激光Laser原意是受激輻射放大所產生的光,是英文 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的縮寫。激光科學從孕育到初創(chuàng)和發(fā)展,凝聚了眾多科學家的創(chuàng)造智慧,其中美國物理學家湯斯和肖洛所做的開創(chuàng)性工作尤為突出。他們在量子電子學領域中進行的基礎研究,推動了微博激射器和激光器的發(fā)明。
推動激光發(fā)明的理論基礎可以追溯到1916年愛因斯坦提出的光子受激輻射的概念,但是,當時科學技術和生產發(fā)展還沒有提出對激光的實際需要。知道20實際50年代初,電子學、微博技術的應用迫切需要強相干光源,才促使人們開始向激光進軍。1951年,湯斯提出了微波激射器的概念。經過幾年的努力,1954年,美國貝爾實驗室的湯斯和蘇聯(lián)的普羅霍羅夫、巴索夫分別使氨分子束實現(xiàn)了粒子數(shù)反轉,從而觀察到微波的受激發(fā)射,這為以后激光器的誕生奠定了基礎。當時,湯斯希望微博激射器能產生波長為0.5mm的微波,遺憾的是,激射器輸出波長卻為1.25cm的微波。微波激射器問世以后,科學家希望能制造輸出更短波長的激射器。湯斯認為可將微波推到紅外區(qū)附近,甚至到可見光波段。
1956年,布隆伯根提出利用光泵浦三能級原子系統(tǒng)實現(xiàn)粒子束反轉分布的新構思。
1958年,貝爾實驗室的科學家肖洛與湯斯合作提出了利用法布里-鉑羅干涉儀作為腔體是閑逛的受激發(fā)射的激光器的設想,發(fā)表了在可見光頻段工作的激射器的設計方案和理論計算,首次描述了以光學頻率產生激光作用的條件,提出了利用尺度遠大于波長的開放式光諧振腔實現(xiàn)激光器的新思路,提出了利用尺度遠大于波長的開放式光諧振腔實現(xiàn)激光器的新思路,為激光器的發(fā)明奠定了基礎。同年,蘇聯(lián)莫斯科的普羅霍洛夫和巴索夫幾乎同時在量子電子學的基礎研究中,根據微波激射器原理研制了振蕩器和放大器。這又將激光研究推上了一個新階段。以上工作導致了激光器的發(fā)明。
世界上第一臺激光器是美國人梅曼于1960年5月15日在加州休斯實驗室制成的紅寶石激光器,它是三能級系統(tǒng),用紅寶石晶體做發(fā)光材料,用發(fā)光度很高的脈沖疝燈做激發(fā)光源,獲得了人類有史以來的第一束激光,波長為694.3nm,實現(xiàn)了湯斯和肖洛在1958年的預言。
1965年,第一臺可產生大功率激光的器件—二氧化碳激光器誕生。1967年,第一臺X射線激光器研制成功。幾十年間,人們制造了輸出各種不同波長的激光器,從中紅外到深紫外,甚至是可調諧激光器。大功率激光器的胭脂成功,又開拓了新的領域?,F(xiàn)在,激光應用已經遍及光學、醫(yī)學、原子能、天文、地理、海洋、軍事等領域。它標志著新技術革命的發(fā)展。
在我國,1961年9月,中國科學院長春光學精密機械研究所研制成功國內第一臺激光器。此后,在激光器的研制、激光技術的應用以及激光理論方面都取得了巨大進展,并帶動了一些新型學科的發(fā)展,如全息光學、傅里葉光學、非線性光學、光化學等,激光還與當今的重點產業(yè)---信息產業(yè)密切相關。
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