激光器40年的发展历程

 据本小编的了解,1958年12月15日,美国《物理评论》杂志发表了L.肖洛和H.汤斯的题为《红外和光的微波激射》论文,宣告“将微波激射技术扩大到红外和光频谱区段时……产生了极其单色的和相干的光”,这就是激光。下面就由本小编给大家介绍下激光器40年的发展历程的怎样的,希望本小编的讲解对将要学习激光器的朋友有所帮助。

 

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自激光器发明后,由于激光的单色性、方向性、相干性和高亮度极好,为人类带来了一种崭新的强光源。在40年的发展期间,满足不同需要的激光器先后研制成功,有固体激光器、半导体激光器、气体激光器、液体激光器,以及远红外、远紫外激光器、X射线激光器、量子阱激光器、量子级联激光器、孤子激光器和激光蝴蝶结激光器等。

固体激光器的工作物质是在基质材料的晶体或玻璃中均匀地掺入少量的激活离子。真正发光的是激活离子,如红宝石三能级系统中的铬离子、钕玻璃四能级系统中的钕离子等,因此,又称为“固体离子激光器”。固体材料的活性离子密度介于气体和半导体之间。固体材料的亚稳态寿命比较长,自发辐射的光能损失小、贮能能力强,故适于采用调Q技术产生高功率脉冲激光。固体激光器中红宝石是三能级系统。其余大都是四能级。固体激光器通常用泵灯进行光激励,所以寿命和效率受到泵灯的限制。但由于固体器件小而坚固,脉冲辐射功率很高,所以应用范围较广泛。



高亮度的X射线激光可用来进行等离子体物理研究和材料科学研究,水窗波段的X激光可进行生命活细胞的全息照相,由此可以得到细胞内部的立体“照片”。当这种细胞分子还“住在”细胞内并正在引起化学反应时,X射线激光技术使微生物学家能够检查这些结构很脆弱而且复杂的细胞分子。

 激光核聚变是目前各发达国家研究的热门,1961—1968年苏联、法国公布了激光引起核聚变反应而释放中子的技术。1972年美国提出高压向心爆炸核聚变理论,1979年美国用钕玻璃激光器组进行了氘—氚燃料压缩,80年代中后期,美国建成“欧米伽”钕玻璃激光装置,供做直接驱动核聚变的关键设备。王淦昌提出的惯性约束激光核聚变设想,目前得到越来越大的重视和研究。

 

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总之,激光核聚变技术正处于重大突破的前夜,材料来源无限和安全的核聚变能源将成为21世纪能源解决的方案的核心,激光技术在这方面将起关键的重大作用。激光测距是目前最准确的测距技术,用碘稳定的氦—氖激光测定的米尺精度达10-12,它对于零件加工和宇航及空战有重要价值。目前铯原子钟是标准时钟,其精度达10-14,华人科学家朱棣文在1986年发明的激光冷冻和捕获单个铯原子技术,使原子钟的精度提高了100倍以上,他因此在1998年获得了诺贝尔物理奖。

激光科学技术的发展不仅能导致许多重要的应用,而且还能带动多种学科的发展。自由电子激光对加速器和同步辐射技术的带动、X光激光对等离子体物理和原子物理的带动就是极好的例子。激光的发展还大大推动着非线性光学、光谱学、激光与物质相互作用的研究以及与激光有关的各种交叉学科的进展。当年,激光的发现令人兴奋;40年后的今天,激光大范围地改变了科技、产业和战略面貌,在即将到来的21世纪,激光这种新型的光,必将更加灿烂辉煌!

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