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如果说二十世纪是电子时代,那么二十一世纪就可被称为光子时代。在机械、汽车、船只以及飞机制造、微电子和制药领域中都有基于光子技术的创新。如今收银台上的扫描仪早已成为日常生活的一部分,激光技术也已成为汽车制造业的一项标准工艺。同样,发光的壁纸、可视电话、完全无痛驱除龋齿的钻孔器在不远的未来也会变得很平常。
在激光材料加工、光学显微镜和新型照明技术领域,德国都是世界市场的领先者。全世界所使用的激光技术系统,有四分之一产自德国,而用于材料加工的大功率激光系统甚至占到了三分之一。在德国照明行业、激光和光学元件生产厂家目前有十一万从业人员。预计到2010年,该行业的一千家中型企业员工人数将增加百分之四十。
在激光技术之外,超短脉冲光源(飞秒技术)也是一个重要领域,该领域自2000年以来获得了三千万欧元的科研经费。此外,德国联邦政府还资助光学诊断技术、测量技术、有机发光二极管的研究。从2002年到2007年间,联邦政府用于光学技术研究的拨款总额达到两亿八千万欧元。政府的资助策略就是促进产业界与科技界的紧密合作。两个重要目标就是在企业和科研机构之间建立协作网络,另外加强对光学技术研究的投入。
重点科研领域包括:
1.服务于工业生产的光学测量和工业技术 2.光学通信技术 3.用于照明和显示的有机发光二极管(可张贴的灯) 4.医用光学诊断技术,它能透视细胞,但不损伤细胞的功能 5.超短脉冲激光(飞秒激光)——这种激光让我们能够观察极快速的变化过程,比如观察活细胞内的变化;它也能够革新材料加工工艺,比如取代龋齿钻孔器。
喷嚏预警
花粉过敏是一种常见病症。精确的花粉传播预报会对患者有很大的帮助。迄今为止,科学家一直在户外搜集花粉,然后在显微镜下进行测定。这种做法与其说是提前预警,不如说是“马后炮”,况且相当不准确。而现在有一种基于光学技术的新式仪器,能够自动辨识出不同种类的花粉,并对其分析评估,预报变得更加迅速而准确。这种仪器被称为“小公共汽车”(Omnibus),它是由海德堡大学的科学家与几家弗劳恩霍夫研究所、德国气象局和来自维茨拉的一个仪器设备厂家共同研制的。在这种仪器的帮助下,医生能够为患者开有针对性的处方,并且能够在花粉指数升高之前为病人提供预警。
半导体激光器的大舞台
半导体激光器算是光学技术中的“小蚂蚁”。它直接把电转换成激光,体积小可靠性高并且价格便宜。相反,在工业生产中(例如测量、焊接中)人们则需要光学技术中的“大象”。 最理想的情况是能根据需要把半导体激光集合在一起形成所需要的大功率。费迪南德-布劳恩研究所和耶拿光学公司的半导体激光实验室在这项技术的研究上已经取得了很大的进展,他们已经实现了一千瓦的高功率。在2006年中期,将在柏林开办一家生产此类元器件的工厂。
牙齿齿质新发现
乌尔姆大学的科学家发现,作为牙齿组成部分的齿质可以传导光束。与光纤不同,齿质微粒不仅投射光,同时也散射光。科研人员由此推断,这种光传导的机制可能在自然界很常见,他们开始研究植物是否也能传导光线。
精细敏感的激光
对生命进程的探索是医学新发现的重要前提。激光技术能够在这方面为医生提供帮助。例如利用配备了激光的微型器械,在不破坏周围组织和不影响生命过程的前提下,对活细胞进行提取、分离,从而为下一步的检查做好准备。基于此项科研成果已经成立了一家公司,该公司今天在世界范围内推广此项技术。
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