登陆注册
6555900000099

第99章 激光的发现与发展

◆当代科技的四大发明之一——激光

激光是20世纪最重大的科学技术成就之一。它的出现,标志着人类对光的认识和利用进入了一个新阶段,使古老的光学学科焕发出青春,推动了现代光学应用技术的革命性进展。激光从发明到应用的时间比任何技术发明的应用周期都短,从世界上第一台激光器出现,到实际应用,仅一年时间。由于激光技术广泛应用于许多尖端领域和国民经济部门,并取得了相当好的经济效益和社会效益。因此,它成为当前最活跃的高新技术之一,并与原子能、半导体、电子计算机一起被誉为当代科技的四大发明。

◆爱因斯坦奠定了激光器理论

世界上第一台激光器于1960年发明。然而,关于激光器的基础理论早在1919年就由著名科学家爱因斯坦奠定了。爱因斯坦在研究电磁波与原子系统相互作用时,提出了受激发射理论。这是激光理论的核心,是激光器得以发明和发展的理论基石。

◆激光器的基三结构

激光器由工作物质、泵浦源、谐振腔三部分组成。

工作物质是发射激光的材料,其功能和普通光源的发光材料(如白炽灯中的钨丝)相同。一般说来,任何光学透明的固体、气体、液体都可以作为激光器的工作物质。但是,如果所选用的材料其原子能级结构能满足某些要求,那么将使激光器获得诸如输出激光的功率高、输出激光的波长可连续变化等更好的性能。

泵浦源是向工作物质输入能量,把原子从基态泵浦至高能级状态的能源。常用的泵浦源有:普通光源(如氙灯、氪灯);气体放电(利用气体放电中产生的电子碰撞气体原子,把它泵浦至高能级);电子束;化学反应能(化学激光器就是利用化学反应的能量泵浦原子的产物)等。

谐振腔是由放置在工作物质两端的反射镜组成的系统,其中一块反射镜的反射率接近100%;另一块有适量的透过率,激光就从这块反射镜输出来。谐振腔的作用主要有两个方面:一个是让工作物质产生的受激辐射来回多次通过工作物质,增强受激强度,最后达到激光振荡;另一个是有选择地只让沿工作物质光轴附近传播的以及波长在原子谱线中心附近的受激辐射不断地受到工作物质放大,达到激光振荡。显然这有助于改善激光器的方向性和单色性。

◆新激光器的发明

继1960年发明红宝石固体激光器后,1961年美国科学家贾万发明氦氖气体激光器,1962年霍尔发明半导体激光器,1966年出现了频率可调的连续染料激光器。

◆世界上第一台激光器

1960年8月28日,人们第一次可以轻松地看到激光了。这种仪器是由美国休斯研究实验室的西奥多·梅曼研制的。这种称为“微波激射器”的仪器要归功于美国物理学家查尔斯·汤斯,因为它是在汤斯的“激光器”的基础上研制的。更有趣的是,“激光红宝石激光器剖面图器”这一发明竟然是汤斯在一次等待餐馆开门时而即兴想出来的主意。

这种仪器通过增强放射线的辐射来使微波放大,这一设想启发了梅曼对激光的研究。梅曼使用一个红宝石棒,让光来回弹跳,并输入能量使光增强以促进红宝石分子释放射线。光线达到一定强度时,便能穿透棒上镀银的一端,形成一束很强的可见光线。输出的光波长是6.943×10-7米(红色),国外科学家把这台特殊光源称作Laser(莱塞)。

同类推荐
  • 海洋馆漫游:海洋怪象实录

    海洋馆漫游:海洋怪象实录

    放眼全球,世界上最发达的国家都是海洋大国,经济最活跃的地区都在沿海地区。在当今国际社会,开发海洋、拓展生存和发展空间,已成为世界沿海各国的发展方向和潮流。海洋是一个富饶而未充分开发的自然资源宝库。海洋自然资源包括海域(海洋空间)资源、海洋生物资源、海洋能源、海洋矿产资源、海洋旅游资源、海水资源等。这一切都等待着我们去发现、去开采。青少年认真学习海洋知识,不仅能为未来开发海洋及早储备知识,还能海洋研究事业做出应有的贡献。
  • 数理化之谜

    数理化之谜

    学习中也是乐趣多多,趣味无穷。当你小时候仰着头向你的父母询问着这个,那个“为什么”时,那也是一种学习,而这种学习是否带给你了许多求知的满足感呢?同时你是否会头疼于这种学习呢?你可以好好回忆一下这些经历,再作出回答。实际上,数学、物理、化学并非你所想的那么枯燥无味。除了一大堆演算以外,它里面也包含着无穷的神奇。本辑所辑的便是这些令人费解的神奇现象。若能通过此书的阅读激发起同学们的学习热情,我们便是欣慰之至了。愿学生朋友们能早日遨游在科学的海洋里。
  • 权益维护篇(农民十万个怎么做)

    权益维护篇(农民十万个怎么做)

    本书着眼于为农民朋友解决现实生活中经常遇到的政策和法律难题,内容涵盖三个方面:一是解答关于农业生产产前、 产中、 产后的一些政策与法律问题;二是解答关涉农民民主权利的政策与法律问题;三是解答农民民生方面的政策与法律问题。
  • 环境与城市(人与环境知识丛书)

    环境与城市(人与环境知识丛书)

    城市生活的生态环境质量好坏直接影响着城市的可持续发展。城市的生态环境建设,在维护城市整个生态平衡以及地球的生态平衡中具有特殊的地位和作用。保护好城市生态环境,实现城市的可持续发展,构建科技、环保、节能的绿色城市生活已成为时代的迫切要求和人民的强烈愿望。
  • 生活知识百科(第二册)

    生活知识百科(第二册)

    进入新世纪以来,人们的生活发生了巨大的变化,科学知识比以往任何时期都显著地改变着人们的生活,影响着人们的生活,人们开始注重自己的生活质量,提高自己的生活水准。时代在发展,生活在进步,家庭生活知识需要不断更新,因为更完善、更及时地向人们介绍生活知识已经成为大众的普遍需要。本书针对家庭生活知识的方方面面进行了科学的指导,是专门介绍家庭生活知识的百科式的工具书。其对于指导人们的日常生活,帮助人们提高其生活质量,有着其他图书不可替代的重要作用。
热门推荐
  • 相思谋:妃常难娶

    相思谋:妃常难娶

    某日某王府张灯结彩,婚礼进行时,突然不知从哪冒出来一个小孩,对着新郎道:“爹爹,今天您的大婚之喜,娘亲让我来还一样东西。”说完提着手中的玉佩在新郎面前晃悠。此话一出,一府宾客哗然,然当大家看清这小孩与新郎如一个模子刻出来的面容时,顿时石化。此时某屋顶,一个绝色女子不耐烦的声音响起:“儿子,事情办完了我们走,别在那磨矶,耽误时间。”新郎一看屋顶上的女子,当下怒火攻心,扔下新娘就往女子所在的方向扑去,吼道:“女人,你给本王站住。”一场爱与被爱的追逐正式开始、、、、、、、
  • 只想轻轻对你说

    只想轻轻对你说

    戏里戏外,痴了醉了不愿醒来的人又有多少。梦里梦外,爱了恨了不愿回头的人又有多少。每天0点左右更新。
  • 归天路

    归天路

    一个辉煌的大世,一个动乱的年代。万族林立,众神争战。六道沉轮,诛天动荡。一个青年从地球走出,一切从这里开始…………
  • 游戏对决

    游戏对决

    VR风靡AR盛行,国家支持的背后又隐藏着怎样的秘密呢?安月一个普通大学生又是怎样在这时代的洪流中一步步走到游戏和人生的顶峰的?
  • 家养腹黑龙夫:愿求一纸休书

    家养腹黑龙夫:愿求一纸休书

    “妈咪,我真的不是蜥蜴,我是你的宝宝。”安宝面前的一只类蜥蜴动物泪光闪闪的对她说道。安宝无比镇静的将它扔到水盆,然后打电话:“倩倩,上次你说的精神科电话是多少,是的,我想我不但幻听还有幻视。”翌日,“宝宝,你真的打算把你的相公扔下六楼吗?”安宝面前一只更大的类蜥蜴动物张口怒道,这一次,安宝二话不说,直接扔掉扔掉,然后打电话给精神科:“你好,您昨天给我开的药似乎没有任何效果,麻烦您重新开一份。”
  • 穿越时间的女王大人

    穿越时间的女王大人

    此作品本来想写一个玄幻小说的但是想了又想不想写玄幻了,改为科幻文,如书名所见穿越了时间。此小说为变身小说男穿女不喜勿喷作者是个苦逼的上班族,不定时跟新。抱歉。
  • 魁拔左传

    魁拔左传

    这是一个被称作元泱境界的世界,这个世界有一种神秘的现象。每隔333年,就会有一个令人恐怖的异常生命诞生,他就是~魁拔。魁拔的每一次出现,都会给元泱境界带来巨大的灾难,即使是天界的神也在劫难逃,在天地两届,各种力量的打击下,魁拔一次次被消灭,但又总是出现。第六代魁拔即将诞生,他的命运会如何呢?
  • 就这样流着泪看着你

    就这样流着泪看着你

    在学校里的校花钱晓甜,明明有许多男生追,不论是富二代,还是帅哥,都应有尽有。却看上了一个女生李诗诗。但毕竟是百合,不能生子。双方父母反对,经过许多坎坷,父母仍然反对。李诗诗的母亲给李诗诗介绍了一个男友,却没想到父母强迫他们结婚……
  • 斩神绝

    斩神绝

    翻手为云,覆手为雨;一人一剑,败万族、破苍穹!为红颜一怒他甘愿化魔,为血海深仇他不惜血屠万里!一名几乎不能修炼的少年,意外获得机缘,从此开始了崭新的人生历程,一步步登临武道巅峰。书中有绝世天才的碰撞,有快意恩仇的江湖,还有让人刻骨铭心的感情!一个少年,一段传说;一座洞府,千年企盼。携手红颜,仗剑天下;混沌神珠,破天诛魔!
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)