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    世上第一臺紅寶石鐳射器出現於1960年

    鐳射的最初中文名叫做“鐳射”、“萊塞”,是它的英文名稱LASER的音譯,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞的頭一個字母組成的縮寫詞。意思是“受激輻射的光放大”。

      什麼叫做“受激輻射”?它基於偉大的科學家愛因斯坦在1916年提出了的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質的原子中,有不同數量的粒子(電子)分佈在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發,會從高能級跳到(躍遷)到低能級上,這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做“受激輻射的光放大”,簡稱鐳射。

      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。

      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鐳射,並使他在1966年獲得了諾貝爾物理學獎。

      鐳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。後來湯斯教授和他的學生阿瑟·肖洛(Schawlow,諾貝爾物理獎的獲得者)想,既然我們已經成功地研究了微波的放大,就有可能把微波放大的技術應用於光波。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。但是在實際中建造鐳射器還有許多困難,人們對鐳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鐳射器之前,有人斷言紅寶石絕不是製造鐳射的好材料,而肖洛也支援這種觀點。這使得很多人中止了用紅寶石來製造鐳射的嘗試,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,而紅寶石確是製造鐳射器的好材料。從此他著手建造那個世界上第一臺鐳射器。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鐳射的第一次試驗,當按鈕按下時,第一束人造鐳射就產生了。這束僅持續了3億分之一秒的紅色鐳射標誌著人類文明史上一個新時刻的來臨。

      這樣,世界上第一臺鐳射器——紅寶石鐳射器--誕生了。它是一種固體鐳射器,它的激勵系統是一支能突然爆發出強光的螺旋形閃光管,鐳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,發出鐳射,透過光學諧振腔的加強和調節後,便射出一強有力的鐳射。

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