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物理激光器

发布时间: 2021-08-03 05:06:40

❶ 关于物理激光和化学激光

为了让你更好理解,来
(本人认为网络源讲得太“官方”了),
激光是高能的集中的超级相干光,
产生前提是粒子反转,然后再发生受激辐射(该名词在网络中有解释,就不赘述了),而物理激光和化学激光的区别仅仅在于促使粒子反转的方式不同——前者不用发生化学反应,不借助化学反就是这样应能量,后者相反。

恩,希望你能了解。两者只是方式差别,“成品”都是激光。

❷ 激光产生的物理过程是什么

通常激光器包括三个基本部分:激光工作物质、激励能源和谐振腔。
(1)激光工作物质是激光器中用于发射激光的物质。作为激光的工作介质,必须是激活介质,即在外界能源激励下,能在介质中形成粒子数反转(若介质在外界能源激励下破坏了热平衡,使高能级上的粒子数大于的能级上的粒子数,这种状态称为粒子数反转态。在这种状态下光通过介质后得到放大,这种情况称为有光增益,此时的介质为光增益介质。)红宝石激光器的工作物质为含铬离子的红宝石,氦氖激光器的工作物质是气体氖(氦为辅助工作物质),常见的氩离子激光器的工作物质是气体氩。
(2)激励能源可将处于基态的粒子激发到所需要的激发态,以产生粒子数反转。红宝石激光器采用光激发方式,通常用脉冲氙灯作为激励光源。为了提高广能力用效率,通常将氙灯管和红宝石棒分别置于椭圆柱面聚光器的两条焦线上。氦氖激光器通常采用支流气体放电进行激励。
(3)在增益介质两端各方一块反射镜,其中一块的反射率近似为1,为全反射镜;另一块的反射率小于1,为部分反射镜,激光将从部分反射镜这一端输出。一般要求把这两块反射镜调整到严格平行,并且垂直于增益介质的轴线。这样就组成了谐振腔。在激光工作物质产生的受激辐射光中,那些基本上沿激光工作物质轴线方向传播的光,将在谐振腔两个反射镜间来回反设不断放大 ,并有部分光从部分反射镜的一端射出,成为激光。谐振腔一方面能起到“延长”增益介质、提高光能密度的作用,同时还对输出光的传播方向起到控制作用。此外,只要恰当的选用反射镜片和谐振腔的长度,还能对激光输出波长进行选择。
最后还应指出,光在增益介质中来回一次产生的增益应足以补偿它在这一来回中的各种损耗(包括介质吸收、衍射和激光的输出等),否则无法形成激光输出。其必须满足的条件称为阈值条件。

❸ 氦氖激光器工作原理

氦氖激光器工作原理是氖原子,不同能级的受激辐射跃迁将产生不同波长的激光,主要有632.8nm、1.15um和3.39um三个波长。氦原子有两个亚稳态能级21S0、23S1,它们的寿命分别为5×10-6s和10-4s,在气体放电管中,在电场中加速获得一定动能的电子与氦原子碰撞,并将氦原子激发到21S0、23S1,此两能级寿命长容易积累粒子。

原子能量的增加(或减少),不是爬坡式的渐变,而是阶梯式的跃变。即由一个能态跳到另一能态,稍事停留,再进一步跃迁。这些“阶梯”,在一定条件下,能量值是固定的,称为能级。原子在特定的两能级间跃迁,辐射的光子频率是固定的。

如氖原子从2S能级跃迁到2P能级时,会辐射波长1.15微米的光波(2S、2P为能级符号,不代表能量值)。

纯氖气的这种自发辐射效率极低。因为每个原子所受的碰撞不同,会跃迁到许多不同的能级,2S能级只是其中之一,只有少数原子处于这一状态。其它能级的原子向基态跃迁时,幅射的大都是红外光波。

(3)物理激光器扩展阅读

氦氖(He-Ne)激光器的结构一般由放电管和光学谐振腔所组成。激光管的中心是一根毛细玻璃管,称作放电管(直径为1mm左右);外套为储气部分(直径约45mm);A是钨棒,作为阳极;K是钼或铝制成的圆筒,作为阴极。

壳的两端贴有两块与放电管垂直并相互平行的反射镜,构成平凹谐振腔。两个镜版都镀以多层介质膜,一个是全反射镜,通常镀17层膜。交替地真空蒸氟化镁(MgF2与硫化锌(ZnS)。另一镜作为输出镜,通常镀7层或9层膜(由最佳透过率决定)。

氦氖激光器已经被人们应用得非常普遍。但氦氖激光器又存在一定的缺点,激光器的效率较低,功率也不够大。

所以在激光外科手术、钻孔、切割、焊接等这些行业中,人们现在大多换成采用 CO2激光器、脉冲激光器或者是半导体激光器等大功率激光器。

因为氦氖激光器具有工作性质稳定、使用寿命比较长的特点,因而现在对于氦氖激光器在流速和流量测量方面得到了更加普遍的开发和利用,同时在精密计量方面的应用也非常广泛。

❹ Spectra-Physics激光器,什么是Spectra-Physics激光器

激光器的能量密度有不同的等级的,例如一类激光器的肉眼直视是没有问题的,通常说的高功率的激光器都是应用在加工领域的激光器了,能量密度很大

❺ 激光除了物理激光还有什么激光

没了,就这么一种。
激光:
激光是受激辐射产生的.受激辐射指组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象.这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光.
激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性.
波长
激光器输出的光,波长分布范围非常窄,因此颜色极纯.以输出红光的氦氖激光器为例,其光的波长分布范围可以窄到2×10^-9纳米,是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二.激光器的单色性远远超过任何一种单色光源.
频率
光子的能量是用E=hf来计算的,其中h为普朗克常量,f为频率.由此可知,频率越高,能量越高.激光频率范围3.846*10^(14)Hz到7.89510(14)Hz.
产生高温
激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大(因为它的作用范围很小,一般只有一个点),短时间里聚集起大量的能量.
应用:
激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等)、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微雕、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等.
经过30多年的发展,激光现在几乎是无处不在,它已经被用在生活、科研的方方面面:激光针灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光测距仪、激光陀螺仪、激光铅直仪、激光手术刀、激光炸弹、激光雷达、激光枪、激光炮……,在不久的将来,激光肯定会有更广泛的应用.

❻ 光谱物理的激光器是什么地方组装的

你这个问题没问清楚,哪里需要激光器就在那里组装啊,大学实验室,工厂车间,或者科研实验室都能组装,我就是学激光的,有什么不懂的可以问我

❼ 激光器和激光电源有什么区别

〔1〕激光器
一般由三个部分组成:(1)能实现粒子数反转的工作物质。氦氖激光器中,通过氦原子的协助,使氖原子的两个能级实现粒子数反转;(2)光泵:通过强光照射工作物质而实现粒子数及转的方法称为光泵法。例如红宝石激光器,是利用大功率的闪光灯照射红宝石(工作物质)而实现粒子数反转。造成了产生激光的条件;(3)光学共振腔:最简单的光学共振腔是由放置在氦氖激光器两端的两个相互平行的反射镜组成。当一些氖原子在实现了粒子数反转的两能级间发生跃迁,辐射出平行于激光器方向的光子时,这些光子将在两反射镜之间来回反射,于是就不断地引起受激辐射,很快地就产生出相当强的激光。这两个互相平行的反射镜,一个反射率接近100%,即完全反射。另一个反射率约为98%,激光就是从后一个反射镜射出的
这些知识得有相应的原子物理和量子力学知识才能理解。
应用很广泛,有测量。激光照排,激光治疗等等。

〔2〕激光电源
在激光电源外壳上,有一能自由转动的支柱,上面装有可改变斜角的管套,管套内装有氦—氖激光管。(氦—氖激光器的种类很多,外形各异,但都由激光电源和氦-氖激光管两部分组成。)
激光电源的电原理如图1-103所示。电源变压器BY次级输出1.2KV高压。此电压不足以使激光管JG起辉。由于JG此时截止,使D1-D4,C1-C4工作在多倍压整流状态。当JG两端电压升至5KV左右,JG起辉,放出红色束状激光。

由于JG导通,使D1、D3、D4间正向电位差很小,对上千伏高压来讲近似于零,因此C3、C4不再起作用。D1-D4与C1、C3工作在倍压整流状态。使JG两端电压降至约2KV,维持其工作。R4是限流电阻。

氦-氖激光管:这是一种原子型气体激光管。结构如图1-104所示。玻璃管M内封有按一定比例(如5:1)混合的氦、氖气体,气压约为1-10毫米汞柱。

(1)电子的激发作用。电极D1、D2放电时,从阴极逸出的电子被电场力加速,获得动能。这样的电子流不断与氦、氖原子碰撞,使其能量增高,处于激发态。

(2)基态:原子在每一特定温度下,都有一个稳定的能量状态,称为基态。激发态的原子会自发回到基态,同时将多余的能量转化成光子辐射出去。

(3)能级:原子能量的增加(或减少),不是爬坡式的渐变,而是阶梯式的跃变。即由一个能态跳到另一能态,稍事停留,再进一步跃迁。这些“阶梯”,在一定条件下,能量值是固定的,称为能级。

原子在特定的两能级间跃迁,辐射的光子频率是固定的。如氖原子从2S能级跃迁到2P能级时,会辐射波长1.15微米的光波(2S、2P为能级符号,不代表能量值)。

纯氖气的这种自发辐射效率极低。因为每个原子所受的碰撞不同,会跃迁到许多不同的能级,2S能级只是其中之一,只有少数原子处于这一状态。其它能级的原子向基态跃迁时,幅射的大都是红外光波。

(4)亚稳态:原子在激发态各能级上停留时间大都很短,为 - 秒(停留时间指原子保持某一能量状态的时间,也叫能级寿命,但也有例外。实验表明,多数气体都存在一个能级,原子在这一能级上停留的时间较长,为 - 秒,称为亚稳态。这虽是一短暂的时间值,但它却比一般的能级寿命延长了103-106倍。这就使在同一时刻,亚稳态上的原子数要比邻近能级多数十万倍。若使这些原子同时跃迁,释放的能量就很可观了。

(5)氦原子的作用:氦原子的亚稳态恰好和氖原子的2S能级很接近(仅差0.04-0.15电子伏)。亚稳态氦原子与基态氖原子碰撞,可直接把氖原子激发到2S能级。这样,就可以在2S能级获得比纯氖时多数十万倍的原子,它们向2P能级跃迁时,辐射光波的能量较纯氖时增加数十万倍。

不过,这种光还不是我们所需要的。因为各原子的辐射方向、相位十分杂乱,有的互相抵消,实际输出的能量并不大,射到某个点(如衍射用的小孔)上的光能就更少了,不能满足实验需要。因此,要进一步放大激光的能量,并把能量集中成一束发射出去。为达到这一目的,激光管内设置了共振腔。

(6)共振腔:氦一氖激光管的共振腔是一个内径2mm左右的玻璃管(图1-104中的中间细部)。两端各有一个反射镜J1、J2。两镜平行度很高,反射率也很高。受激辐射的红光与共振腔同轴的部分就在其中反射。共振腔的长度做成使某种波长增益而使其它波长衰减。J1、J2两镜反射率略有不同,如J1为98%,J2为100%。有一部分光会透过J1输出。同时,由不断进行的光辐射给共振腔补充能量。当这种补充与损耗(包括输出和反射损耗等)平衡时,管子的J1端就会稳定、连续地输出束状单色光。由于共振腔内径很小,所以射出的光束很细。J1、J2平行度很高,光束的发散角也就很小。在实验室的有限距离内,可认为这一光束是良好平行的。

❽ 半导体激光器和固体激光器的区别 请详细解释一下 谢谢~

半导体激光器和固体激光器的区别在于工作物质、价格、激励源不同。

1、工作物质

半导体激光器常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。

固体激光器常用的工作物质,由光学透明的晶体或玻璃作为基质材料,掺以激活离子或其他激活物质构成。

2、价格

半导体激光器价格低。

固体激光器由于工作介质的制备较复杂,所以价格较贵。

3、激励源

半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式。电注入式半导体激光器,一般是由砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射。

光泵式半导体激光器,一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质,以其他激光器发出的激光作光泵激励。高能电子束激励式半导体激光器,一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质,通过由外部注入高能电子束进行激励。

固体激光器以光为激励源。常用的脉冲激励源有充氙闪光灯;连续激励源有氪弧灯、碘钨灯、钾铷灯等。在小型长寿命激光器中,可用半导体发光二极管或太阳光作激励源。一些新的固体激光器也有采用激光激励的。

❾ 世界最强激光器再次升级到了多少

借助国家科学基金会的200万美元投资,世界上最强大的激光器将再提升1倍甚至2倍。美国密歇根大学的研究人员和来自全球各地的合作者计划对大力神激光器进行升级,将它的发射功率从300太瓦升级到500太瓦甚至是1000太瓦。(1太瓦=1,000,000,000,000/10^12瓦)

借助能量更集中的激光能量,研究人员能够研发出桌面大小的更小型粒子加速设备,为医学和国家安全领域制造高能粒子束或者X射线,还能够探索天体物理学和量子力学尚未解答的谜题。

据密歇根大学称,大力神激光器的能量来源于5台嵌入式的激光泵。为了对大力神进行升级,研究人员将把其中三台定制的激光泵替换成商业激光泵。如果大力神激光器的发射功率能够达到1000太瓦,它将再一次成为美国最强大的激光器之一,它曾在2008年获得"最高强度激光器"的吉尼斯世界纪录头衔。

升级后的大力神将使目前的发射功率提升两倍甚至三倍。当研究人员在2007年首次建造大力神时,使用商业激光泵打造的激光器当时还无法达到300太瓦的功率。因此研究人员不得不打造自己的激光泵。

现在随着商业项目需求的不断提升,现在的商业激光泵已经完全超越了大力神所使用的定制版激光泵。更强大激光器可以用于打造桌面大小的加速器。传统的粒子加速器都有数百公里长,比如说欧洲核子研究委员会的大型强子对撞机就有27公里。

激光能够为粒子加速,从而产生更高能量的粒子束,比如说X射线等。粒子束和X射线能够用于确定港口轮船货物中是否存在核材料,它们也能够用于医学领域进行放射治疗。激光加速器产生的高能X射线也能够制造先进的X射线成像设备,让医生识别身体内不同软体组织之间的边界,传统X射线只能够识别骨骼等稠密物质。

研究人员称,这种方法也比传统的核磁共振扫描更快更廉价。除了这些应用之外,更密集的极光能量能够用于探索更多的天体物理学和量子力学秘密。密歇根大学的核子工程学和放射学教授Karl Krushelnick称:"这次升级能够让我们进行更广泛的不同实验。这是非常令人激动的应用,它也为量子物理学打开了一扇新的大门。"

❿ 激光器是如何发明的

这里指的是20世纪的一项重要发明——微波激射器。另一个新名词大家也许早就熟悉,所谓镭射,就是我们常常说到的激光。

晶体管的发明,它是第二次世界大战后最激动人心的科技产物,对20世纪后半叶人类社会的发展和物质文明的进步有极大的推进作用。然而,无独有偶,就在这个时期,又孕育了另一项重大的科技发明,那就是脉泽和激光。在脉泽和激光的发明中,运用了20世纪量子理论、无线电电子学、微波波谱学和固体物理学的丰硕成果,也凝聚了一大批物理学家的心血。这些物理学家很多是在贝尔实验室工作的,其中最为突出的一位是美国的物理学家汤斯(C.H.Townes)。

汤斯是美国南卡罗林纳人,1939年在加州理工学院获博士学位后进入贝尔实验室。二次大战期间从事雷达工作。他非常喜爱理论物理,但军事需要强制他置身于实验工作之中,使他对微波等技术逐渐熟悉。当时,人们力图提高雷达的工作频率以改善测量精度。美国空军要求他所在的贝尔实验室研制频率为24 000MHz的雷达,实验室把这个任务交给了汤斯。

汤斯对这项工作有自己的看法,他认为这样高的频率对雷达是不适宜的,因为他观察的这一频率的辐射极易被大气中的水蒸气吸收,因此雷达信号无法在空间传播,但是美国空军当局坚持要他做下去。结果仪器做出来了,军事上毫无价值,却成了汤斯手中极为有利的实验装置,达到当时从未有过的高频率和高分辨率,汤斯从此对微波波谱学产生了兴趣,成了这方面的专家。他用这台设备积极地研究微波和分子之间的相互作用,取得了一些成果。

1948年汤斯遇到哥伦比亚大学教授拉比(I.I.Rabi)。拉比建议他去哥伦比亚大学。这正合汤斯的心愿,遂进入哥伦比亚大学物理系。1950年起在那里就任正教授。雷达技术涉及到微波的发射和接收,而微波是指频谱介于红外和无线电波之间的电磁波。在哥伦比亚大学,汤斯继续孜孜不倦地致力于微波和分子相互作用这一重要课题。

汤斯渴望有一种能产生高强度微波的器件。通常的器件只能产生波长较长的无线电波,若打算用这种器件来产生微波,器件结构的尺寸就必需极小,以至于实际上没有实现的可能性。

1951年的一个早晨,汤斯坐在华盛顿市一个公园的长凳上,等待饭店开门,以便去进早餐。这时他突然想到,如果用分子,而不用电子线路,不是就可以得到波长足够小的无线电波吗?分子具有各种不同的振动形式,有些分子的振动正好和微波波段范围的辐射相同。问题是如何将这些振动转变为辐射。就氨分子来说,在适当的条件下,它每秒振动2.4×1010次,因此有可能发射波长为114厘米的微波。

他设想通过热或电的方法,把能量送进氨分子中,使氨分子处于“激发”状态。然后,再设想使这些受激的分子处于具有和氨分子的固有频率相同的微波束中,氨分子受到这一微波束的作用,以同样波长的微波形式放出它的能量,这一能量又继而作用于另一个氨分子,使它也放出能量。这个很微弱的入射微波束相当于起着对一场雪崩的触发作用,最后就会产生一个很强的微波束。这样就有可能实现微波束的放大。

汤斯在公园的长凳上思考了所有这一切,并把一些要点记录在一只用过的信封的反面。汤斯小组历经两年的试验,花费了近3万美元。1953年的一天,汤斯正在出席波谱学会议,他的助手戈登急切地奔入会议室,大声呼叫道:“它运转了。”这就是第一台微波激射器。汤斯和大家商议,给这种方法取了一个名字,叫“受激辐射微波放大”,英文名为“Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation”,简称MASER(中文音译为脉泽,意译为微波激射器)。

脉泽有许多有趣的用途。氨分子的振动稳定而精确,用它那稳定精确的微波频率,可用来测定时间。这样,脉泽实际上就是一种“原子钟”,它的精度远高于以往所有的机械计时器。

1957年,汤斯开始思索设计一种能产生红外或可见光——而不是微波——脉泽的可能性。他和他的姻弟肖洛(A.L.Schawlow)在1958年发表了有关这方面的论文,论文的题目叫《红外区和光学脉泽》,主要是论证将微波激射技术扩展到红外区和可见光区的可能性。

肖洛1921年生于美国纽约,在加拿大多伦多大学毕业后又获硕士和博士学位。第二次世界大战后,肖洛在拉比的建议下,到汤斯手下当博士后,研究微波波谱学在有机化学中的应用。他们两人1955年合写过一本《微波波谱学》,是这个领域里的权威著作。当时,肖洛是贝尔实验室的研究员,汤斯正在那里当顾问。

1957年,正当肖洛开始思考怎样做成红外脉泽器时,汤斯来到贝尔实验室。有一天,两人共进午餐,汤斯谈到他对红外和可见光脉泽器很感兴趣,有没有可能越过远红外,直接进入近红外区或可见光区。近红外区比较容易实现,因为当时已经掌握了许多材料的特性。肖洛说,他也正在研究这个问题,并且建议用法布里-珀罗标准具作为谐振腔。两人谈得十分投机,相约共同攻关。汤斯把自己关于光脉泽器的笔记交给肖洛,里面记有一些思考和初步计算。肖洛和汤斯的论文于1958年12月在《物理评论》上发表后,引起强烈反响。这是激光发展史上具有重要意义的历史文献。汤斯因此于1964年获诺贝尔物理学奖,肖洛也于1981年获诺贝尔物理学奖。

在肖洛和汤斯的理论指引下,许多实验室开始研究如何实现光学脉泽,纷纷致力于寻找合适的材料和方法。他们的思想启示梅曼(T.Maiman)做出了第一台激光器。

梅曼用一根红宝石棒产生间断的红光脉冲。这种光是相干的,在传播时不会漫散开,几乎始终保持成一窄束光。即使将这样的光束射到32万千米之外的月球上,光点也只扩展到两三千米的范围。它的能量耗损很小,这样,人们就自然想到向月球表面发射光脉泽束,以绘制月面地形图,这种方法远比以往的望远镜有效得多。

大量的能量聚集在很窄的光束中,使它还能用于医学(例如在某些眼科手术中)和化学分析,它能使物体的一小点汽化,从而进行光谱研究。

这种光比以往产生的任何光具有更强的单色性。光束中的所有光都具有相同的波长,这就意味着这种光束经调制后可用来传送信息,和普通无线电通信中被调制的无线电载波几乎完全一样。由于光的频率很高,在给定的频带上,它的信息容量远大于频率较低的无线电波,这就是用光作载波的优点。

可见光脉泽就是现在大家熟悉的激光,激光的英文名字也可音译为镭射(laser),laser是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”(受激辐射光放大)的缩写。

梅曼是美国休斯研究实验室量子电子部年轻的负责人。他于1955年在斯坦福大学获博士学位,研究的正是微波波谱学,在休斯实验室做脉泽的研究工作,并发展了红宝石脉泽,不过需要液氮冷却,后来改用干冰冷却。梅曼能在红宝石激光首先作出突破,并非偶然,因为他已有用红宝石进行脉泽的经验多年,他预感到用红宝石做激光器的可能性,这种材料具有相当多的优点,例如能级结构比较简单,机械强度比较高,体积小巧,无需低温冷却,等等。但是,当时他从文献上知道,红宝石的量子效率很低,如果真是这样,那就没有用场了。梅曼寻找其他材料,但都不理想,于是他想根据红宝石的特性,寻找类似的材料来代替它。为此他测量了红宝石的荧光效率。没有想到,荧光效率竟是75%,接近于1。梅曼喜出望外,决定用红宝石做激光元件。

通过计算,他认识到最重要的是要有高色温(大约5 000 K)的激烈光源。起初他设想用水银灯把红宝石棒放在椭圆形柱体中,这样也许有可能起动。但再一想,觉得无须连续运行,脉冲即可,于是他决定利用氙(Xe)灯。梅曼查询商品目录,根据商品的技术指标选定通用电气公司出产的闪光灯,它是用于航空摄影的,有足够的亮度,但这种灯具有螺旋状结构,不适于椭圆柱聚光腔。他又想了一个妙法,把红宝石棒插在螺旋灯管之中,红宝石棒直径大约为1厘米、长为2厘米,正好塞在灯管里。红宝石两端蒸镀银膜,银膜中部留一小孔,让光逸出。孔径的大小,通过实验决定。

就这样,梅曼经过9个月的奋斗,花了5万美元,做出了第一台激光器。可是当梅曼将论文投到《物理评论快报》时,竟遭拒绝。该刊主编误认为这仍是脉泽,而脉泽发展到这样的地步,已没有什么必要用快报的形式发表了。梅曼只好在《纽约时报》上宣布这一消息,并寄到英国的《自然》杂志去发表。

梅曼发明红宝石激光器的消息立即传遍全球。接着又诞生了氦氖激光器。

氦氖激光器是这三四十年中广泛使用的一种激光器。它是紧接着固体激光出现的一种以气体为工作介质的激光。它的诞生首先应归功于多年对气体能级进行测试分析的实验和从事这方面研究的理论工作者。到60年代,所有这些稀有气体都已经被光谱学家做了详细研究。

不过,氦氖激光器要应用到激光领域,还需要这个领域的专家进行有目的的探索。又是汤斯的学派开创了这一事业。他的另一名研究生,来自伊朗的贾万(Javan)有自己的想法。贾万的基本思路就是利用气体放电来实现粒子数反转。

贾万首选氦、氖气体作为工作介质是一极为成功的选择。最初得到的激光光束是红外谱线1.15微米。氖有许多谱线,后来通用的是6 328埃,为什么贾万不选6 328埃,反而选1.15微米呢?这也是贾万高明的一着。他根据计算,了解到6 328埃的增益比较低,所以宁可选更有把握的1.15微米。如果一上来就取红线6 328埃,肯定会落空的。

贾万和他的合作者在直径为1.5厘米、长为80厘米的石英管两端贴有13层的蒸发介质膜的平面镜片,放在放电管中,用无线电频率进行激发。为了调整两块平面镜的取向,竟花费了6~8个月的时间。1960年12月12日终于获得了红外辐射。

1962年,贾万的同事怀特和里奇获得了6 328埃的激光光束。这时激光的调整已积累了丰富经验。里格罗德等人改进了氦氖激光器。他们把反射镜从放电管内部移到外部,避免了复杂的工艺。窗口做成按布鲁斯特角固定,再把反射镜做成半径相等的共焦凹面镜。

氦氖激光器一直到现在还在应用,在种类繁多的各种激光器中,氦氖激光器也许是最普及、应用最广泛的一种。在红宝石激光器和氦氖激光器之后,接踵而至的是效率更高、功率更大的激光器——二氧化氮激光器和经久耐用、灵巧方便的半导体激光器,它们像雨后春笋一般涌现了出来,成了现代高科技的重要组成部分。

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