激光有哪些用途_激光在生活中的用途

雷电——这一自然界的极端现象，以其惊人的力量和性，一直令人类敬畏。雷电的瞬间放电，电压可高达数百万伏，电流更可达到数十万安培。

雷电的力不容小觑，它能够引发森林火灾、电力中断，甚至对基础设施造成严重损坏。据统计，全球每年因雷电死亡的人数多达24000人，其造成的损失更是难以估量。

自1752年本杰明·富兰克林发明避雷针以来，这种装置在防雷保护中发挥着重要作用。尽管避雷装置的形式没有发生根本性的变化，但传统避雷针至今仍是保护建筑物免受雷电的最有效手段。

传统避雷针通常由金属制成，与地面相连，其尖头设计有助于在云层和地面之间为电荷提供低阻的路径。其保护范围有限，大约与避雷针的高度相当。例如，一个10米高的避雷针主要能保护半径为10米的区域。

面对如机场、风力发电厂或站等大面积敏感地点的防雷需求，这种传统的避雷方式显得捉襟见肘。科学家们一直在寻求新的防雷技术。

近期，欧洲研究团队开发出了一种名为激光避雷针（LLR）的替代方案。这种技术在瑞士森蒂斯峰行了测试并证明了其可行性。即使是在恶劣的天气条件下，激光避雷针也能有效扩大保护范围。

LLR技术的原理是通过产生电离空气通道来引导雷电沿着激光光束传播。当高功率激光脉冲被发大气中时，光束内会形成强烈的光丝。这些光丝会使空气中的氮和氧分子电离，从而释放出可以自由移动的电子。这些被电离的空气或等离子体成为了一种有效的电导体。

简单来说，LLR技术能够使避雷针的高度得到极大提升，从而扩大其保护区域的范围。为了实现这一技术，研究人员开发出了一种新型激光器，其平均功率为一千瓦，每次脉冲为一焦耳，每次脉冲持续时间为一皮秒。

该研究团队在瑞士森蒂斯峰行了实地测试。他们将这种激光器对准了一座高124米的发射塔，该塔是欧洲受雷电影响最严重的结构之一。经过长时间的观察和数据分析，研究人员发现LLR的激光可以有效地引导雷电。

数据显示，LLR与其他激光不同，它能够在恶劣的天气条件下发挥作用。即使在经常出现大雾的天气中，LLR的激光仍然能够发挥作用。LLR技术还有望在雷电发生之前就进行预警和干预。

这个项目耗费了5年时间以及400万欧元的资金。研究人员们通过拆分并利用缆车和直升机将激光发射器运至山顶并成功安装。尽管如此，他们仍需进一步证明这种技术的有效性。

未来，团队希望进一步提高激光的作用高度，并探索其更多潜在应用。长期目标包括使用LLR将传统的避雷针延长至更远的距离。

通过这些研究努力，我们或许能够在未来更好地应对雷电带来的威胁。