第1章 激光与激光器<br> 激光在我国最初称为“莱塞”,即英语“Laser”的译音,而“Laser”是“light amplification bvstimulated emission of radiation”的缩写,意思是“辐射的受激发射光放大”。20世纪60年代初,根据钱学森院士的建议,“Laser”被改称为“激光”或“激光器”。<br> 世界上第一台激光器是美国科学家梅曼(T.H.Maiman)于1960年研究成功的。此前,许多著名科学家的卓越研究成就已经成为激光理论的主要物理基础或激光器的主要技术基础。光与物质之间的共振作用是激光器发光的物理基础。1900年,普朗克提出量子化假设,成功地解释了黑体辐射的实验规律。1913年波尔又利用量子化假设,成功地解释了氢原子光谱的实验规律。在此基础上,于1917年爱因斯坦首次提出了受激辐射的概念,40年后,这个概念在激光技术中得到了广泛的应用。<br> 汤斯(C.Towes)和肖洛(A.Schawlow)对激光器谐振腔的结构作了卓有成效的研究。直到现在,即使激光器的种类已经很多,但汤斯和肖洛的构思仍是各类激光器的基本结构。有文献认为尽管世界上第一台激光器不是汤斯和肖洛研制出来的,但是他们所提出的基本概念和构想却被公认是对激光领域划时代的贡献。<br> 在世界上第一台红宝石激光器问世不久,1960年年底,由工作在贝尔实验室的贾范发明了世界上第一台氦一氖(He-Ne)激光器,并且在其影响下产生出一系列气体激光器。此后,1962年出现了半导体激光器;1964年发明了第一台CO2激光器;1965年发明了第一台YAG激光器;1968年开始发展高功率C00激光器;1971年出现了第一台商用1kWCO2激光器。高功率激光器的研制成功,为激光应用技术的迅速发展创造了必不可少的前提条件。<br> 我国第一台红宝石固体激光装置,是1961年在中国科学院长春物理光学精度机械研究所(简称长春光机所)成功运行的;第一台气体激光装置(He-Ne激光器)1963年也是在该所成功运行的。其后在该所相继研制成功了砷化镓半导体激光器、氟化钙激光器、钕玻璃激光器、转镜Q开关激光器等。长春光机所不愧为我国激光技术的摇篮,这与王大珩等老一辈光学专家的奠基性工作是分不开的。<br> 虽然爱因斯坦在1917年就预言了受激辐射的存在,但在一般热平衡情况下,物质的受激辐射总是被受激吸收所掩盖,未能在实验中观察到。直至1960年,第一台红宝石激光器才面世,它标志了激光技术的诞生。从此激光技术的发展十分迅速,现已在几百种工作物质中实现了光放大或制成了激光器。激光的出现是对传统光源的一次革命,它应用于工业、农业、军事、交通、科研以至日常生活等几乎所有的国民经济领域。它大大丰富了传统光学的内容,并发展形成了数门、乃至数十门新型的边缘科学。<br> 激光器的诞生标志着量子光学由学术走向技术,使传统光学、近代光学进入现代光学和光子学的新世纪。激光器的发明是20世纪最重大的成就之一,被认为是继原子能、半导体、计算机之后的又一重大发明。计算机延伸了人的大脑,而激光延伸了人的五官,激光是探索自然奥秘的超级“探针”,激光开始了光学领域一场新的革命。
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