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和發展,凝聚了眾多科學家的創造智慧,其中美國物理學家湯斯和肖洛所做的開創性工作尤為突出。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明。
推動激光發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的普羅霍羅夫、巴索夫分別使氨分子束實現了粒子數反轉,從而觀察到微波的受激發射,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實現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射的激光器的設想,發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激光器的新思路,為激光器的發明奠定了基礎。同年,蘇聯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,用紅寶石晶體做發光材料,用發光度很高的脈沖疝燈做激發光源,獲得了人類有史以來的第一束激光,波長為694.3nm,實現了湯斯和肖洛在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。現在,激光應用已經遍及光學、醫學、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---信息產業密切相關。
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