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激光發展

時間:2018年04月14日碼清:激光網絡碼清激光:碼清激光氣動:打碼機
激光的理論基礎起源于物理學家愛因斯坦,1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術理論‘光與物質相互作
激光的理論基礎起源于物理學家愛因斯坦,1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術理論‘光與物質相互作
用’。這一理論是說在組成物質的原子中,有不同數量的粒子(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,會從高能級跳到(躍遷)到低能級上,這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做“受激輻射的光放大”,簡稱激光。
1951年,美国物理学家查尔斯·哈德·汤斯设想如果用分子,而不用电子线路,就可以得到波长足够小的无线电波。分子具有各种不同的振动形式,有些分子的振动正好和微波波段范围的辐射相同。问题是如何将这些振动转变为辐射。就氨分子来说,在适当的条件下,它每秒振动24,000,000,000次(24GHz),因此有可能发射波长为1.25厘米的微波。 他设想通过热或电的方法,把能量泵入氨分子中,使它们处于“激发“状态。然后,再设想使这些受激的分子处于具有和氨分子的固有频率相同的微波束中---这个微波束的能量可以是很微弱的。一个单独的氨分子就会受到这一微波束的作用,以同样波长的束波形式放出它的能量,这一能量又继而作用于另一个氨分子,使它也放出能量。这个很微弱的入射微波束相当于起立脚点对一场雪崩的促发作用,最后就会产生一个很强的微波束。最初用来激发分子的能量就全部转变为一种特殊的辐射。
1953年12月,湯斯和他的學生阿瑟·肖洛終于制成了按上述原理工作的的一個裝置,産生了所需要的微波束。這個過程被稱爲“受激輻射的微波放大”。按其英文的首字母縮寫爲M.A.S.E.R,並由之造出了單詞“maser”(脈澤)(這樣的單詞稱爲首字母縮寫詞,在技術語中越來越普遍使用)。
1958年,美國科學家肖洛(Schawlow)和湯斯(Townes)發現了一種神奇的現象:當他們將氖光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時,晶體的分子會發出鮮豔的、始終會聚在一起的強光。根據這一現象,他們提出了"激光原理",即物質在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發時,都會産生這種不發散的強光--激光。他們爲此發表了重要論文,並獲得1964年的諾貝爾物理學獎。
1960年5月15日,美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長爲0.6943微米的激光,這是人類有史以來獲得的第一束激光,梅曼因而也成爲世界上第一個將激光引入實用領域的科學家。
1960年7月7日,西奧多·梅曼宣布世界上第一台激光器誕生,梅曼的方案是,利用一個高強閃光燈管,來激發紅寶石。由于紅寶石其實在物理上只是一種摻有鉻原子的剛玉,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,從而産生一條相當集中的纖細紅色光柱,當它射向某一點時,可使其達到比太陽表面還高的溫度。
前蘇聯科學家尼古拉·巴索夫于1960年發明了半導體激光器。半導體激光器的結構通常由p層、n層和形成雙異質結的有源層構成。其特點是:尺寸小、耦合效率高、響應速度快、波長和尺寸與光纖尺寸適配、可直接調制、相幹性好。

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