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物理激光器

發布時間: 2021-08-03 05:06:40

❶ 關於物理激光和化學激光

為了讓你更好理解,來
(本人認為網路源講得太「官方」了),
激光是高能的集中的超級相干光,
產生前提是粒子反轉,然後再發生受激輻射(該名詞在網路中有解釋,就不贅述了),而物理激光和化學激光的區別僅僅在於促使粒子反轉的方式不同——前者不用發生化學反應,不藉助化學反就是這樣應能量,後者相反。

恩,希望你能了解。兩者只是方式差別,「成品」都是激光。

❷ 激光產生的物理過程是什麼

通常激光器包括三個基本部分:激光工作物質、激勵能源和諧振腔。
(1)激光工作物質是激光器中用於發射激光的物質。作為激光的工作介質,必須是激活介質,即在外界能源激勵下,能在介質中形成粒子數反轉(若介質在外界能源激勵下破壞了熱平衡,使高能級上的粒子數大於的能級上的粒子數,這種狀態稱為粒子數反轉態。在這種狀態下光通過介質後得到放大,這種情況稱為有光增益,此時的介質為光增益介質。)紅寶石激光器的工作物質為含鉻離子的紅寶石,氦氖激光器的工作物質是氣體氖(氦為輔助工作物質),常見的氬離子激光器的工作物質是氣體氬。
(2)激勵能源可將處於基態的粒子激發到所需要的激發態,以產生粒子數反轉。紅寶石激光器採用光激發方式,通常用脈沖氙燈作為激勵光源。為了提高廣能力用效率,通常將氙燈管和紅寶石棒分別置於橢圓柱面聚光器的兩條焦線上。氦氖激光器通常採用支流氣體放電進行激勵。
(3)在增益介質兩端各方一塊反射鏡,其中一塊的反射率近似為1,為全反射鏡;另一塊的反射率小於1,為部分反射鏡,激光將從部分反射鏡這一端輸出。一般要求把這兩塊反射鏡調整到嚴格平行,並且垂直於增益介質的軸線。這樣就組成了諧振腔。在激光工作物質產生的受激輻射光中,那些基本上沿激光工作物質軸線方向傳播的光,將在諧振腔兩個反射鏡間來回反設不斷放大 ,並有部分光從部分反射鏡的一端射出,成為激光。諧振腔一方面能起到「延長」增益介質、提高光能密度的作用,同時還對輸出光的傳播方向起到控製作用。此外,只要恰當的選用反射鏡片和諧振腔的長度,還能對激光輸出波長進行選擇。
最後還應指出,光在增益介質中來回一次產生的增益應足以補償它在這一來回中的各種損耗(包括介質吸收、衍射和激光的輸出等),否則無法形成激光輸出。其必須滿足的條件稱為閾值條件。

❸ 氦氖激光器工作原理

氦氖激光器工作原理是氖原子,不同能級的受激輻射躍遷將產生不同波長的激光,主要有632.8nm、1.15um和3.39um三個波長。氦原子有兩個亞穩態能級21S0、23S1,它們的壽命分別為5×10-6s和10-4s,在氣體放電管中,在電場中加速獲得一定動能的電子與氦原子碰撞,並將氦原子激發到21S0、23S1,此兩能級壽命長容易積累粒子。

原子能量的增加(或減少),不是爬坡式的漸變,而是階梯式的躍變。即由一個能態跳到另一能態,稍事停留,再進一步躍遷。這些「階梯」,在一定條件下,能量值是固定的,稱為能級。原子在特定的兩能級間躍遷,輻射的光子頻率是固定的。

如氖原子從2S能級躍遷到2P能級時,會輻射波長1.15微米的光波(2S、2P為能級符號,不代表能量值)。

純氖氣的這種自發輻射效率極低。因為每個原子所受的碰撞不同,會躍遷到許多不同的能級,2S能級只是其中之一,只有少數原子處於這一狀態。其它能級的原子向基態躍遷時,幅射的大都是紅外光波。

(3)物理激光器擴展閱讀

氦氖(He-Ne)激光器的結構一般由放電管和光學諧振腔所組成。激光管的中心是一根毛細玻璃管,稱作放電管(直徑為1mm左右);外套為儲氣部分(直徑約45mm);A是鎢棒,作為陽極;K是鉬或鋁製成的圓筒,作為陰極。

殼的兩端貼有兩塊與放電管垂直並相互平行的反射鏡,構成平凹諧振腔。兩個鏡版都鍍以多層介質膜,一個是全反射鏡,通常鍍17層膜。交替地真空蒸氟化鎂(MgF2與硫化鋅(ZnS)。另一鏡作為輸出鏡,通常鍍7層或9層膜(由最佳透過率決定)。

氦氖激光器已經被人們應用得非常普遍。但氦氖激光器又存在一定的缺點,激光器的效率較低,功率也不夠大。

所以在激光外科手術、鑽孔、切割、焊接等這些行業中,人們現在大多換成採用 CO2激光器、脈沖激光器或者是半導體激光器等大功率激光器。

因為氦氖激光器具有工作性質穩定、使用壽命比較長的特點,因而現在對於氦氖激光器在流速和流量測量方面得到了更加普遍的開發和利用,同時在精密計量方面的應用也非常廣泛。

❹ Spectra-Physics激光器,什麼是Spectra-Physics激光器

激光器的能量密度有不同的等級的,例如一類激光器的肉眼直視是沒有問題的,通常說的高功率的激光器都是應用在加工領域的激光器了,能量密度很大

❺ 激光除了物理激光還有什麼激光

沒了,就這么一種。
激光:
激光是受激輻射產生的.受激輻射指組成物質的原子中,有不同數量的粒子(電子)分布在不同的能級上,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」,簡稱激光.
激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高單色性和高相乾性.
波長
激光器輸出的光,波長分布范圍非常窄,因此顏色極純.以輸出紅光的氦氖激光器為例,其光的波長分布范圍可以窄到2×10^-9納米,是氪燈發射的紅光波長分布范圍的萬分之二.激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源.
頻率
光子的能量是用E=hf來計算的,其中h為普朗克常量,f為頻率.由此可知,頻率越高,能量越高.激光頻率范圍3.846*10^(14)Hz到7.89510(14)Hz.
產生高溫
激光能量並不算很大,但是它的能量密度很大(因為它的作用范圍很小,一般只有一個點),短時間里聚集起大量的能量.
應用:
激光已廣泛應用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、異孔、膏葯打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等)、激光淬火、激光熱處理、激光打標、玻璃內雕、激光微雕、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復電路、激光布線技術、激光清洗等.
經過30多年的發展,激光現在幾乎是無處不在,它已經被用在生活、科研的方方面面:激光針灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光測距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術刀、激光炸彈、激光雷達、激光槍、激光炮……,在不久的將來,激光肯定會有更廣泛的應用.

❻ 光譜物理的激光器是什麼地方組裝的

你這個問題沒問清楚,哪裡需要激光器就在那裡組裝啊,大學實驗室,工廠車間,或者科研實驗室都能組裝,我就是學激光的,有什麼不懂的可以問我

❼ 激光器和激光電源有什麼區別

〔1〕激光器
一般由三個部分組成:(1)能實現粒子數反轉的工作物質。氦氖激光器中,通過氦原子的協助,使氖原子的兩個能級實現粒子數反轉;(2)光泵:通過強光照射工作物質而實現粒子數及轉的方法稱為光泵法。例如紅寶石激光器,是利用大功率的閃光燈照射紅寶石(工作物質)而實現粒子數反轉。造成了產生激光的條件;(3)光學共振腔:最簡單的光學共振腔是由放置在氦氖激光器兩端的兩個相互平行的反射鏡組成。當一些氖原子在實現了粒子數反轉的兩能級間發生躍遷,輻射出平行於激光器方向的光子時,這些光子將在兩反射鏡之間來回反射,於是就不斷地引起受激輻射,很快地就產生出相當強的激光。這兩個互相平行的反射鏡,一個反射率接近100%,即完全反射。另一個反射率約為98%,激光就是從後一個反射鏡射出的
這些知識得有相應的原子物理和量子力學知識才能理解。
應用很廣泛,有測量。激光照排,激光治療等等。

〔2〕激光電源
在激光電源外殼上,有一能自由轉動的支柱,上面裝有可改變斜角的管套,管套內裝有氦—氖激光管。(氦—氖激光器的種類很多,外形各異,但都由激光電源和氦-氖激光管兩部分組成。)
激光電源的電原理如圖1-103所示。電源變壓器BY次級輸出1.2KV高壓。此電壓不足以使激光管JG起輝。由於JG此時截止,使D1-D4,C1-C4工作在多倍壓整流狀態。當JG兩端電壓升至5KV左右,JG起輝,放出紅色束狀激光。

由於JG導通,使D1、D3、D4間正向電位差很小,對上千伏高壓來講近似於零,因此C3、C4不再起作用。D1-D4與C1、C3工作在倍壓整流狀態。使JG兩端電壓降至約2KV,維持其工作。R4是限流電阻。

氦-氖激光管:這是一種原子型氣體激光管。結構如圖1-104所示。玻璃管M內封有按一定比例(如5:1)混合的氦、氖氣體,氣壓約為1-10毫米汞柱。

(1)電子的激發作用。電極D1、D2放電時,從陰極逸出的電子被電場力加速,獲得動能。這樣的電子流不斷與氦、氖原子碰撞,使其能量增高,處於激發態。

(2)基態:原子在每一特定溫度下,都有一個穩定的能量狀態,稱為基態。激發態的原子會自發回到基態,同時將多餘的能量轉化成光子輻射出去。

(3)能級:原子能量的增加(或減少),不是爬坡式的漸變,而是階梯式的躍變。即由一個能態跳到另一能態,稍事停留,再進一步躍遷。這些「階梯」,在一定條件下,能量值是固定的,稱為能級。

原子在特定的兩能級間躍遷,輻射的光子頻率是固定的。如氖原子從2S能級躍遷到2P能級時,會輻射波長1.15微米的光波(2S、2P為能級符號,不代表能量值)。

純氖氣的這種自發輻射效率極低。因為每個原子所受的碰撞不同,會躍遷到許多不同的能級,2S能級只是其中之一,只有少數原子處於這一狀態。其它能級的原子向基態躍遷時,幅射的大都是紅外光波。

(4)亞穩態:原子在激發態各能級上停留時間大都很短,為 - 秒(停留時間指原子保持某一能量狀態的時間,也叫能級壽命,但也有例外。實驗表明,多數氣體都存在一個能級,原子在這一能級上停留的時間較長,為 - 秒,稱為亞穩態。這雖是一短暫的時間值,但它卻比一般的能級壽命延長了103-106倍。這就使在同一時刻,亞穩態上的原子數要比鄰近能級多數十萬倍。若使這些原子同時躍遷,釋放的能量就很可觀了。

(5)氦原子的作用:氦原子的亞穩態恰好和氖原子的2S能級很接近(僅差0.04-0.15電子伏)。亞穩態氦原子與基態氖原子碰撞,可直接把氖原子激發到2S能級。這樣,就可以在2S能級獲得比純氖時多數十萬倍的原子,它們向2P能級躍遷時,輻射光波的能量較純氖時增加數十萬倍。

不過,這種光還不是我們所需要的。因為各原子的輻射方向、相位十分雜亂,有的互相抵消,實際輸出的能量並不大,射到某個點(如衍射用的小孔)上的光能就更少了,不能滿足實驗需要。因此,要進一步放大激光的能量,並把能量集中成一束發射出去。為達到這一目的,激光管內設置了共振腔。

(6)共振腔:氦一氖激光管的共振腔是一個內徑2mm左右的玻璃管(圖1-104中的中間細部)。兩端各有一個反射鏡J1、J2。兩鏡平行度很高,反射率也很高。受激輻射的紅光與共振腔同軸的部分就在其中反射。共振腔的長度做成使某種波長增益而使其它波長衰減。J1、J2兩鏡反射率略有不同,如J1為98%,J2為100%。有一部分光會透過J1輸出。同時,由不斷進行的光輻射給共振腔補充能量。當這種補充與損耗(包括輸出和反射損耗等)平衡時,管子的J1端就會穩定、連續地輸出束狀單色光。由於共振腔內徑很小,所以射出的光束很細。J1、J2平行度很高,光束的發散角也就很小。在實驗室的有限距離內,可認為這一光束是良好平行的。

❽ 半導體激光器和固體激光器的區別 請詳細解釋一下 謝謝~

半導體激光器和固體激光器的區別在於工作物質、價格、激勵源不同。

1、工作物質

半導體激光器常用工作物質有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。

固體激光器常用的工作物質,由光學透明的晶體或玻璃作為基質材料,摻以激活離子或其他激活物質構成。

2、價格

半導體激光器價格低。

固體激光器由於工作介質的制備較復雜,所以價格較貴。

3、激勵源

半導體激光器的激勵方式主要有三種,即電注入式,光泵式和高能電子束激勵式。電注入式半導體激光器,一般是由砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等材料製成的半導體面結型二極體,沿正向偏壓注入電流進行激勵,在結平面區域產生受激發射。

光泵式半導體激光器,一般用N型或P型半導體單晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物質,以其他激光器發出的激光作光泵激勵。高能電子束激勵式半導體激光器,一般也是用N型或者P型半導體單晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物質,通過由外部注入高能電子束進行激勵。

固體激光器以光為激勵源。常用的脈沖激勵源有充氙閃光燈;連續激勵源有氪弧燈、碘鎢燈、鉀銣燈等。在小型長壽命激光器中,可用半導體發光二極體或太陽光作激勵源。一些新的固體激光器也有採用激光激勵的。

❾ 世界最強激光器再次升級到了多少

藉助國家科學基金會的200萬美元投資,世界上最強大的激光器將再提升1倍甚至2倍。美國密歇根大學的研究人員和來自全球各地的合作者計劃對大力神激光器進行升級,將它的發射功率從300太瓦升級到500太瓦甚至是1000太瓦。(1太瓦=1,000,000,000,000/10^12瓦)

藉助能量更集中的激光能量,研究人員能夠研發出桌面大小的更小型粒子加速設備,為醫學和國家安全領域製造高能粒子束或者X射線,還能夠探索天體物理學和量子力學尚未解答的謎題。

據密歇根大學稱,大力神激光器的能量來源於5台嵌入式的激光泵。為了對大力神進行升級,研究人員將把其中三台定製的激光泵替換成商業激光泵。如果大力神激光器的發射功率能夠達到1000太瓦,它將再一次成為美國最強大的激光器之一,它曾在2008年獲得"最高強度激光器"的吉尼斯世界紀錄頭銜。

升級後的大力神將使目前的發射功率提升兩倍甚至三倍。當研究人員在2007年首次建造大力神時,使用商業激光泵打造的激光器當時還無法達到300太瓦的功率。因此研究人員不得不打造自己的激光泵。

現在隨著商業項目需求的不斷提升,現在的商業激光泵已經完全超越了大力神所使用的定製版激光泵。更強大激光器可以用於打造桌面大小的加速器。傳統的粒子加速器都有數百公里長,比如說歐洲核子研究委員會的大型強子對撞機就有27公里。

激光能夠為粒子加速,從而產生更高能量的粒子束,比如說X射線等。粒子束和X射線能夠用於確定港口輪船貨物中是否存在核材料,它們也能夠用於醫學領域進行放射治療。激光加速器產生的高能X射線也能夠製造先進的X射線成像設備,讓醫生識別身體內不同軟體組織之間的邊界,傳統X射線只能夠識別骨骼等稠密物質。

研究人員稱,這種方法也比傳統的核磁共振掃描更快更廉價。除了這些應用之外,更密集的極光能量能夠用於探索更多的天體物理學和量子力學秘密。密歇根大學的核子工程學和放射學教授Karl Krushelnick稱:"這次升級能夠讓我們進行更廣泛的不同實驗。這是非常令人激動的應用,它也為量子物理學打開了一扇新的大門。"

❿ 激光器是如何發明的

這里指的是20世紀的一項重要發明——微波激射器。另一個新名詞大家也許早就熟悉,所謂鐳射,就是我們常常說到的激光。

晶體管的發明,它是第二次世界大戰後最激動人心的科技產物,對20世紀後半葉人類社會的發展和物質文明的進步有極大的推進作用。然而,無獨有偶,就在這個時期,又孕育了另一項重大的科技發明,那就是脈澤和激光。在脈澤和激光的發明中,運用了20世紀量子理論、無線電電子學、微波波譜學和固體物理學的豐碩成果,也凝聚了一大批物理學家的心血。這些物理學家很多是在貝爾實驗室工作的,其中最為突出的一位是美國的物理學家湯斯(C.H.Townes)。

湯斯是美國南卡羅林納人,1939年在加州理工學院獲博士學位後進入貝爾實驗室。二次大戰期間從事雷達工作。他非常喜愛理論物理,但軍事需要強制他置身於實驗工作之中,使他對微波等技術逐漸熟悉。當時,人們力圖提高雷達的工作頻率以改善測量精度。美國空軍要求他所在的貝爾實驗室研製頻率為24 000MHz的雷達,實驗室把這個任務交給了湯斯。

湯斯對這項工作有自己的看法,他認為這樣高的頻率對雷達是不適宜的,因為他觀察的這一頻率的輻射極易被大氣中的水蒸氣吸收,因此雷達信號無法在空間傳播,但是美國空軍當局堅持要他做下去。結果儀器做出來了,軍事上毫無價值,卻成了湯斯手中極為有利的實驗裝置,達到當時從未有過的高頻率和高解析度,湯斯從此對微波波譜學產生了興趣,成了這方面的專家。他用這台設備積極地研究微波和分子之間的相互作用,取得了一些成果。

1948年湯斯遇到哥倫比亞大學教授拉比(I.I.Rabi)。拉比建議他去哥倫比亞大學。這正合湯斯的心願,遂進入哥倫比亞大學物理系。1950年起在那裡就任正教授。雷達技術涉及到微波的發射和接收,而微波是指頻譜介於紅外和無線電波之間的電磁波。在哥倫比亞大學,湯斯繼續孜孜不倦地致力於微波和分子相互作用這一重要課題。

湯斯渴望有一種能產生高強度微波的器件。通常的器件只能產生波長較長的無線電波,若打算用這種器件來產生微波,器件結構的尺寸就必需極小,以至於實際上沒有實現的可能性。

1951年的一個早晨,湯斯坐在華盛頓市一個公園的長凳上,等待飯店開門,以便去進早餐。這時他突然想到,如果用分子,而不用電子線路,不是就可以得到波長足夠小的無線電波嗎?分子具有各種不同的振動形式,有些分子的振動正好和微波波段范圍的輻射相同。問題是如何將這些振動轉變為輻射。就氨分子來說,在適當的條件下,它每秒振動2.4×1010次,因此有可能發射波長為114厘米的微波。

他設想通過熱或電的方法,把能量送進氨分子中,使氨分子處於「激發」狀態。然後,再設想使這些受激的分子處於具有和氨分子的固有頻率相同的微波束中,氨分子受到這一微波束的作用,以同樣波長的微波形式放出它的能量,這一能量又繼而作用於另一個氨分子,使它也放出能量。這個很微弱的入射微波束相當於起著對一場雪崩的觸發作用,最後就會產生一個很強的微波束。這樣就有可能實現微波束的放大。

湯斯在公園的長凳上思考了所有這一切,並把一些要點記錄在一隻用過的信封的反面。湯斯小組歷經兩年的試驗,花費了近3萬美元。1953年的一天,湯斯正在出席波譜學會議,他的助手戈登急切地奔入會議室,大聲呼叫道:「它運轉了。」這就是第一台微波激射器。湯斯和大家商議,給這種方法取了一個名字,叫「受激輻射微波放大」,英文名為「Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation」,簡稱MASER(中文音譯為脈澤,意譯為微波激射器)。

脈澤有許多有趣的用途。氨分子的振動穩定而精確,用它那穩定精確的微波頻率,可用來測定時間。這樣,脈澤實際上就是一種「原子鍾」,它的精度遠高於以往所有的機械計時器。

1957年,湯斯開始思索設計一種能產生紅外或可見光——而不是微波——脈澤的可能性。他和他的姻弟肖洛(A.L.Schawlow)在1958年發表了有關這方面的論文,論文的題目叫《紅外區和光學脈澤》,主要是論證將微波激射技術擴展到紅外區和可見光區的可能性。

肖洛1921年生於美國紐約,在加拿大多倫多大學畢業後又獲碩士和博士學位。第二次世界大戰後,肖洛在拉比的建議下,到湯斯手下當博士後,研究微波波譜學在有機化學中的應用。他們兩人1955年合寫過一本《微波波譜學》,是這個領域里的權威著作。當時,肖洛是貝爾實驗室的研究員,湯斯正在那裡當顧問。

1957年,正當肖洛開始思考怎樣做成紅外脈澤器時,湯斯來到貝爾實驗室。有一天,兩人共進午餐,湯斯談到他對紅外和可見光脈澤器很感興趣,有沒有可能越過遠紅外,直接進入近紅外區或可見光區。近紅外區比較容易實現,因為當時已經掌握了許多材料的特性。肖洛說,他也正在研究這個問題,並且建議用法布里-珀羅標准具作為諧振腔。兩人談得十分投機,相約共同攻關。湯斯把自己關於光脈澤器的筆記交給肖洛,裡面記有一些思考和初步計算。肖洛和湯斯的論文於1958年12月在《物理評論》上發表後,引起強烈反響。這是激光發展史上具有重要意義的歷史文獻。湯斯因此於1964年獲諾貝爾物理學獎,肖洛也於1981年獲諾貝爾物理學獎。

在肖洛和湯斯的理論指引下,許多實驗室開始研究如何實現光學脈澤,紛紛致力於尋找合適的材料和方法。他們的思想啟示梅曼(T.Maiman)做出了第一台激光器。

梅曼用一根紅寶石棒產生間斷的紅光脈沖。這種光是相乾的,在傳播時不會漫散開,幾乎始終保持成一窄束光。即使將這樣的光束射到32萬千米之外的月球上,光點也只擴展到兩三千米的范圍。它的能量耗損很小,這樣,人們就自然想到向月球表面發射光脈澤束,以繪制月面地形圖,這種方法遠比以往的望遠鏡有效得多。

大量的能量聚集在很窄的光束中,使它還能用於醫學(例如在某些眼科手術中)和化學分析,它能使物體的一小點汽化,從而進行光譜研究。

這種光比以往產生的任何光具有更強的單色性。光束中的所有光都具有相同的波長,這就意味著這種光束經調制後可用來傳送信息,和普通無線電通信中被調制的無線電載波幾乎完全一樣。由於光的頻率很高,在給定的頻帶上,它的信息容量遠大於頻率較低的無線電波,這就是用光作載波的優點。

可見光脈澤就是現在大家熟悉的激光,激光的英文名字也可音譯為鐳射(laser),laser是「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation」(受激輻射光放大)的縮寫。

梅曼是美國休斯研究實驗室量子電子部年輕的負責人。他於1955年在斯坦福大學獲博士學位,研究的正是微波波譜學,在休斯實驗室做脈澤的研究工作,並發展了紅寶石脈澤,不過需要液氮冷卻,後來改用乾冰冷卻。梅曼能在紅寶石激光首先作出突破,並非偶然,因為他已有用紅寶石進行脈澤的經驗多年,他預感到用紅寶石做激光器的可能性,這種材料具有相當多的優點,例如能級結構比較簡單,機械強度比較高,體積小巧,無需低溫冷卻,等等。但是,當時他從文獻上知道,紅寶石的量子效率很低,如果真是這樣,那就沒有用場了。梅曼尋找其他材料,但都不理想,於是他想根據紅寶石的特性,尋找類似的材料來代替它。為此他測量了紅寶石的熒光效率。沒有想到,熒光效率竟是75%,接近於1。梅曼喜出望外,決定用紅寶石做激光元件。

通過計算,他認識到最重要的是要有高色溫(大約5 000 K)的激烈光源。起初他設想用水銀燈把紅寶石棒放在橢圓形柱體中,這樣也許有可能起動。但再一想,覺得無須連續運行,脈沖即可,於是他決定利用氙(Xe)燈。梅曼查詢商品目錄,根據商品的技術指標選定通用電氣公司出產的閃光燈,它是用於航空攝影的,有足夠的亮度,但這種燈具有螺旋狀結構,不適於橢圓柱聚光腔。他又想了一個妙法,把紅寶石棒插在螺旋燈管之中,紅寶石棒直徑大約為1厘米、長為2厘米,正好塞在燈管里。紅寶石兩端蒸鍍銀膜,銀膜中部留一小孔,讓光逸出。孔徑的大小,通過實驗決定。

就這樣,梅曼經過9個月的奮斗,花了5萬美元,做出了第一台激光器。可是當梅曼將論文投到《物理評論快報》時,竟遭拒絕。該刊主編誤認為這仍是脈澤,而脈澤發展到這樣的地步,已沒有什麼必要用快報的形式發表了。梅曼只好在《紐約時報》上宣布這一消息,並寄到英國的《自然》雜志去發表。

梅曼發明紅寶石激光器的消息立即傳遍全球。接著又誕生了氦氖激光器。

氦氖激光器是這三四十年中廣泛使用的一種激光器。它是緊接著固體激光出現的一種以氣體為工作介質的激光。它的誕生首先應歸功於多年對氣體能級進行測試分析的實驗和從事這方面研究的理論工作者。到60年代,所有這些稀有氣體都已經被光譜學家做了詳細研究。

不過,氦氖激光器要應用到激光領域,還需要這個領域的專家進行有目的的探索。又是湯斯的學派開創了這一事業。他的另一名研究生,來自伊朗的賈萬(Javan)有自己的想法。賈萬的基本思路就是利用氣體放電來實現粒子數反轉。

賈萬首選氦、氖氣體作為工作介質是一極為成功的選擇。最初得到的激光光束是紅外譜線1.15微米。氖有許多譜線,後來通用的是6 328埃,為什麼賈萬不選6 328埃,反而選1.15微米呢?這也是賈萬高明的一著。他根據計算,了解到6 328埃的增益比較低,所以寧可選更有把握的1.15微米。如果一上來就取紅線6 328埃,肯定會落空的。

賈萬和他的合作者在直徑為1.5厘米、長為80厘米的石英管兩端貼有13層的蒸發介質膜的平面鏡片,放在放電管中,用無線電頻率進行激發。為了調整兩塊平面鏡的取向,竟花費了6~8個月的時間。1960年12月12日終於獲得了紅外輻射。

1962年,賈萬的同事懷特和里奇獲得了6 328埃的激光光束。這時激光的調整已積累了豐富經驗。里格羅德等人改進了氦氖激光器。他們把反射鏡從放電管內部移到外部,避免了復雜的工藝。窗口做成按布魯斯特角固定,再把反射鏡做成半徑相等的共焦凹面鏡。

氦氖激光器一直到現在還在應用,在種類繁多的各種激光器中,氦氖激光器也許是最普及、應用最廣泛的一種。在紅寶石激光器和氦氖激光器之後,接踵而至的是效率更高、功率更大的激光器——二氧化氮激光器和經久耐用、靈巧方便的半導體激光器,它們像雨後春筍一般涌現了出來,成了現代高科技的重要組成部分。

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