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激光器的发展历史

发布时间:2021-02-13 19:40:41

❶ 激光是在怎样的历史背景下发现和发展起来的

爱因斯坦在1930年代描述了原子的受激辐射。在此之后人们很长时间都在猜测,这个现象可否被用来加强光场,因为前提是介质必须存在着群数反转(或译居量反转)population inversion的状态。在一个二级系统中,这是不可能的。人们首先想到用三级系统,而且计算证实了辐射的稳定性。1958年,美国科学家肖洛Schawlow和汤斯Townes发现了一种神奇的现象:当他们将氖光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时,晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。根据这一现象,他们提出了"激光原理",即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时,都会产生这种不发散的强光--激光。他们为此发表了重要论文。(1964 Nobel Price of Physics)肖洛和汤斯的研究成果发表之后,各国科学家纷纷提出各种实验方案,但都未获成功。1960年5月16日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。1960年7月7日,梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生,梅曼的方案是,利用一个高强闪光灯管,来刺激红宝石。由于红宝石其实在物理上只是一种掺有铬原子的刚玉,所以当红宝石受到刺激时,就会发出一种红光。在一块表面镀上反光镜的红宝石的表面钻一个孔,使红光可以从这个孔溢出,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度。前苏联科学家尼古拉·巴索夫于1960年发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由p层、n层和形成双异质结的有源层构成。其特点是:尺寸小,p合效率高,响应速度快,波长和尺寸与光纤尺寸适配,可直接调制,相干性好。在1980年代后期,半导体技术使得更高效而耐用的半导体激光二极管成为可能,这些在小功率的CD和DVD光驱和光纤数据线中得到使用。在1990年代,高功率的激光激发原理得到实现,比如片状激光和纤维激光。后者由于新的加工技术和20kW的高功率不断地被应用到材料加工领域中,从而部分的替代了CO2激光和Nd:YAG-激光。2000年代,激光的非线性得到利用,来制造X射线脉冲(来跟踪原子内部的过程);另一方面,蓝光和紫外线激光二极管已经开始进入市场。在2009年,中国研制出一种名为氟代硼铍酸钾(KBBF)的晶体,可用于激发深紫外线激光,一旦成功应用,可令每片光盘的容量超过1TB,亦使半导体上可存储的电路密度大幅提高[1]。现在,激光器已成为工业,通讯,科学及电子娱乐中的重要设备。

❷ 激光技术的发展史是怎样的

激光原理是由美国物理学家C.H.汤斯、A.L.肖洛和苏联物理学家Н.Г.巴索夫、А.Μ.普罗霍版罗夫等权人在1958年提出的。

1960年,美国物理学家T.H.梅曼制成第一台激光器——红宝石激光器。其后,又有多种类型的激光器相继出现,同时也开始了激光的应用研究。由于激光能解决传统光学和其他科学技术所不能解决的很多实际问题,因而获得迅速发展和广泛应用。20多年来,美、苏等国都投入很大力量研究和发展军用激光技术。

❸ 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。

❹ 激光技术的历史发展

激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。现已发现的激光工作物质有几千种,波长范围从软X射线到远红外。 激光技术的核心是激光器,激光器的种类很多,可按工作物质、激励方式、运转方式、工作波长等不同方法分类。根据不同的使用要求,采取一些专门的技术提高输出激光的光束质量和单项技术指标,比较广泛应用的单元技术有共振腔设计与选模、倍频、调谐、Q开关、锁模、稳频和放大技术等。
为了满足军事应用的需要,主要发展了以下5项激光技术:①激光测距技术。它是在军事上最先得到实际应用的激光技术。20世纪60年代末,激光测距仪开始装备部队,现已研制生产出多种类型,大都采用钇铝石榴石激光器,测距精度为±5米左右。由于它能迅速准确地测出目标距离,广泛用于侦察测量和武器火控系统。②激光制导技术。激光制导武器精度高、结构比较简单、不易受电磁干扰,在精确制导武器中占有重要地位。70年代初,美国研制的激光制导航空炸弹在越南战场首次使用。80年代以来,激光制导导弹和激光制导炮弹的生产和装备数量也日渐增多。③激光通信技术。激光通信容量大、保密性好、抗电磁干扰能力强。光纤通信已成为通信系统的发展重点。机载、星载的激光通信系统和对潜艇的激光通信系统也在研究发展中。④强激光技术。用高功率激光器制成的战术激光武器,可使人眼致盲和使光电探测器失效。利用高能激光束可能摧毁飞机、导弹、卫星等军事目标。用于致盲、防空等的战术激光武器,已接近实用阶段。用于反卫星、反洲际弹道导弹的战略激光武器,尚处于探索阶段。⑤激光模拟训练技术。用激光模拟器材进行军事训练和作战演习,不消耗弹药,训练安全,效果逼真。现已研制生产了多种激光模拟训练系统,在各种武器的射击训练和作战演习中广泛应用。此外,激光核聚变研究取得了重要进展,激光分离同位素进入试生产阶段,激光引信、激光陀螺已得到实际应用。

❺ 光纤激光器的发展史

早期对激光器的研制主要集中在研究短脉冲的输出和可调谐波长范围的扩展方面。今天,密集波分复用(DWDM)和光时分复用技术的飞速发展及日益进步加速和刺激着多波长光纤激光器技术、超连续光纤激光器等的进步。同时,多波长光纤激光器和超连续光纤激光器的出现,则为低成本地实现Tb/s的DWDM或OTDM传输提供理想的解决方案。就其实现的技术途径来看,采用EDFA放大的自发辐射、飞秒脉冲技术、超发光三极管等技术均见报道。
国内外对于光纤激光器的研究方向和热点主要集中在高功率光纤激光器、高功率光子晶体光纤激光器、窄线宽可调谐光纤激光器、多波长光纤激光器、非线性效应光纤激光器和超短脉冲光纤激光器等几个方面。
1962年世界上第一个GaAs半导体激光器问世以来,已有五十余年的历史,半导体激光器已广泛地应用于激光通信、光盘存储、激光检测等领域。
随着半导体激光器连续输出功率的日益提高,其应用范围也不断扩大,其中大功率半导体激光器泵浦的固体激光器(DPSSL)是它最大的应用领域之一。这一技术综合了半导体激光器与固体激光器的优点,不仅将半导体激光器的波长转换为固体激光器的波长,而且伴随光束质量的改善和光谱线宽的压缩,以及实现脉冲输出等。半导体激光器体积小、重量轻,直接电子注入具有很高的量子效率,可以通过调整组份和控制温度得到不同的波长与固体激光材料的吸收波长相匹配,但它本身的光束质量较差,且两个方向不对称,横模特性也不尽理想。而固体激光器的输出光束质量较高,有很高的时间和空间相干性,光谱线宽与光束发散角比半导体激光小几个量级。对于DPSSL,是吸收波长短的高能量光子,转化为波长较长的低能量光子,这样总有一部分能量以无辐射跃迁的方式转换为热。这部分热能量将如何从块状激光介质中散发、排除成为半导体泵浦固体激光器的关键技术。为此,人们开始探索增大散热面积的方法。
方法之一就是将激光介质做成细长的光纤形状。
所谓光纤激光器就是用光纤作激光介质的激光器,1964年世界上第一代玻璃激光器就是光纤激光器。由于光纤的纤芯很细,一般的泵浦源(例如气体放电灯)很难聚焦到芯部。所以在以后的二十余年中光纤激光器没有得到很好的发展。随着半导体激光器泵浦技术的发展,以及光纤通信蓬勃发展的需要,1987年英国南安普顿大学及美国贝尔实验室实验证明了掺铒光纤放大器(EDFA)的可行性。它采用半导体激光光泵掺铒单模光纤对光信号实现放大,这种EDFA已经成为光纤通信中不可缺少的重要器件。由于要将半导体激光泵浦入单模光纤的纤芯(一般直径小于10um),要求半导体激光也必须为单模的,这使得单模EDFA难以实现高功率,报道的最高功率也就几百毫瓦。
为了提高功率,1988年左右有人提出光泵由包层进入。初期的设计是圆形的内包层,但由于圆形内包层完美的对称性,使得泵浦吸收效率不高,直到九十年代初矩形内包层的出现,使激光转换效率提高到50%,输出功率达到5瓦。1999年用四个45瓦的半导体激光器从两端泵浦,获得了110瓦的单模连续激光输出。近两年,随着高功率半导体激光器泵浦技术和双包层光纤制作工艺的发展,光纤激光器的输出功率逐步提高,采用单根光纤,已经实现了1000瓦的激光输出。
随着光纤通信系统的广泛应用和发展,超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域应用的研究已得到日益重视。其中,以光纤 作基质的光纤激光器,在降低阈值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面,已明显取得进步,是光通信领域的新兴技术,它可以用于现有的通信系统,使之支 持更高的传输速度,是未来高码率密集波分复用系统和未来相干光通信的基础。光纤激光器技术是研究的热点技术之一。
光纤激光器由于其具有绝对理想的光束质量、超高的转换效率、完全免维护、高稳定性以及体积小等优点,对传统的激光行业产生巨大而积极的影响。 最新市场调查显示:光纤激光器供应商将争夺固体激光器及其他激光器在若干关键应用领域的市场份额,而这些市场份额在未来几年将稳步看涨。到2010年,光纤激光器将至少占领工业激光器28亿美元市场份额的四分之一。光纤激光器的销售量将以年增幅愈35%的速度攀升,从2005年的1.4亿美元增至2010年的6.8亿美元。而同期,工业激光器市场每年增幅仅9%,2010年达到28亿美元。

❻ 激光枪的发展历史是怎样的

激光枪已有30多年来的发展历史,其关源键技术也已取得突破,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。目前低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5到10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。

❼ 激光器发明的历史

激光器的发明
激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程,从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线(以至X射线和γ射线)的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。

激光器的诞生史大致可以分为几个阶段,其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出,处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用,将转变到低能态,并产生第二个光子,同第一个光子同时发射出来,这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大,而且是相干光,即如多个光子的发射方向、频率、位相、偏振完全相同。

此后,量子力学的建立和发展使人们对物质的微观结构及运动规律有了更深入的认识,微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等问题也得到了更有力的证明,这也在客观上更加完善了爱因斯坦的受激辐射理论,为激光器的产生进一步奠定了理论基础。20世纪40年代末,量子电子学诞生后,被很快应用于研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用,并研制出许多相应的器件。这些科学理论和技术的快速发展都为激光器的发明创造了条件。

如果一个系统中处于高能态的粒子数多于低能态的粒子数,就出现了粒子数的反转状态。那么只要有一个光子引发,就会迫使一个处于高能态的原子受激辐射出一个与之相同的光子,这两个光子又会引发其他原子受激辐射,这样就实现了光的放大;如果加上适当的谐振腔的反馈作用便形成光振荡,从而发射出激光。这就是激光器的工作原理。1951年,美国物理学家珀塞尔和庞德在实验中成功地造成了粒子数反转,并获得了每秒50千赫的受激辐射。稍后,美国物理学家查尔斯·汤斯以及苏联物理学家马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受激辐射原理来产生和放大微波的设计。

然而上述的微波波谱学理论和实验研究大都属于“纯科学”,对于激光器到底能否研制成功,在当时还是很渺茫的。
但科学家的努力终究有了结果。1954年,前面提到的美国物理学家汤斯终于制成了第一台氨分子束微波激射器,成功地开创了利用分子和原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例。

汤斯等人研制的微波激射器只产生了1.25厘米波长的微波,功率很小。生产和科技不断发展的需要推动科学家们去探索新的发光机理,以产生新的性能优异的光源。1958年,汤斯与姐夫阿瑟·肖洛将微波激射器与光学、光谱学的理论知识结合起来,提出了采用开式谐振腔的关键性建议,并预防了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。同期,巴索夫和普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。

此后,世界上许多实验室都被卷入了一场激烈的研制竞赛,看谁能成功制造并运转世界上第一台激光器。

1960年,美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里,勉强赢得了这场世界范围内的研制竞赛。他用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使这一点达到比太阳还高的温度。

“梅曼设计”引起了科学界的震惊和怀疑,因为科学家们一直在注视和期待着的是氦氖激光器。

尽管梅曼是第一个将激光引入实用领域的科学家,但在法庭上,关于到底是谁发明了这项技术的争论,曾一度引起很大争议。竞争者之一就是“激光”(“受激辐射式光频放大器”的缩略词)一词的发明者戈登·古尔德。他在1957年攻读哥伦比亚大学博士学位时提出了这个词。与此同时,微波激射器的发明者汤斯与肖洛也发展了有关激光的概念。经法庭最终判决,汤斯因研究的书面工作早于古尔德9个月而成为胜者。不过梅曼的激光器的发明权却未受到动摇。

1960年12月,出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。1966年,科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。

由于激光器具备的种种突出特点,因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。比如,人们利用激光集中而极高的能量,可以对各种材料进行加工,能够做到在一个针头上钻200个孔;激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段,已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果;在通信领域,一条用激光柱传送信号的光导电缆,可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量;激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外,多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。

今后,随着人类对激光技术的进一步研究和发展,激光器的性能和成本将进一步降低,但是它的应用范围却还将继续扩大,并将发挥出越来越巨大的作用。

http://www.sjkc.com.my/-ke/xin/history/kjbl/artic/20408135149.html

❽ 中国光纤激光器的发展历程是怎样的

2002年南开大学在掺Yb3+双包层光纤器中得到了脉宽4.8ns的自调Q脉冲输出和混合调Q双包层光纤激光中得到峰值功率大于8kW,脉宽小于2ns的脉冲输出。

2003年南开大学利用脉冲泵浦获得100kW峰值功率的调Q脉冲,以及得到的60nm可调谐的调Q脉冲。

2003年11月20日,上海科学家在激光领域取得新成果,成功开发出输出功率高达107W的光纤激光器。此激光器的全称为“高功率掺镱双包层光纤激光器”,与目前已有的激光器相比它的维护费用和功率消耗都要低得多,寿命是普通激光器的几十倍。

该课题组的负责人之一楼祺洪研究员告诉记者,激光打印有着广泛的应用前景,与市民生活直接相关的如食品的生产日期、防伪标志等,若以激光打印代替现在的油墨打印清晰度高、永不褪色、难以仿冒、利于环保,具有国际流行的新趋势。上海科学家研制的光纤激光器使光纤激光输出功率又上升了一个新台阶,最大输出功率达107W,已经遥遥领先于全国同行。

2004年12月3日,烽火通信研制出激光输出功率达100W以上的双包层掺镱光纤,经过艰苦努力,将该类新型光纤的输出功率提高至440W,达到国际领先水平。

这是我国在高功率激光器用光纤领域的重大突破。掺镱双包层光纤激光器是国际上新近发展的一种新型高功率激光器件,由于其具有光束质量好、效率高、易于散热和易于实现高功率等特点,近年来发展迅速,并已成为高精度激光加工、激光雷达系统、光通信及目标指示等领域中相干光源的重要候选者。

双包层掺镱激光器的主要激光增益介质是双包层掺镱光纤,因此双包层掺镱光纤的性能直接决定了该类激光器的转换效率和输出功率。

烽火通信作为国内唯一一家进行双包层掺镱光纤研究的单位,在成功推出输出功率达100W以上的完全可商用的双包层掺镱光纤产品后,又加大的研发力度,使得其输出功率实现440W以上,达到国际领先水平。

光纤激光器作为第三代激光技术的代表,具有其他激光器无可比拟的技术优越性。不过,我们认为,在短期内,光纤激光器将主要聚焦在高端用途上随光纤激光器的普及,成本的降低以及产能的提高,最终将可能会替代掉全球大部分高功率CO2激光器和绝大部分YAG激光器。

❾ 激光武器的发展历史是怎样的

激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取得突破,美国、俄罗斯、法国、以内色列等国都成功容进行了各种激光打靶试验。

低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5~10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。

❿ 问一下激光发明与发展历史

1953年,美复国物理学家查尔斯制·哈德·汤斯和他的学生阿瑟·肖洛制成了第一台微波量子放大器,获得了高度相干的微波束。
1958年,C.H.汤斯和A.L.肖洛把微波量子放大器原理推广应用到光频范围。
1960年,T.H.西奥多·梅曼制成了第一台红宝石激光器。
1961年,伊朗科学家A.贾文等人制成了氦氖激光器。
1962年,R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。
2013年,南非科学与工业研究委员会国家激光中心研究人员开发出世界首个数字激光器,开辟了激光应用的新前景。研究成果发表在2013年8月2日英国《自然通讯》杂志上。

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