龚旗煌 李焱

光对人类的生存和发展至关重要。

婴儿呱呱坠地之后，接触到大自然的第一印象就是光。光是人类认识世界的工具。人类感官接收的外部信息中，约90%以上通过眼睛传递给大脑。有了光，人类才能看到这五彩斑斓的世界。

尽管如此，很多时候人们可能意识不到光就在我们身边，而且在不断改变我们的生活方式。因为人的眼睛只能看见可见光，这只是整个光谱中很小的一部分，却对大量红外光、紫外光和X光视而不见。与此同时，光基技术也经常是在幕后发挥关键性作用。

光和光基技术是现代科技和社会生产力的重要驱动力，下面仅撷取光基技术在几个重要领域中的应用加以介绍。

光与信息

光在信息的产生、调制、传输、存储、显示和处理等方面发挥着重要作用，其中光纤通信的重要性是不言而喻的。基于光的量子性的光量子通信更加安全、保密。巨幕立体电影、高清立体电视、虹膜级手机显示屏等先进设备，为人们带来震撼的观赏体验。光电检测仪器、光学遥感遥测仪器、机器人视觉、光学传感器、光盘存储等，在各个领域都大显身手。

国家安全

在很多场合，我们会通过X光、太赫兹光等检查是否携带枪支、弹药、易燃易爆、腐蚀、有毒放射性、毒品等危险禁用物品。夜间可见光很微弱，但人眼看不见的红外线却很丰富，红外夜视仪可以帮助人们在夜间进行观察、搜索、瞄准和驾驶车辆。激光测距是雷达测距原理在光频段的延伸，使人类实现了以厘米级精度测定地球到月球这样遥远的距离。由于它能迅速准确地测出目标距离，广泛用于侦察测量和武器火控系统。激光陀螺广泛用于航空、航天、航海等领域的高精度惯性导航，由于没有机械转动部件的摩擦引起的误差，角位移测量精度高，被测角速度范围大。当激光制导武器攻击固定或活动目标时，就像长了眼睛一样，精度一般在1米以内，命中率极高。用高功率激光器制成的战术激光武器，可使人眼致盲，使光电探测器失效。利用高能激光束制成的战略激光武器，可瞬间摧毁飞机、导弹、卫星等军事目标，是真正让敌人胆寒的“死光”。

光与制造

激光加工可以实现高精度切割、焊接、表面处理、打孔、微加工，这种先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等方面起到愈来愈重要的作用。激光切割用于汽车行业、计算机、电气机壳、航天工业使用的钛合金的切割。激光焊接用于汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件，以及各种不允许焊接污染和变形的器件的焊接。激光处理技术大大改善了材料的机械性能、耐热性和耐腐蚀性等。激光打标技术在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用。激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光快速成型是将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成的新技术。激光3D打印技术近年来得到迅猛发展。

光与健康

光是生命之源，光技术已经应用到生命起源、健康体检、医学治疗等方面。X射线被发现后，仅仅几个月时间内，它就被应用于医学影像。利用X射线衍射发现DNA双螺旋结构模型，标志着医学研究进入了一个新的领域。蛋白质的结构解析依赖于X光衍射。荧光漂白恢复技术、激光衍射测量技术、激光流式细胞计、激光拉曼光谱技术等先进技术，能测出细胞内的分子结构或组分。在医学治疗方面，无影灯、激光刀、激光治疗机、激光微光束技术、内窥镜激光、光动力学疗法等，在临床各科都得到广泛应用。

光与能源

为人类提供能量的绝大部分能源都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用把太阳能转变成化学能并在体内贮存下来，煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物，经过漫长的地质年代形成的，实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的。因为化石能源的存储量是有限的，直接利用太阳能而不是化石能源，在当今显得日益重要。太阳能是人类取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，因而光伏发电（太阳光直接转换为电）近些年来发展迅猛。与此同时，减少能源消耗同样重要。照明从白炽灯到日光灯，再到半导体二极管，照明质量越来越高，但能量消耗越来越小。发展绿色照明，对节约地球的有限资源意义重大。

光与文艺

太阳、月亮、晨曦、晚霞、鲜花、彩虹、海市蜃楼、神奇极光……激发着诗人的灵感。霓虹灯、追光灯、旋转灯……营造广场和舞台的梦幻氛围。摄影机、照相机留住风物，记录事件;电影、电视传播知识，娱乐生活。三种基色调出无穷颜色，一抹水粉让绘画生辉。光线和色彩的独特运用，可以创作出很多文化艺术精品。另外，光基技术在文物鉴定和修复诸方面也发挥着不可替代的作用。

总之，光和光基技术对人类生存、全球经济、社会发展和国防安全均产生了深远的影响。随着光和光基技术的进一步发展，它们将会继续改变人类的生产、生活和认知方式。世界将因为光而更美好！