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深度解讀

世界上第一臺激光器的誕生史

星之球科技 來源:http://www.laser568.com2016-06-02 我要評論(0 )   

一個科學(xué)的理論從提出到實現(xiàn),往往要經(jīng)過一段艱難的道路。愛因斯坦提出的這個理論也是如此。它很長一段時間被擱置在抽屜里無人問津。激光器的發(fā)明亦是如此。

       一個科學(xué)的理論從提出到實現(xiàn),往往要經(jīng)過一段艱難的道路。愛因斯坦提出的這個理論也是如此。它很長一段時間被擱置在抽屜里無人問津。激光器的發(fā)明亦是如此。
       1950年,波爾多一所中學(xué)的教師阿爾弗雷德·卡斯特勒同讓·布羅塞爾發(fā)明了"光泵激"技術(shù)。這一發(fā)明后來被用來發(fā)射激光,并使他在1966年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。激光器的發(fā)明實際上提出了更多的問題。它必須使反射諧振器適應(yīng)極短的波長。

       1951年,美國哥倫比亞大學(xué)的一位教授查爾斯·湯斯(Townes)對微波的放大進(jìn)行了研究,經(jīng)過三年的努力,他成功地制造出了世界上第一個"微波激射器",即"受激輻射的微波放大"的理論。湯斯在這項研究中花費了大量的資金,因此他的這項成果被人們起了個綽號叫做"錢泵",說他的這項研究花了很多的錢。

       1958年,湯斯和肖洛在《物理評論》雜志上發(fā)表了他們的"發(fā)明"--關(guān)于"受激輻射的光放大"(即LASER)的論文。但是在實際中建造激光器還有許多困難,人們對激光的性質(zhì)和作用都還沒有清楚的認(rèn)識。于是湯斯教授和肖洛并沒有在此基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行研究和實驗,結(jié)果這項研究的成果被第三者利用了。這位第三者的名字叫西奧多·梅曼(Maiman)。

       梅曼是美國加利福尼亞州休斯航空公司實驗室的研究員。在梅曼開始建造他的紅寶石激光器之前,有人斷言紅寶石絕不是制造激光的好材料,而肖洛也支持這種觀點。這使得很多人中止了用紅寶石來制造激光的嘗試,但梅曼卻懷疑這個說法。為此,他花了一年的時間專門測量和研究紅寶石的性質(zhì),終于發(fā)現(xiàn)上述論斷所依據(jù)的基礎(chǔ)是錯誤的,而紅寶石確是制造激光器的好材料。從此他著手建造那個世界上第一臺激光器。他的準(zhǔn)備工作十分地詳細(xì)完備,1960年7月,梅曼在加利福尼亞的休斯空軍試驗室進(jìn)行了人造激光的第一次試驗,當(dāng)按鈕按下時,第一束人造激光就產(chǎn)生了。這束僅持續(xù)了3億分之一秒的紅色激光標(biāo)志著人類文明史上一個新時刻的來臨。

       這樣,世界上第一臺激光器--紅寶石激光器誕生了。它是一種固體激光器,它的激勵系統(tǒng)是一支能突然爆發(fā)出強光的螺旋形閃光管,激光物質(zhì)是一個插在螺旋管中間的4厘米長的圓柱形寶石棒,這種紅寶石的主要成份是混有鉻離子的氧化鋁。在紅寶石棒上纏有閃光玻璃管以便讓晶體受光線照耀紅寶石,經(jīng)閃光管發(fā)出的光照射后,發(fā)出激光,通過光學(xué)諧振腔的加強和調(diào)節(jié)后,便射出一強有力的激光。

       梅曼的社會評價

       發(fā)明了世界上第一臺可操作的激光器和兩次提名為諾貝爾和平獎的著名發(fā)明家Maiman于2007年5月5日在溫哥華不列顛哥倫比亞省逝世,享年79歲。這個消息從他的妻子Kathleen那得到證實。根據(jù)在IEEE的虛擬博物館上記載,Maiman被稱為“光電產(chǎn)業(yè)之父”,但maiman認(rèn)為自己是“一個研究興趣在光電,激光,顯示器和空氣動力學(xué)的科學(xué)家和工程師”。他受聘于美國休斯研究實驗室,擔(dān)任科長,從1959年開始研究,到1960年成功發(fā)明了世界上第一個用紅寶石作泵浦源的激光器,得到了全世界的承認(rèn)。據(jù)IEEE的上面的記載,他的發(fā)明是從Arthur L. Schawlow 和Charles H. Townes兩位學(xué)者在他們1958年發(fā)表的紅外光子輻射理論中得到啟發(fā),成功的研制了世界上第一臺紅寶石激光器。

       激光是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)最重要的發(fā)明之一。1960年5月,美國加里福尼亞州休斯飛機公司年僅33歲的梅曼(T.Maiman) 試制成世界上第一臺激光器。這以后,各種類型的激光器相繼出現(xiàn),性能逐步完善,它的廣泛應(yīng)用,對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起了極其深刻的影響,梅曼的名字和他的第一臺紅寶石激光器一起垂青科技史冊。梅曼研制第一臺激光器走過了頗為曲拆的道路,他的這一經(jīng)歷充滿了創(chuàng)新精神,在數(shù)十年后的今天,對人們?nèi)杂袉⑹咀饔谩?/p>

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