世界上第一臺雷射器的誕生簡史

2020-12-04 騰訊網

一個科學的理論從提出到實現，往往要經過一段艱難的道路。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裡無人問津。雷射器的發明亦是如此。

1950年，波爾多一所中學的教師阿爾弗雷德·卡斯特勒同讓·布羅塞爾發明了"光泵激"技術。這一發明後來被用來發射雷射，並使他在1966年獲得了諾貝爾物理學獎。雷射器的發明實際上提出了更多的問題。它必須使反射諧振器適應極短的波長。

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，經過三年的努力，他成功地製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。

1958年，湯斯和肖洛在《物理評論》雜誌上發表了他們的"發明"--關於"受激輻射的光放大"(即LASER)的論文。但是在實際中建造雷射器還有許多困難，人們對雷射的性質和作用都還沒有清楚的認識。於是湯斯教授和肖洛並沒有在此基礎上繼續進行研究和實驗，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)。

梅曼是美國加利福尼亞州休斯航空公司實驗室的研究員。在梅曼開始建造他的紅寶石雷射器之前，有人斷言紅寶石絕不是製造雷射的好材料，而肖洛也支持這種觀點。這使得很多人中止了用紅寶石來製造雷射的嘗試，但梅曼卻懷疑這個說法。為此，他花了一年的時間專門測量和研究紅寶石的性質，終於發現上述論斷所依據的基礎是錯誤的，而紅寶石確是製造雷射器的好材料。從此他著手建造那個世界上第一臺雷射器。他的準備工作十分地詳細完備，1960年7月，梅曼在加利福尼亞的休斯空軍試驗室進行了人造雷射的第一次試驗，當按鈕按下時，第一束人造雷射就產生了。這束僅持續了3億分之一秒的紅色雷射標誌著人類文明史上一個新時刻的來臨。

這樣，世界上第一臺雷射器--紅寶石雷射器誕生了。它是一種固體雷射器，它的激勵系統是一支能突然爆發出強光的螺旋形閃光管，雷射物質是一個插在螺旋管中間的4釐米長的圓柱形寶石棒，這種紅寶石的主要成份是混有鉻離子的氧化鋁。在紅寶石棒上纏有閃光玻璃管以便讓晶體受光線照耀紅寶石，經閃光管發出的光照射後，發出雷射，通過光學諧振腔的加強和調節後，便射出一強有力的雷射。

梅曼的社會評價

發明了世界上第一臺可操作的雷射器和兩次提名為諾貝爾和平獎的著名發明家Maiman於2007年5月5日在溫哥華卑詩省逝世，享年79歲。這個消息從他的妻子Kathleen那得到證實。根據在IEEE的虛擬博物館上記載，Maiman被稱為「光電產業之父」，但maiman認為自己是「一個研究興趣在光電,雷射,顯示器和空氣動力學的科學家和工程師」。他受聘於美國休斯研究實驗室，擔任科長，從1959年開始研究，到1960年成功發明了世界上第一個用紅寶石作泵浦源的雷射器,得到了全世界的承認。據IEEE的上面的記載，他的發明是從Arthur L. Schawlow 和Charles H. Townes兩位學者在他們1958年發表的紅外光子輻射理論中得到啟發，成功的研製了世界上第一臺紅寶石雷射器。

雷射是當代科學技術最重要的發明之一。1960年5月,美國加裡福尼亞州休斯飛機公司年僅33歲的梅曼（T.Maiman） 試製成世界上第一臺雷射器。這以後,各種類型的雷射器相繼出現,性能逐步完善,它的廣泛應用,對科學技術的發展起了極其深刻的影響,梅曼的名字和他的第一臺紅寶石雷射器一起垂青科技史冊。梅曼研製第一臺雷射器走過了頗為曲拆的道路,他的這一經歷充滿了創新精神,在數十年後的今天,對人們仍有啟示作用。

來源：laser568

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