第23章 激光的发现与激光器的诞生

1958年，美国人肖洛和汤斯发现了激光。两年后，即1960年7月7日，梅曼宣布：第一台红宝石激光器诞生。

如果有人问你，世界上什么光线最亮？你也许会不假思索地回答：太阳光！此话若在50年前回答，也许是对的，至少无人驳倒你。可是现在这样回答就大错特错了。因为有一种光比太阳光表面的亮度还要强10亿倍以上，这就是激光。这种神奇的光，给人类带来了福音，被称为“希望之光”。最早提出激光理论的是爱因斯坦。他于1917年在研究光的辐射过程中，提出了“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。但“受激辐射”的理论提出之后的几十年时间里，人们对它的研究并不多。因为在自然界的普通光源中，受激辐射的成分非常少，似乎没有什么实际应用价值。而且谁也无法预言采用什么样的手段就可以改变光源的辐射成分。

1958年，美国科学家肖洛和汤斯发现了一种奇怪的现象：当他们将闪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。

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，但都未获得成功。1960年5月15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。

同年7月7日，休斯公司在纽约举行了新闻发布会，隆重地宣布：激光器诞生了！梅曼的方案是，利用一个高强闪光灯管，来刺激在红宝石色水晶里的铬原子，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，可使其达到比太阳表面还高的温度。

时隔一年，1961年8月，中国第一台激光器——“小球照明红宝石”激光器，在中国科学院长春光学精密机械研究所诞生了。它虽比国外同类型激光器的问世迟了近一年时间，但在许多方面有自身的特色，特别是在激发方式上，比国外激光器具有更好的激发效率，这表明我国激光技术当时已达到世界先进水平。这台激光器的设计师是王之江教授，他被称为“中国激光之父”。之后，1975年，我国第一台激光测距仪又研制成功，它的研制成功，为我国大地测量和地震预报研究提供了一种长距离测距的新仪器。1980年，我国首创了医用高功率激光气化肿瘤装置，为治疗癌症提供了一个新手段。1994年，世界上第一张立体图像卡拉OK激光视盘在我国问世。

自从1960年世界上第一台激光器问世以来，激光的家族已进入百花争艳五彩缤纷的时代。甚至有人认为，所有的物质都可能做成激光介质，构成激光器。目前，激光的应用非常广泛，可以说已经渗透到生产、国防、科研、医疗和生活的各个领域。比如，近年来激光手术已经在医学上广泛应用，在颅脑外科手术中，大夫不用刀，而是利用聚焦到针头般大小的激光点来为病人做手术，能够有效地消除神经病变组织，又能避免损伤其周围的神经。机械工业中的激光打孔机可以在无论多么坚硬的材料上打孔。在军事方面，激光最早的应用是激光测距、激光雷达；另外，激光制导武器发展也很快，特别是激光制导导弹、激光制导炮弹和激光制导炸弹。

目前，人们已经利用激光器研究出完全不同于传统照相术的全息摄影，实现了激光光导纤维通讯和空间通讯，连人们梦寐以求的受控核聚变也要靠激光来实现呢。

但是，千万别以为激光很神秘，它早已深入到我们的日常生活之中：在电视机、录像机的遥控器中就有一个红外激光半导体发射器，流行的CD、VCD机也是靠激光二极管来读取光盘上的数字信息的。

20世纪激光的发现和激光器的诞生，是现代科技史上的一件划时代的大事。