1960年5月16日,世界上第一個
激光器——紅寶石
激光器發(fā)出了一束神奇的光,它的名字叫“激光”。最初中文的名稱叫做“鐳射”、“萊塞”,是它的英文名稱laser的音譯。laser是英文“受激輻射的光放大”的縮寫。
FEswNB(]* 3iL&;D 什么叫做“受激輻射”?它基于偉大的科學家愛因斯坦在1916年提出了的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質(zhì)的原子中,有不同數(shù)量的粒子(電子)分布在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā),會從高能級跳到(躍遷)到低能級上,這時將會輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光,而且在某種狀態(tài)下,能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就叫做“受激輻射的光放大”,簡稱激光。
"evV/Fg( eA^|B zU 一個科學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。一直到1951年,美國哥倫比亞大學的一位教授查爾斯·湯斯(townes)對微波的放大進行了研究,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。后來湯斯教授和他的學生阿瑟·肖洛(schawlow,諾貝爾物理獎的獲得者)想,既然我們已經(jīng)成功地研究了微波的放大,就有可能把微波放大的技術應用于光波。1958年,湯斯的肖洛在《物理評論》雜志上發(fā)表了他們的“發(fā)明”——關于“受激輻射的光放大”(即laser)的論文。但是他們沒有在此基礎上繼續(xù)進行研究和實驗,結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)。
!Ve3:OZ.nO 4;{CR. D 梅曼是美國加利福尼亞州休斯航空公司實驗室的研究員。他花了兩年時間,終于制成了世界上第一個激光器——紅寶石激光器,發(fā)出了與古往今來人類所見到的和所利用的光都不相同的特殊的光——激光。激光的發(fā)現(xiàn)大大鼓舞了
光通信的研究工作,沒有激光的發(fā)明就不會有今天的光通信或
光纖通信。
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El}z^e 人類很早就利用光來傳遞信息了。烽火臺,就是古代人進行光通信的設施。利用光波傳遞信息,一直是人們研究的目標。一百多年前,著名的電話發(fā)明家貝爾在發(fā)明電話之后,在1880年又發(fā)明了利用太陽光進行電話通信的“光電話”,最遠的通話距離達到了213米。后來,人們又利用弧光燈的光來代替太陽光,使通話的距離延長,但是最多也只能傳幾公里。原因是這些光通過大氣傳播時會受到雨、霧、煙塵等的吸收;從而造成較大的消耗;還因為這些光在傳播時會逐漸擴散,即使是天氣晴朗時也會逐漸擴散而消失。從技術上來說,無論是太陽光還是各種火花、燈光都是“不純”的光、它們的頻率、相位等光的特性是“雜亂”的,不可能用來傳送大量的信息,也不能用作遠距離通信。而激光是由物質(zhì)原子結構的本質(zhì)決定的,這種光與人們已經(jīng)廣泛應用的電磁波有類似的特性。激光的光束具有很強的功率、很直的直射性,光質(zhì)很“純”,也就是光波的頻率、相位等都很穩(wěn)定,因此可以用來載送信息,通信的容量很大,比微波通信還要大一萬倍!
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