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激光历史

更新时间:7/8/2011 1:54:28 AM  来源:hanzlaser  编辑:hanzlaser  浏览数:

爱因斯坦在1930年代描述了原子的受激辐射。在此之后人们很长时间都在猜测,这个现象可否被用来加强光场,因为前提是介质必须存在着群数反转(或译居量反转)的狀態。在一个二级系统中,这是不可能的。人们首先想到用三级系统,而且计算证实了辐射的稳定性。

 

1958年,美国科学家肖洛(Schawlow)和汤斯(Townes)发现了一种神奇的现象:当他们将氖光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时,晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。根据这一现象,他们提出了"激光原理",即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激發时,都会产生这种不发散的强光--激光。他们为此发表了重要论文,並獲得1964年的諾貝爾物理學獎。

 

肖洛和汤斯的研究成果发表之后,各国科学家纷纷提出各种实验方案,但都未获成功。1960516日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。

 

196077日,梅曼宣布世界上第一台激光器诞生。梅曼的方案是,利用一个高强闪光灯管,来刺激红宝石。由於紅寶石其實在物理上只是一種摻有铬原子的剛玉,所以當紅寶石受到刺激時,就會發出一種紅光。在一塊表面鍍上反光鏡的紅寶石的表面鑽一個孔,使紅光可以從這個孔溢出,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度。

 

前苏联科学家尼古拉·巴索夫於1960年发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由p层、n层和形成双异质结的有源层构成。其特点是:尺寸小、p效率高、响应速度快、波长和尺寸与光纤尺寸适配、可直接调制、相干性好。

 

1980年代后期,半导体技术使得更高效而耐用的半导体激光二极管成为可能,这些在小功率的CDDVD光驱和光纤数据线中得到使用。

 

1990年代,高功率的激光激发原理得到实现,比如片状激光和纤维激光。后者由于新的加工技术和20kW的高功率不断地被应用到材料加工领域中,从而部分的替代了CO2激光和Nd:YAG激光。

 

2000年代,激光的非线性得到利用,来制造X射线脉冲(来跟踪原子内部的过程);另一方面,蓝光和紫外线激光二极管已经开始进入市场。在2009年,中國研制出一種名為氟代硼铍酸钾(KBBF)的晶體,可用於激發深紫外線激光,一旦成功應用,可令每片光碟的容量超過1TB,亦使半導體上可儲存的電路密度大幅提高[1]

 

现在,激光器已成为工业、通讯、科学及电子娱乐中的重要设备。

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