所谓激光表演，就是用激光产生一些视觉效果，来愉悦观众。最常见的是把各种色彩的激光投射至空中，伴随音乐，用振动的镜子让光束在空中舞动。一般来说，为避免造成观众的眼睛损伤，激光不会指向观众。虽然激光直线行进，但是因为空气对光的散射，人们在侧面也能够看到光束。为了增强效果，常常还会使用人造烟雾或者水幕。激光表演与焰火一起，配合比较好，因为焰火除自身缤纷之外，还给激光布下了烟雾。

另一种激光表演方式是把激光投射到某个屏幕上，产生变换的图形，字母，卡通，等等。这和激光投影、激光电视类似，但是激光表演注重现场感和艺术性，通常还有专门的 DJ 实时创作。近些年来出现的，业余爱好者用激光笔在公共空间进行瞬间的，不留物理痕迹的激光涂鸦活动，用的是类似的技术。

自从激光诞生，艺术家们就注意到了它作为工具在视觉表现力上的潜力，他们和科学家们一道在 60 年代末和 70 年代初就已经为展览会和音乐会制作了一些激光表演节目。第一场激光艺术表演究竟在什么时候发生，已经很难说清楚。60 年代中期，多伦多大学的研究生 Lowell Cross 开始尝试电子乐的可视化。最早，他在电视接收器上连接射频调制器，在电视上表现他本人以及约翰·凯奇的音乐。1969 年，他和加州伯克利大学的激光物理学家 Carson D. Jeffries 合作，使用多种色彩的激光和二维扫描技术，进行了公开的激光音乐表演。大约在同一时期，一位叫 Rockne Krebs 的雕塑家也开始注意到激光。1967 年，他买了一台氦氖激光器，请教了马里兰大学一位科学家，才知道怎么用。不过第二年，他就在华盛顿一家画廊进行了激光艺术展示。到了 1970 年，激光表演作为一种新奇的技术和艺术形式，已经出现在大阪世博会的百事可乐馆。

还有一种激光表演方式被称做“Lumia”，它不扫描激光，而是让光通过有纹理的玻璃或者透明塑料片，激光束因衍射扭曲变形，在后面的屏幕上产生抽象的图案。移动那个片片的话，抽象图案就会不停变换。这种方式的开拓者是一位标标准准的科学家，名字叫 Elsa Garmire。她是激光发明人汤斯的博士生，60 年代末在加州理工做博士后研究超短脉冲激光。研究做不下去，因此有几年她把注意力转到艺术与技术相结合的实验上来。1969 年，加州理工庆祝美国首次登月，她设计了一面激光墙，人们可以穿过。在另一个实验中，她把一台氩离子激光器架到了学校图书馆的楼顶，由一位研究生助手手持镜子，进行了一场激光秀。虽然她知道二维扫描激光可以产生漂亮的李萨如图形，但是“她想做一个纯粹的艺术家”，她对使用带纹理的玻璃或者塑料片产生抽象的衍射图案更感兴趣。于是，她着力于试验各种手工在玻璃上生成纹理的方法，然后用激光照射，以形成的衍射图案作为作品。

开了这么大一个小差，很多人可能就这么一直开下去，离开学术界了。但 Elsa Garmire 不，几年后她又回头做起了科学，而且做得很不错，曾经当上美国光学学会的主席，现在是达特茅斯学院的工程学教授。

这么多年来激光表演的基本技术并没有多少变化，改进的是采用的激光器，色彩更多，体积变小，也更容易使用。激光表演越来越普及，除了像世博会之类大型活动的仪式，一些景点也会使用激光表演来吸引游客。特别著名的是香港“幻彩咏香江”，自 2004 年起，如果天气合适，每晚 8 点，维多利亚港的两岸都有声光交织的激光与灯光表演。更为震撼人的，也许是摇滚音乐会现场的激光表演，Pink Floyd 和 The Who 是最善于使用激光的两支著名乐队。

这时候，我就想无处不在的激光能有什么作为呢？请教了 Google 老师，果然是有的。欧洲的航空气象学家们，或在地面观测站，或者驾机至云层之上，用激光雷达系统来监测领空的火山灰云情况。这些激光雷达装置会发射激光脉冲到云层里，遇到灰尘颗粒，一小部分光会被散射回来。通过分析散射光的情况，就可以了解火山灰尘在这个方向的分布。如果在不同方向上扫描的话，就可以得到火山灰云的三维密度分布。这比通过卫星气象云图得到的二维信息更有用些。

类似的技术在平时也被用来研究火山口的形态。这时候激光对准的是火山口，通过测量激光脉冲碰到岩石或岩浆后返回的时间，可以获得火山口的三维地貌。持续不断的监测，可以让地质工作者们了解缓慢的地表运动，以及快速的岩浆活动，看到火山喷发的迹象，做出预警。这种技术明显的好处是，可以把仪器放在老远的地方，不需要人深入到危险的地带。

另外一种火山预警方式是分析火山口逸出的气体。传统上是这么做的：先到火山口收集样品，然后送回实验室进行分析。这种方法，一是人身不安全；二是花费的时间太长，不适于紧急情况。有人就提出了一种激光探测办法。

碳有三种同位素，大气中二氧化碳所含的碳同位素的比例已知。但是岩浆中的二氧化碳有不同的比例，或多或少，取决与具体的火山和当地的地质。所以岩浆活动剧烈的时候，火山口的大气中的二氧化碳成分会有细微变化。这三种二氧化碳的吸收谱各不相同，因此用激光光谱的办法可以迅速精确地把它们各自的浓度测定出来。

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提交至《新知客》激动的光专栏

1960 年 5 月 16 日，加州马里布，休斯实验室，世界上第一台激光器（Laser）在此诞生。梅曼（1927～2007）在一块指尖大小的红宝石晶体的两个平行面上镀银，把它插入一支螺旋形的闪光灯中间，然后把它们一起放在一个铝制的圆筒腔里，得到了红色的脉冲相干光输出。同一天，在巴黎，为缓解东西方的紧张局势举行的美苏英法四国首脑会议，草草以失败收场。原因是艾森豪威尔拒绝赫鲁晓夫就月初发生的间谍侦察机事件做出道歉的要求，让冷战时期的美苏关系降至最低点。

这两个事件除了在同一天发生，还真有那么一些联系。首先，二战以及战后美苏间的对抗，让两国政府增加了对科学研究的投入，这加速了激光的发明。另外，1964 年因发明激光而获得诺贝尔奖的汤斯，在二战期间参与过雷达导航轰炸系统的研究。当时，军方让他做短波长（1～1/4 厘米）的雷达，以获得更好的方向性，机载的天线也能小一点。他完成了，但是因为大气中水汽在这个波段的吸收，这个波段的雷达并不实用。不过，这段工作经验让他于战后发明激微波（Maser）变得顺理成章，他的团队制作成功的第一台激微波就在这个波段。

1953 年发明的激微波和激光的原理相同，只是一个在微波波段，一个在可见光/红外波段。所以，1958 年，汤斯和肖洛提出激光时，把它称为光学激微波（optical maser）。但是，由激光历史上另一个著名人物，古尔德，提出的缩写 LASER 最终流行起来。

所以说，激光和互联网一样是从军事目的的研究中发展起来，这也许是它的原罪。大众提到激光，首先想到的是激光武器，科幻小说中的死光枪。但激光在经过几十年的发展之后，其实已经被使用在日常生活的方方面面，比如条形码扫描器，光盘，激光打印机，在光纤里为互联网传输数据，激光电视，等等，且不说它在科学研究，医疗和工业上的无穷应用。

这个专栏，就是想在激光发明五十周年的时候，和大家一起挖掘一下它的历史，应用，知识，以及趣闻，也算一个激光研究者的纪念方式。

专栏名字应该叫《激动的光》，我还没看到过这期《新知客》什么样子。专栏的名字取自我以前一个半途而废的激光主题网站。

因为是一份大众商业杂志，我必须努力在几百个字内说清楚一个事情，而且得吸引人。说实话，我至今不知道该如何来做，慢慢探索吧。