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【激光故事】激光的誕生
激光是一種特殊的電磁波。100多年來,科學家們對電現(xiàn)象、磁現(xiàn)象和光現(xiàn)象進行了深入研究。激光的直接創(chuàng)始人可以追溯到當代偉大的科學家愛因斯坦。愛因斯坦獲得諾貝爾獎。有趣的是,他獲獎不是因為舉世聞名的相對論,而是因為他在1905年提出的光量子假說。
假設:光由許多光子組成,不同顏色的光由不同能量的光子組成。愛因斯坦在解釋光電效應方面取得了驚人的成功。1916年,愛因斯坦在《關于輻射的量子論》一文中提出,原子中的電子可以被激發(fā)并釋放光子。這種受激輻射的過程是激光產(chǎn)生的基本物理原理。激光這個詞來自英語單詞Laser翻譯。起初,根據(jù)它的英文發(fā)音,翻譯成萊塞、激光等,不明其理的人看起來簡直莫名其妙。后來有人根據(jù)它的意思把它翻譯成受激輻射光。顯然,這個譯名的含義是清晰的,它和普通光的區(qū)別是清晰的,但是字數(shù)太多,讀起來不方便。1965年,中國一些著名科學家建議將受激輻射光縮寫為激光,相對簡潔順口。發(fā)光有兩種形式。自發(fā)輻射是一種發(fā)光形式。除此之外,還有另一種發(fā)光形式,那就是受激輻射。什么是受激輻射?也就是說,高能原子也可以在其他光子中 ** 或者在感應下,跳到低能級,同時發(fā)射同樣能量的光子。因為這個過程是外來光子的 ** 因此,它被稱為受激輻射。有趣的是,新產(chǎn)生的光子與外來光子的狀態(tài)完全相同,即頻率、波長和方向相同。只要產(chǎn)生受激輻射,一個光子就可以變成兩個光子,這兩個光子就會引起其他原子的受激輻射。因此,無數(shù)的光子在很短的時間內(nèi)被激發(fā),這實際上擴大了光。在這種情況下,只要輔以必要的設備,就可以形成相同頻率和方向的光子流,即激光。放大光的設備是激光器。根據(jù)愛因斯坦的受激輻射原理,美國物理學家湯斯在1953年成功開發(fā)了微波放大器。
1960年9月,激光終于誕生在美國年輕物理學家梅曼手中。梅曼的激光器使用人造紅寶石作為發(fā)光物質(zhì),強光作為激光源。紅寶石是人工晶體。當梅曼用氙燈閃照射紅寶石時,實驗室突然發(fā)出一束深紅色的光,其亮度是太陽表面亮度的四倍。這束耀眼的光束是激光。大約半年后,中國也開發(fā)了紅寶石激光器。激光器由發(fā)光物質(zhì)(介質(zhì))、管狀諧振腔和激光源組成。許多物質(zhì)可以產(chǎn)生激光,但不同物質(zhì)產(chǎn)生的激光具有不同的物理性能。激光器的工作模式分為連續(xù)、脈沖、巨脈沖和超短脈沖。