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激光发展简史


    什么是激光?激光简称莱塞laser.Light Amplification by Stimulation Emission of Radiation各字头的缩写,中文意思是受激辐射光放大的意思。是20世纪60年代中发展最活跃的科学技术领域之一。激光是一种特殊的光源。正如我们了解到的阳光、灯光等,都是向四面八方辐射的,没有一个确定的方向传播。但激光具有高亮度、单色性、方向性及相干性好等特点。广泛应用于工业、农业、科学技术、国防等方面。在医疗方面的应用也很广泛。为了能很好的了解激光,就必须了解其发展的历史。

受激发射- 1917

艾伯特·爱因斯坦于1917年首先提出受激发射光的概念,激光的物理实质就是原子受激发射的光。

全息摄影术-1947

卡博于1947年发展了全息摄影术的理论并在该理论的基础上使激光的应用得以实现,因此在1971年他获得了诺贝尔物理奖。

微波激射器–1954

第一篇关于微波激射器的论文发表于1954年,是汤斯和他在纽约哥伦比亚大学的同事以及在莫斯科列别德夫研究所的巴索夫和普洛霍洛夫同时并各自独立研究的结果。在整个60年代和70年代他们都在从事着这项研究,并因此于1964年他们共同获得了诺贝尔物理学奖。

激光- 1958

光量子放大器或是激光器诞生于1958年,正如在莫斯科列别德夫研究所研究的一样,美国的汤斯和肖洛分析了在光域中应用微波激射器的可能性。激光光谱学由肖洛及他在斯坦福大学的同事提出,与此同时,布洛姆伯根和他的同事提出了非线性光学的概念,它的提出对于激光光谱学的应用具有非常重要的价值。因此他们于1981年共同获得了诺贝尔物理学奖。

红宝石激光器– 1960

世界上第一台激光器诞生于1960年,是一台能够产生强烈红光脉冲的红宝石激光器。

半导体激光– 1963

半导体异质结构原理于1963年由泽罗斯·阿尔弗罗夫和赫伯特·克罗默分别提出,并在其后应用于半导体激光直到今天。半导体激光已成为我们最为常见和最普通的激光。因此他们于2000年获得了诺贝尔物理学奖。

康宁玻璃– 1970

在激光的帮助下,康宁玻璃光纤的出现与应用,大大的提高了电话和电讯的传输效率和传输速度。

激光冷却– 1980

美国朱棣文、威廉菲利普斯和法国 K.塔诺季在80年代发展了激光冷却和捕获原子的技术。并因此而共同获得了1997年诺贝尔物理学奖。

物理学家阿伯特·爱因斯坦早在1917年就提出了受激发射光的理论,但将该理论转化为实际用途的过程却经历了30年有余。这是因为科学家们仅限于对这项技术成就的惊叹,却未发现激光技术本身的实际用途,这是很不正常的,也许是因为一个新的发现,即使是一个伟大的发现,在其得到人们认识之前都需要得到时间的检验。在今天,激光技术已被广泛应用于通讯、工业、医药、环保和科学研究中。

激光已成为所有科学家们在研究物理、化学、生物和医药等方面最有力的工具之一。目前,科学家们正热衷于用激光捕获原子和各种冷却方法的研究,虽然我们不知道这项研究所获得的知识和技术将被用于什么,但我们确实知道明天的应用将基于我们今天的研究。

 

激光发展过程中的诺贝尔物理学奖获得者

 

我们在使用某件东西时往往会忽略其所隐含的意义。每当你在听CD或使用激光笔时,你可曾想到过在你手中的是诺贝尔物理奖获得者的发明?如果你没有想到过,那么你不是唯一没有想到过的人。

1964

汤斯、巴索夫和普洛霍洛夫由于在激光的基础研究方面取得重大进展,于1964年被共同授予诺贝尔物理学奖。他们创立了激光理论并描述了激光是如何产生的,激光是由一个类似于微波的设备中发出的,在50年代被称为微波激射器(象激光一样微波激射器也没有被广泛的使用)。然而,世界上第一台具有激光机能的设备却不是由他们制作的,而是由梅曼于1960年制作的。

诺贝尔物理学奖获得者为你带来了什么?

在六十年代初期建造的激光器虽然大而笨拙,但却是将他们的理论变为激光效应的一次对激光最基础的、最全面的记述。每当你在听CD音乐或使用激光笔时,他们的发明就隐含在你的手中。

1971

卡博由于发现并创立了全息方法的基本概念而获得1971年诺贝尔物理学奖。卡博的发现为激光技术的实际应用打开了大门。起初,它仅仅是作为一种制作三维图像的方法而被使用,直到全息方法被用来作为观察振动着的物体时,其应用价值才被体现出来。对于乐器是如何产生音调的这个问题,今天我们已经能够用全息图来完全解释清楚了,那是因为物体振动产生声波的原因。

诺贝尔物理学奖获得者为你带来了什么?

全息图存在于你感觉不到的许多地方或事物中,但却不能作为一幅图片被用来购买或挂在墙上。具有防伪功能的小全息图就出现在随处可见的信用卡和身份证中。

1981

布洛姆伯根和肖洛由于在激光光谱学的发展上作出了重大贡献而获得了1981年诺贝尔物理学奖。激光光谱学最典型的应用是非线性光学领域,最为重要的是“四波混频”法,即利用三束相干光的相互作用在另一方向上产生第四束光,以便产生红外波段和紫外波段的激光。

这些现象意味着一根光束在原则上能够被另一根光束所驾驭。 将来如果有人想建造一台光子计算机(速度更快、存储数据效率更高)的话,那么,它必将以非线性光学为其制作和研究的基础。

诺贝尔物理学奖获得者为你带来了什么?

例如在光纤宽带传输中,开关和放大器的应用需通过非线性光学来实现。

1997

美国朱棣文、威廉菲利普斯和法国 K.塔诺季在80年代发展了用激光冷却和捕获原子的技术,并因此而共享了1997年诺贝尔物理学奖。其原理为用激光诱导原子释放出热能以达到非常非常低的温度。

当温度下降并接近于绝对零度时,原子在某种意义上聚合(成团)并暴露出原子本身最深层的属性,这是激光冷却的最重要的应用,也使我们对原子的性质有了更深的了解。此后不久,其他的科学家们就开始利用这项技术开发其他各相关领域。

诺贝尔物理学奖获得者为你带来了什么?

60年代激光出现时,除了一小部分医生为了用激光技术解决在医学中所遇到的问题而对其应用有所了解之外,其他人们对激光应用的了解还是一片空白。

2000

泽罗斯·阿尔弗罗夫和赫伯特·克罗默由于在半导体物理学领域内作出了突出贡献,2000年被授予诺贝尔物理学奖。他们研究的异质结构理论首先被应用于一种小型半导体激光器的建造中。今天这种半导体激光器已变的更小、更便宜、更轻。其理念为,使镜子与晶体(有多个小于1mm的晶面)成为一体,从而产生光源和能量。该理念不仅已成为许多便宜和可携带电器的基本原理,而且还是大型光纤信息网络的根本。

诺贝尔物理学奖获得者为你带来了什么?

现在人们常用的和随处可见的CD播放器, 激光印字机, 激光指示器和在超级市场使用的条码读码器等,这一切都基于他们的发现。
 
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