【激光故事】激光的诞生
激光是一种特殊的电磁波。100多年来,科学家们对电现象、磁现象和光现象进行了深入研究。激光的直接创始人可以追溯到当代伟大的科学家爱因斯坦。爱因斯坦获得诺贝尔奖。有趣的是,他获奖不是因为举世闻名的相对论,而是因为他在1905年提出的光量子假说。
假设:光由许多光子组成,不同颜色的光由不同能量的光子组成。爱因斯坦在解释光电效应方面取得了惊人的成功。1916年,爱因斯坦在《关于辐射的量子论》一文中提出,原子中的电子可以被激发并释放光子。这种受激辐射的过程是激光产生的基本物理原理。激光这个词来自英语单词Laser翻译。起初,根据它的英文发音,翻译成莱塞、激光等,不明其理的人看起来简直莫名其妙。后来有人根据它的意思把它翻译成受激辐射光。显然,这个译名的含义是清晰的,它和普通光的区别是清晰的,但是字数太多,读起来不方便。1965年,中国一些著名科学家建议将受激辐射光缩写为激光,相对简洁顺口。发光有两种形式。自发辐射是一种发光形式。除此之外,还有另一种发光形式,那就是受激辐射。什么是受激辐射?也就是说,高能原子也可以在其他光子中 ** 或者在感应下,跳到低能级,同时发射同样能量的光子。因为这个过程是外来光子的 ** 因此,它被称为受激辐射。有趣的是,新产生的光子与外来光子的状态完全相同,即频率、波长和方向相同。只要产生受激辐射,一个光子就可以变成两个光子,这两个光子就会引起其他原子的受激辐射。因此,无数的光子在很短的时间内被激发,这实际上扩大了光。在这种情况下,只要辅以必要的设备,就可以形成相同频率和方向的光子流,即激光。放大光的设备是激光器。根据爱因斯坦的受激辐射原理,美国物理学家汤斯在1953年成功开发了微波放大器。
1960年9月,激光终于诞生在美国年轻物理学家梅曼手中。梅曼的激光器使用人造红宝石作为发光物质,强光作为激光源。红宝石是人工晶体。当梅曼用氙灯闪照射红宝石时,实验室突然发出一束深红色的光,其亮度是太阳表面亮度的四倍。这束耀眼的光束是激光。大约半年后,中国也开发了红宝石激光器。激光器由发光物质(介质)、管状谐振腔和激光源组成。许多物质可以产生激光,但不同物质产生的激光具有不同的物理性能。激光器的工作模式分为连续、脉冲、巨脉冲和超短脉冲。