A byte of laser 漫谈激光
写在前面:
这篇博文最开始可以追溯到十年前的朋友之邀。 十年后我重新翻出来，发现是它也是一个适合给孩子们科普激光的文章。于是重新梳理和调整了文章内容，让孩子能够更容易的接受。 并把它作为Github page的第一篇正式的博文。
既然是给孩子看着玩的，里面所有知识都浅尝则止。人才疏学浅，能力有限，内容必有很多疏漏。同时因为孩子的中文水平不足以阅读这篇文章，所以加入一些英文引导方便他们阅读。
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前言
首先以星球大战的镭射剑作为开始:
Let us start with Lightsaber from STAR WARS.
《星球大战》中的经典武器—镭射剑，在这部电影中出尽了风头，人气爆棚。依靠手柄和原力形成的镭射剑 10年后注：这个应该是等离子,当年真是不懂plasma. 几乎可以砍断任何物体，只有另一把镭射剑才有可能与之抗衡，当年看电影的时候我对它无比的神往。
Lightsaber looks like a laser blade that capable to cut off everything. It can only be stopped by another Lightsaber.
“镭射”其实和“卡拉OK”（卡拉OK日文原意是“无人伴奏乐队”）都是根据外国单词读音中文直接翻译过来的，属于外来词的范畴。“镭射”对应的英文单词是“Laser”也就是我们在这里我们提到的激光。那么激光现实生活中是什么样子呢？
What is Laser in our life?
先来两个漂亮的图片，尽量让这篇文章摆脱枯燥的理论和技术。
那么什么是激光呢？还要从“laser”这个英文单词说起，其实laser是一个很年轻的单词是二十世纪初造出来的，在莎士比亚时期肯定没有这个单词的，具体提出的年代我不太关心（如果喜欢考究的朋友，可以google一下了）。
“受激辐射” 它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，同时将会辐射出与激发它的光子性质相同的光子。而且在某种状态下，能出现弱光激发出强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”，简称激光
如果用小朋友可以理解的话，激光器本质上就是个就是一个光子复制机.
Laser system can be treated as a copy machine for Photons.
1个(x2) ⇨ 2个(x2) ⇨ 4个 …… (Contributed by Daniel)
激光内部的光子看起来是这个样子的
The photons inside a laser beam are identical.
普通光源发出的光子。
The photons in normal light source.
因为众多光子是相同的，团结就是力量， 激光可以做到普通光做不到的事情-干涉。
Laser shows special skills due to the similarity of these photons- interference.
那激光是怎么产生的呢？
激光发光的详细过程比较复杂，不过简单来说就像是进化论。物竞天择，适者生存，激光器内部只能放大特定的光子。只有最懂游戏规则的玩家才能成为最靓(亮)的仔。成王败寇，一将功成万骨枯(其它波长的光都被饿死了)。
Only the photons fit for the laser system design can lase.
激光器都啥样？
激光器的种类非常多，设计也是五花八门。这里只举一个红宝石激光器的样子。红宝石激光器
There are many different kinds of lasers, and this is a example for ruby laser.
激光应用
光纤通信
激光在光纤介质中传播
Laser travels inside fiber
光纤和激光器的发展进步是光通讯领域发展的基石，人们在此基础上建立了现在发达的互联网。 单根光纤的传输速度记录是1.125 Terabits per second 约140 GB.
一根光缆可以包含几千根光纤
Single fiber can transfer up to 140GB data per second, and a Fiber Optic Trunk Cable could contain multiple thousands of fibers。
横跨太平洋和大西洋的光缆地图, 5G时代主要解决近距离服务器和终端之间的信息传递。不同服务器之间，长距离信息传输还是主要依赖光纤。
5G mainly solve the problem for short distance data transfer, fiber optic is the solution for long distance data transfer.
激光医疗
Laser in medical, teeth whitening and eye surgery.
牙齿美白
近视矫正
激光加工：打标，切割，焊接
Laser marking, cutting and welding
激光打标就是将激光作为一把锋利的小刻刀，在目标物体表面刻画出预期文字、图案。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级.
前东家Coherent感恩节视频，激光在感恩节派上面画火鸡
Draw a turkey on a Thanks-giving pie with laser by Coherent.
数据存储
光盘
Data storage
光盘的工作区含有很多层，其中每一层表面都是凹凸不平来存储不同的信息(25GB 以上)。 这些年流行的蓝光DVD存储数据量比以前CD增加了非常多。简单地说就是：同样大小的纸，更细的笔(蓝光) 能够在多层纸上(DVD 工作层) 能写更多的字。
The blue light DVD can storage much larger data then normal CD up to 100 GB per DVD.
全息存储
Holographic storage is similar to film camera。
全息存储原理上和普通胶卷相机可以类比，用激光代替照明光,全息介质代替胶卷。胶卷用来记录物体光信息，全息介质记录光的干涉条纹信息。
10*10 cm 光盘大小的全息介质可以存储 8.5TB 数据。
影像
激光电视, 目前市面上最为昂贵的电视之一。贵就好，别问为什么，问了就是不懂。
Laser TV
全息图片，加元上面防伪标识。
holographic image
全息投影
后记
人类对所有美好事物的需求几乎都离不开光，而激光是科技与艺术完美的融合。
十年后重新修改这篇博文，不禁感慨万千。当年还是涉世未深、到处出差的激光器现场工程师。如今已经是两个男孩的爸爸、上有老下有小海外职场板砖的社畜。
暂别激光行业也3年多了，虽然因为光电专业错过了计算机网络、互联网的时代红利。但是从科学知识角度来看，光电是个非常好的自然科学基石。它几乎回答了我生命中关于大自然所有的 “为什么”，并让我能够深入浅出教授孩子很多科学知识。 物理学没有保质期，永远不会过时。 基础科学/工程知识也永远不会过时。尽管现在工作软件居多，但不禁感慨之前折磨的工程经验和光电学术背景给了我莫大的帮助。可以比较容易地深入理解问题，并拿出可靠的解决方案。很多问题还像当年高中物理竞赛时“笨寻思”来分析问题。
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。
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