激光是如何被发现的?世界第一个激光器是谁制造的?
本文已影响2.78W人
本文已影响2.78W人
激光的出现是20世纪60年代最重大的科学技术成就之一。它以其高亮度、高方向性、高单色性、高相干性等突出特点,得到了广泛的应用,并在科学技术的许多重大领域开辟了新的生长点,引起了革命性的变化。
1916年,爱因斯坦发表了《关于辐射的量子理论》一文,首次提出了受激辐射的概念。按照这个理论,处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用,将转变到低能态,并产生第二个光子,同第一个光子同时发射出来,这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大,而且是相干光,即两个光子的方向、频率、位相、偏振都完全相同。随着量子力学的建立和发展,人们对物质的微观结构及其运动规律有了更深入的了解,微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等也得到了更有力的证明,这在客观上更加完善了爱因斯坦的辐射理论,为激光的产生奠定了理论基础。
20世纪40年代末,出现了量子电子学,它主要研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用,并从而研制出相应的器件。这些理论和技术的进展,都为激光器的发明准备了条件。1951年,美国物理学家珀塞尔和庞德在核感应实验中,把加在工作物质上的磁场突然反向,结果在核自旋体系中造成了粒子数反转,并获得了每秒50千赫的受激辐射,这是在激光史上有重大意义的实验。
1954年,美国科学家汤斯和他的助手戈登、蔡格一起,制成了第一台氨分子束微波激射器。这台微波激射器产生了125厘米波长的微波,功率很小,但它成功地开创了利用分子或原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例,因而具有重大意义。与此同时,前苏联的巴索夫和普罗霍洛夫以及美国马里兰大学的韦伯,也分别独立地提出了微波激射器的思想。由于微波激射器的成功,使人们进一步想到,如果把微波激射器的原理推广到光频波段,就有可能制成一种相干光辐射的振荡器或放大器。生产和科学技术发展的需要,也推动科学家们去探索新的发光机理,以产生新的性能优异的光源。
1958年,肖洛与汤斯将微波激射器与光学、光谱学的知识结合起来,提出了采用开式谐振腔的关键建议,并预言了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。
同一时期,巴索夫、普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。1960年7月,美国青年科学家梅曼成功地制造并运转了世界第一台激光器。工作物质用人造红宝石,激励源是强的脉冲氙灯,它获得了波长06943微米的红色脉冲激光。第一台激光器问世以后,激光发展很快,短短时间里就出现了许多不同类型的激光器。1961~1964年,先后制成钕玻璃激光器和掺钕钇铝石榴石激光器,它们和红宝石激光器都是迄今仍被大量应用的固体激光器。1960年底,贝尔电话实验室的贾万等人制成了第一台气体激光器——氦氖激光器。
1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体结激光器。1966年,又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等。由于激光器的种种突出特点,因而很快被运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。比如,利用激光集中而极高的能量,可以对各种材料进行加工。
激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段,已在医疗、农业上取得良好的效果;激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外,各种激光武器、激光制导武器已投入实用。今后,随着激光技术的进一步发展,激光器的性能和成本进一步降低,其应用范围还将继续扩大,并将发挥出越来越重大的作用。
一生光明磊落的诸葛亮,真的曾制造1种阴毒兵器吗?
潘金莲身边的男人是如何一个个死光光的?
激光器的发光原理
此人为清朝制造了当时世界最先进的武器,可惜被康熙杀了
揭秘:潘金莲身边的男人是如何一个个死光光的?
宫中一个光绪 宫外一个光绪 是谁敢冒充光绪?
肠易激综合征有怎样的临床表现?现代医学该如何治疗?
海豹章鱼激烈厮杀 惊心动魄瞬间照片曝光
地底世界曝光:地球内部竟然发现神秘黑洞
汉光武帝刘秀是如何实现光武中兴呢?
世界上第一把牙刷是谁发明的?
激光是一种什么样的相干光
世界第二的日本海军如何在四次战斗中输光家底?
霍光后代造反被汉宣帝杀光,为什么依然尊崇霍光?
霍光在世时大权在握不造反!为什么霍光一死霍氏一族要造反?
光绪秘史:光绪被慈禧囚禁以后如何消磨时光
王安石与司马光的新旧党争有多激烈?
第二次世界大战中第一个被俘的德国元帅是谁?
世卿世禄制到底是一个怎样的制度 这种制度出现于何时
激光脱了发际线太假了怎么办 如何改善激光脱发际线太假问题
他本是一越南战俘,却为明朝制造出当时世界最强大的武器
世界最早的激光器 科学家梅曼于1960年制成
李白少年时激情杀人他是如何逃过大唐法律制裁的?
盘点蜀汉南阳籍七大名臣,他们结局分别如何?
宋襄公成为春秋五霸之后,他有什么作为吗?
《隐秘的角落》该剧讲述了什么故事 男主和女主有没有
文鸯到底有没有谋反?他的下场如何呢?
周襄王有多惨?又被戴绿帽又被兄弟打
诸葛亮和魏延关系如何 诸葛亮看重魏延还是提防
芦蓬茸属于什么品种?又有哪些生长的习性呢?
侠妓王翠翘为什么在东南亚那么出名?王翠翘的故事
跟随朱元璋的34个开国功臣最后四个活了下来 这四位仅
为了展现大清的强盛,乾隆在接待英国使团的时候耗费了多
为什么有家长建议课本中删除《陋室铭》?有两个字没理解
常遇春40岁为何会突然暴毙?他死后为何会身穿龙袍?
科索沃战争的结果如何 科索沃战争的过程是什么
古代王朝皇帝年号那么多 年号是怎么制定出来的
关于元昭宗有哪些轶事典故?后世如何评价他?