场合配合视像设备作为指示用;军事单位用于配合大屏幕指挥系统指示;旅游单位用于导游讲解;建筑及装修监理单位用于建筑、装修验收时的指示等。某些场合还可将其固定作为定向工具;亦可将其作为礼品。
编辑本段总结
以脉冲方式发射的二氧化碳激光器也有很多种,在科研和工业中用途极广。如果按每一脉冲发出的能量大小作比较,那么,脉冲二氧化碳激光器又是脉冲激光器中的最强者xong 这里,我们要回到激光先驱者汤斯曾经研究过的问题上来,谈一谈毫米波的产生。随着激光技术的发展,许多科学家对这一难题又发起了进攻:采用放电或利用强大的二氧化碳激光作为激励源去激发氟甲烷、氨等气体分子,一步步地把发射出来的激光波长延长,扩展。开始达几十微米,后来达几百微米,也就是亚毫米波了。本世纪60年代中期到70年代中期,随着微波技术的发展,科学家根据激光的原理和方法产生了毫米波。这样,从光波到微波之间的空白地带便被不断发现的新红外激光填补了。
从研究中,科学家发现毫米波很有实用价值:大气对它的吸收率很小、阻碍它传播的影响也小,可以用它来作为新的大气通讯工具。
另一种比较特殊、新颖的激光器,可以形象地称它为“变色龙”。它不是龙,但确实能变色;只要转动一个激光器上的旋钮,就可以获得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色的激光。
难道染料跟激光器也有关系吗?一点也不错。这种激光器的工作物质确实就是染料,如碳花青、若丹明和香豆素等等。科学家至今还没有弄清楚这些染料的分子能级和原子结构,只知道它们与气体工作物质的气体原子、离子结构不一样;气体产生的激光有明确的波长,而染料产生的激光,波长范围较广,或者说有多种色彩。染料激光器的光学谐振腔中装有一个称为光栅的光学元件。通过它可以根据需要选择激光的色彩,就像从收音机里选听不同频率的无线电台广播一样。

染料激光器的激励源是光泵,可以用脉冲氙灯,也可以用氮分子激光器发出的激光。用一种颜色的激光作光泵,结果能产生其他颜色的激光可以说是染料激光器的特点之一。
这种根据需要可以随时改变产生激光的波长的激光器,主要用于光谱学研究;许多物质会有选择地吸收某些波长的光,产生共振现象。科学家用这些现象分析物质,了解材料结构;还用这些激光器来产生新的激光,研究一些奇异的光学和光谱学现象。

在使用激光切割机时,激光器激光射出可能引起以下事故:(1)激光射出沾到易燃物引起火灾。大家知道激光发生器的功率很高,尤其遇到高功率激光切割机,射出的激光温度非常高。当激光射出沾到易燃物体后引起火灾的可能性非常大。(2)机器在运行时会可能会产生有害气体。例如在用氧气切割时与切割材料发生化学反应,生成不明化学物质或细小颗粒等杂质。被人体吸收以后可能会产生过敏反应或引起肺部等呼吸道的不适。在进行作业的时候应做好防护措施。(3)激光直射人体会对人体有害。激光对人体的损害主要包括对眼睛和对皮肤的损害。在激光的伤害中,一机体对眼睛的伤害最为严重。而且眼睛的伤害是永久性的。所以在进行作业时一定要注意保护眼睛。所以,进行切割的环境应该中严禁易燃物体靠近机器并且保持通风,工作场所还应该配有灭火器。工作人员在进行作业时要做好自我防护措施。[1]



X射线激光,波长处于X射线波段的激光,具有相当大的潜在应用前景。2012年2月美国科学家造出世界上波长最短最纯的X射线激光。
X射线激光就是指波长处于X射线波段的激光,它兼具有波长短和相干性好的特点。[1]波长小于1纳米,它被看作能给原子世界照相的“梦幻之光”。在从基础研究到应用开发的广阔领域,比如膜蛋白的结构分析、纳米技术等领域,X射线激光的应用前景都被看好。 
X射线激光 - 原理
X射线能帮助人们深入观察原子和分子世界。1976年科学家预言称,X射线激光能被用制造可见光激光的方法制造出,即通过原子内部电子从高能级向低能级跃迁,释放单色光的方法。为了制造这种原子激光,科学家利用强大的X射线脉冲从密封舱中的氖原子中敲除电子,从而在氖原子外壳上留下“小洞”。当电子再回落填补这些“小洞”时,大约有1/50的原子通过发出一个在X射线范围内的光子来回应。这样,X射线激发临近更多的氖原子释放更多的X射线,如此的多米诺效应将激光放大了2亿倍。  [2]
X射线激光 - 研发
世界上波长最短、最纯的X射线激光
1984年,美国利用高功率激光器作激励源,在实验室测到了X射线激光。[3]
2009年4月,美国的直线加速器相干光源创下0.15纳米的最短波长世界纪录。 
2011年06月,日本理化研究所和高辉度光科学研究中心的研究人员利用建在兵库县的X射线自由电子激光装置发出了波长仅0.12纳米的X射线激光。研究人员将X射线自由电子激光装置的监视器、电磁石等硬件,以及精密控制各种仪器的软件都按最佳设计进行了彻底调整,从2月底装置运转开始,仅用了3个多月时间就发射出了世界最短波长的X射线激光。而当年美国的调整过程花费了几年时间。 [4]

2012年2月,美国能源部SLAC国家加速器实验室的科学家制造出了世界上波长最短、最纯的X射线激光,这项成就实现了一个45年的预言,打开了向一系列新的科学发现进军的大门。[2]

红外线激光器:

2013年3月3日星期日

视觉暂留幻觉现象


视觉暂留(Persistence of vision) 是光对视网膜所产生的视觉,在光停止作用后,仍保留一段时间的现象,其具体应用是电影的拍摄和放映。原因是由视神经的反应速度造成的,其时值约是十六分之一秒,对于不同频率的光有不同的暂留时间。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。比如:直视太阳数秒后,人眼将残留一个强光源的影像。我们日常使用的日光灯每秒大约熄灭100余次,但我们基本感觉不到日光灯的闪动。这都是因为视觉暂留的作用。所以,要达成最基本的视觉暂留效果至少需要10fps(参考视频帧率)。
视觉实际上是靠眼睛晶状体成像,感光细胞感光,并且将光信号转换为神经电流,传回大脑引起人体视觉。
视觉暂留现象首先被中国人发现,走马灯便是据历史记载中最早的视觉暂留运用。[来源请求]宋时已有走马灯 ,当时称“马骑灯”。随后法国人保罗·罗盖在1828年发明了留影盘,它是一个被绳子在两面穿过的圆盘。盘的一个面画了一只鸟,另一面画了一个空笼子。当圆盘旋转时,鸟在笼子里出现了。这证明了当眼睛看到一系列图像时,它一次保留一个图像。
物体在快速运动时,当人眼所看到的影像消失后,人眼仍能继续保留其影像,约0.1-0.4秒左右的图像,这种现象被称为视觉暂留现象。人眼观看物体时,成像于视网膜上,并由视神经输入人脑,感觉到物体的像,但当物体移去时,视神经对物体的印象不会立即消失,而要延续0.1-0.4秒秒的时间,人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。
这个现象是由比利时物理学家尤瑟夫·普拉托(Joseph Plateau)1835年在观察太阳的实验中发现的,他根据这个现象发明了证明这种人体生理特征的phenakistiscope,而他自己也因为这次观察而导致双目失明,因为太阳的影子永远的印在了他的眼睛里。[来源请求]
1917年,德国实验心理学家对“视觉滞留现象”这种生理现象进行了深度的心理学解释,阐述了“似动现象”,为人类的运动视觉感知,提供了心理学解释。 这即是格式塔学派心理学。
     中共卫星及恶棍各地政府国安地方流氓脑控组织,对人们进行幻觉造梦,就利用了这一现象,具体就是刚睡醒时,暂时好像看到了图像一样,实际上就是这种现象运用。 人们有时还以为是见了鬼。共产恶棍所有的医学,科技技术,等都是用来作为残害国内人的手段。造成无数恐怖恶性事件与死人。

2013年2月6日星期三

网传各种炸弹的做法


各种炸弹的做法
Tuesday, February 7, 2006 5:39:30 PM
(反坦克炸弹)的做法:
坦克的特点是有很厚的钢铁装甲板。一般的枪和炮对它都没有什么作用。
我们可以用炸药生成一束等离子体将它烧穿一个洞,抢劫犯在里面就会烧成火腿了。
坦克的弱点在顶部,底部,侧面和后部。现在介绍一种炸弹,可以从侧面履带部位攻击它。
高度不要太高,以免打到沙袋上。我们看到美军进攻伊拉克时,坦克四周挂了很多沙袋。
攻击的方式可采取路边炸弹的方式,用电线遥控,当敌人坦克进入射程时,按下开!
这就跟农民炸石头一样容易。不过,炸弹要作成定向炸弹,用一根铜丝生成离子束。
现以一个铁罐子作弹体来说明。
先把铁罐子打开,找一块硬纸,作成漏斗形状,开口朝底,放入铁罐中,先买一个塑料漏斗,再去找铁罐也行。再装满炸药。TNT,硝化棉炸药都可以,硝酸铵炸药也行,今后我们还要介绍炸药的制作方法,先别急。其实,到矿山和农民施工队那里,一包烟就可以换来足够炸毁一辆坦克的炸药,何必自己去造呢?
对了,铁罐的正中央放一根铜线,你老婆织毛衣的铜针也可以,一定要直,对准漏斗的中央。铜电线剥皮也可以。然后,在这边埋好雷管。用胶带纸封好。安装时,一定要记住,漏斗是朝向坦克的,方向要对好,不能朝天,也不能朝地,对准大慨履带部位。那个漏斗的形状要很规则,四周的炸药也要很均匀。你不要担心炸不穿坦克,不是炸弹越大越好。你要看马路对面有没有民房,有可能穿透坦克,炸烂马路对面的房子。
从下图中可以看到被穿透的钢板。你也可以在一个采石场中,用钢板试一试你的定向炸弹。


啤酒瓶(汽油炸弹)做法:
先灌满一瓶汽油,
在盖子上用钉子砸一个眼,
把一根棉绳用汽油打湿,

在一端打一个结,
从瓶盖内穿到外,
把盖子盖好拧紧,
把头上用塑料薄膜封好,
用皮筋扎好,
放到衣服口袋里,

到达目的地后,
把汽油弹拿出来,
用打火机点上火,
扔过去!

多级定向炸弹做法:
我们介绍了反坦克炸弹,它是利用一个椎形的空腔,把能量集中成一条线。 而不是
四面八方开花,这样就增加了炸弹的威力。有人曾厚用它来穿透过3米厚的钢锭。
现在我们再介绍一种威力更大的炸弹---多级定向炸弹。
用长度为两三米的下水道管道来作。比如说,我们把下水道割成长度为两米的筒。
把一端封起来,树在地上。放入一个高为0.3米的漏斗进去,漏斗开口朝下,中间插
一根铜杆在椎型的顶点和管道的中心。在椎型四周装满炸药并灌装高0.4米的炸药后,
用纸板盖住,再放入第二个椎型漏斗,开口朝下,。。。, 第三个漏斗,。。。,
把炸药灌满至顶。这就是说,0.3+0.4+0.3+0.4+0.3+0.3,一个三级定向炸弹。最后
埋好引爆雷管,把这一端封好。如果你的管道四米长,你可以作成六级炸弹。

你可以一口气作一二十个,装在一辆卡车上,摆齐。方向一致向卡车的尾部,
把引爆雷管的电线并联起来。把汽车开到目标地后,再倒车,瞄准好目标。
请您一定舍得多花几个钱,买来定时雷管或延时雷管。你最好事先叫好一辆出租车,跳上出租车就可以逃命。
我们来看美国小子Timothy McVeigh 所作得爆炸。
显然,他没有把炸药作成定向炸弹,而是一堆堆在汽车货箱里。这种爆炸,四面八
方发散,浪费了一半能量,炸完后建筑物没倒塌。
如果我们瞄准好,我们可以把纳粹办公楼的一楼冲走而保留上层不动,在重力
的作用下,建筑物就会倒塌。

反坦克手雷做法:
坦克最薄弱的地方是顶部,其次是尾部。
世界上最强大的美军,也没有能力,用坦克攻城,因为街道两边的每一窗户
后面的人,都可以置坦克于死地。从顶部攻击,普通炸弹和燃烧弹都有可能
使它工作失灵。烧坦克的燃烧弹在另文介绍。我们先介绍可以从窗户后和阳
台上扔向坦克的反坦克手雷。
前面介绍了反坦克路边炸弹。它的方向性是靠把炸弹朝向坦克放置来解决的。
军用反坦克导弹和火箭炮,反坦克机枪,都是瞄准和制导来调节方向的。我
们自制反坦克手雷的技术关键是如何保证,在接触坦克的瞬间,我们的手雷
垂直于坦克装甲板。所以,我们一定要一个椎形的头。这个头,不仅可以用
来引导手雷的方向,更重要的是,它可以形成一个攻击点,这样,万一有
45
度角,也有机会穿透装甲板的机会。为了确保手雷的方向,要从手雷尾部
连上一块布,如果距离近,布可以大一点,距离远,布可以小一点。
弹体可以用铁皮开水瓶。弹型保温杯,也可以。实在找不到,就用不锈钢杯
子,用锤子或钢锯子搞掉手柄。再找一块铁皮,把它卷成椎形,套在杯子上。
先用泡沫把弹头部分填起来。用硬纸板盖好。找一根铜杆,大慨象筷子那么
粗,插在正中央。上面套入一个椎形硬纸筒。这个椎型可以尖一点,象斗地主
的尖帽子那样也可以,只要上面还留两三寸柱型就可以了。放好这
个椎型,开口朝弹头,周围填好炸药。再加高几寸。找一个子弹壳,里面灌
三分之二发令枪药子,混一些黑色炸药也行。然后,把铜杠插入子弹壳里。
用铁皮封好底。尾部连上一块布,或旧衣服。
您可以用泥巴代替炸药,在楼下马路上画一个坦克大小的长方形,训练您的
准确性。试验看看,是不是每次都是弹头先触地。看看每次是否都引爆。试
验成熟了,再换上TNT,硝铵或硝化棉炸药,放几快厚钢板,看看它的穿透
能力够不够。

我们接着来讲反坦克地雷吧!
用一只铁桶,在底部放入一个灌油用的漏斗,或者广东农民的太阳帽割小也
行,找一大小合适的啦叭也行,一个球削掉一半内面填泡沫鼓起来也行,张
口朝下,周围填满炸药,一直填到上面,正中央插入一根铜杆,对准漏斗的
顶点,埋好电引爆雷管,封号桶口,埋入地下时,翻过来一百八十度,漏斗
口朝上。
在离下水道最近的地方,坦克必由之路,挖一个洞,把地雷埋下去,引
爆电线挖沟,通过下水道,连到你家里窗户下面。重新用柏油把马路封好。
如果坦克正好在地雷上面,你合上开关就行了。
其实,把这个炸弹放在蛇皮袋内,旅行包内,或外面用一个腰鼓包起来,或
换成遥控雷管或定时雷管,用途就更多了。
前面介绍了多级定向炸弹也可以灵活运用。比如,找一些下水道,割成能横
放汽车尾箱和后排坐的长度,作成三级定向炸弹,其中个别炸药加镁粉,炸
后燃烧。装满后排和尾箱,方向朝纳粹大楼,定时引爆电线并联。如果
你坚持用电控雷管不延时不定时,您就成烈士了!

燃烧弹做法:
对付一般的车或军用车,一般炸弹就行了,不需要反坦克炸弹。不用炸弹,用燃烧弹也可以烧毁敌人的车辆。
我们要解决两个技术问题,一是在燃烧弹裂开后,燃料如何沾在目标上,不流下来,普通汽油弹,瓶子在敌人车上破裂后,汽油会流到地上,对军车,警车没有多大作用。所以,一定要让他沾住。二是防止敌人用自动灭火器灭火。如果你想烧毁轮胎,轮胎那里一定有自动灭火器。一般是干粉灭火器。
根据以上原理,我们就可以这样制做燃烧弹:
找一个玻璃瓶子,加人几块天然橡胶,再加入汽油,等橡胶融化后,再加入一些面粉,调节稀释度。先作一些试验,盖上盖子后往墙上扔,看看能不能沾到墙上。然后,往旧汽车侧面扔,看看能不能沾上去。然后,加一些镁粉和硝酸钾。这个镁粉就是为了燃烧时,四处冒火星,硝酸钾是防止敌人的灭火器。
可以简单地用一根用汽油浸湿了的棉绳子,用打火机或火柴点燃后扔向敌人防暴车的轮胎或车顶。
如果是攻击坦克,可以加一些铝粉和铁粉。这些金属粉燃烧时,可熔化,把坦克焊住,高温也可能使它工作失灵。所以,没有反坦克手雷或反坦克炸弹,燃烧弹也有可能烧毁敌人的坦克。另外,燃烧时,也可以挡住坦克驾驶员和炮手视线。大面积燃烧,一定会烧出毛病来。如果你们家住在楼,坦克从那里经过,你可以用一个酸菜坛子,装满橡胶汽油面粉团,点燃后扔到坦克上面,一定会烧死。当然,对付坦克最好用反坦克手雷。一般手雷,一般炸弹,枪,炮对它都没有什么用。


手把手教你做炸弹:

从原料获取程度的难易和威力比值来说,最适合便是硝酸甘油炸药。硝酸甘油制法具体如下:
  原料:滴管,玻璃杯两个,碳酸钠(俗称苏达),浓硝酸,浓硫酸,甘油,这些都能在化学药品商店买到,当然为了避免暴露身份,比较推荐的方法是到中学化学实验室里面去偷,一盆水,不需要太满,一个搪瓷茶缸,最好还有温度计,注意家里用来量体温的温度计是不能用的,一是量程不够用,二来是体温计的特性在温度到达最高点之后除非用手甩,否则水银柱不会下降,那么您很有可能就此为了伟大事业献身。最后推荐ph试纸,当然可以用普通酸碱指示剂替代。
  步骤:
  1、在一个玻璃杯中加上大概80毫升的水
  2、在另一个玻璃杯中除加上80毫升水外,基本添上一平勺碳酸钠,所谓的勺子是指不锈钢的西式餐勺,如果使用中式的汤匙那就差很多了。配成碳酸钠溶液。
  3、好,现在是时候将一个搪瓷茶缸放入水盆中了,然后缓慢(注意)加入8~10毫升左右的浓硝酸,用温度计测量温度,要到20度以下。差点忘记说了,冬季可能比较容易,夏秋季节的话,呵呵,那还是准备一些冰块吧。之所以那么低的温度是浓硝酸在高温下分解极快。
  4、慢慢地加入22~28毫升的浓硫酸,也要注意,速度慢,温度要保持住,绝不能再高了。有条件使用冰块的还要低一些。
  5、用滴管把甘油滴到混合物上,速度要慢,每分钟大概45滴就差不多了。而且还是那句话,温度绝对不能上升,否则您很容易就粉身碎骨了。一直要滴到甘油在混合物表面形成甘油层为止。
  6、在低温下用筷子搅拌一刻钟。筷子用完以后千万不要再用它吃饭了。完毕后把混合物缓慢倒入蒸馏水的杯子中。硝酸甘油比重较大,会沉底。而且由于折射率的不同,两种液体分层后,两种液体的分界线还是比较容易分辨的。
  7、把下层的硝酸甘油滴到碳酸钠溶液中,目的是为了去除多余的酸,因为酸性的硝酸溶液氧化性非常强。是极其危险的。至于够不够到中性,就要依靠您的酸碱指示剂了。
  制作完了之后,千万要注意不要振荡摇晃。如果那样的话——您一定会到上帝那报到了。如果您想试验一下它的威力的话也不是不可以,通常可以取一个小玻璃药瓶,注满硝化甘油之后,从高楼上任它自由落体,你会明白什么叫做东京轰炸的威力缩小版。
  另外您要明确一个的概念是,炸药和炸弹是有区别的。瞧,我们手上已经有了炸药,但是它还称不上是一个炸弹。我们辛辛苦苦制造出来的"宝贝",如果一不小心就会要了我们的命,当然我们并不害怕为了伟大的事业献身,但是壮志未酬身先死未免太可惜了。每天要提心吊胆会多么严重的挫伤我们的积极性啊。
  下一步的加工首先是要让它变得稳定,通常,稳定硝化甘油的方法少说也有100种,最流行的恐怕就硝酸甘油和硝酸钾、硝化棉、木粉填料、矿脂、活性碳粉混合在一起。当年伟大的诺贝尔先生就是靠这玩意一举成为大富翁,还创立了大名鼎鼎的诺贝尔奖为世界科学作出了巨大的贡献。当然现在我们作为他的后人也不能甘于其后啊。
  扯远了,刚才的方法是比较流行的,但是并不是唯一的,般来说,把硝化甘油和挥发性低的次级炸药、粘结剂、填充料等加上其他乱七八糟的东西混合在一起基本可以满意。为了体现每个圣战者的个性,您可以随意选择配料,比如面粉,鸡蛋,蜂蜜奶油,冰激凌等等等等。我个人的偏好是以胡椒粉为主,用方便面的面块固定(版权所有,盗版必究)。
  如果您制造的硝化甘油数量比较大的话,那么您就无需费神考虑弹体了,一个普通公事包或者旅行包完全可以满足您的一切要求——携带方便,高雅大方。特别推荐皮尔卡丹的,它不透气。把固态的炸药要往里面一填就可以了。不过您制造的剂量不若不够大,那么无疑好的弹体能令您事半功倍。一个普通市民想要得到手榴弹形状的铁质部件不太可能,建议您diy,不知您对以前的雀巢咖啡瓶子是否有印象,那就是一个不错的弹体。重要的是如果您想锦上添花的话,您可以用蚀刻玻璃的方法将表面划成几百个小块,什么?你不知道如何蚀刻?那么用玻璃刀也可以。当然您还可以在上面画一些花纹来表示您的高雅情趣。形成独特的艺术流派什么的。不过别忘了把他的头部塑料瓶口部分用胶带也好什么也好紧紧封起来,以便玻璃瓶体能够顺利破成弹片。再给您一个狠主意,如果您要对付的对象是十恶不赦天怒人怨或者和您有不共戴天之仇的话,还记得前面的填充剂吗?您可以把它改成铝热剂,也就是所谓铝粉和氧化铁粉的混合制剂。当爆破的时候由于高温,将会使铁铝发生反应,变成氧化铝和炽热铁水(亮白色)而四散飞溅!杀伤力极强,如果您有非凡的目力,您会看到真正的飞火流星!注:可能性不大。
  最后就是引爆系统,用一根药捻子的导火索无疑是会令同行耻笑的,我目前有两个备选方案。
  1、用对讲机的无线电系统,把一个拆下来之后,会得到一个共频系统,将其中一个制造成短路情况安装在炸弹上,然后用其他一些见电火花即可燃烧的炸药放在一起。这样一来就可以实现通话——短路——火花——引爆药点燃——炸药爆炸的遥控。当然无线电话是更好的选择,播一个号码就可以爆炸,简直就是《间接伤害》的翻版。不过缺点是成本高。而且还要担心串频走火还有某个不识时务的混蛋给你打电话,那可真是死不瞑目了。
  2、定时系统,也很简单,普通的电子闹钟就可以胜任。手法和上面的差不多。不过,你一定要有准时的习惯,表也得很准,和和。
  好了,本讲座就到这里,祝你好运。如果各位有兴趣的话,我还会继续推出其他制作讲座,比如很受各位喜爱的tnt,塑胶炸弹,燃耗弹等等特殊要求的炸弹