雷射,英語縮寫為LASER,在對岸中國稱為「激光」。是指通過受激輻射而產生,放大的光,即受激輻射的光放大。特點是單色性極好,發散度極小,亮度(功率)可以達到很高。產生雷射需要「激發來源」,「增益介質」,「共振結構」這三個要素。
現在大概說一下雷射的歷史:
1900
雷射最基本的原理為物質的量子論。這就是說它的發展歷史應該回溯到1900年。就在那一年普朗克(Planck)為了克服腔體輻射的困難,首先提出了原子振子及能量不連續的概念。這一年是一個在物理學界偉大的一年與變革的一年。
1930
愛因斯坦在1930年代描述了原子的受激輻射。在此之後人們很長時間都在猜測,這個現象可否被用來加強光場,因為前提是介質必須存在著「群數反轉」。。在一個二級系統中,這是不可能的。人們首先想到用三級系統,而且計算證實了輻射的穩定性。
整個的二十年代和三十年代,佔優勢的是量子力學,核物理學與粒子物理學,而光的受激輻射理論及其實驗研究則處於相對沉睡的階段,雖然科技發展的需要在成長。比如,當時已有了死光的科幻小說
也有了應用高功率,高方向性的光束,要求通訊工程方面提出了利用光波作為通訊信息載波的設想,而眼科醫師提出了用強光對眼底視網膜脫落的焊接治療的設想。
第二次世界大戰中,因為戰爭的需要,雷達及微波技術迅速得到發展。
大戰後,大批從事雷達微波研究的科學家又回到了大學及實驗室,開拓了微波光譜學的發展,激發了科學家對於受激輻射亦即實現雷射輻射的探索。
1958
1958年,美國科學家查爾斯‧湯斯和阿瑟·肖洛發現了一種神奇的現象:當他們將氖光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時,晶體的分子會發出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。根據這一現象,他們提出了"雷射原理",即物質在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發時,都會產生這種不發散的強光--雷射。
1960
1960年5月16日,美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的雷射,這是人類有史以來獲得的第一束雷射,梅曼因而也成為世界上第一個將雷射引入實用領域的科學家,也獲得「雷射之父」的美譽。他的方案是,利用一個高強閃光燈管,來刺激紅寶石。紅寶石在物理上是一種摻有鉻原子的剛玉,當紅寶石受到刺激時,就會發出一種紅光。在一塊表面鍍上反光鏡的紅寶石的表面鑽一個孔,使紅光可以從這個孔溢出,從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱,這稱為紅寶石雷射。
半導體雷射器的發現:前蘇聯科學家尼古拉·巴索夫於1960年發明了半導體雷射器。
1980
在1980年代後期,半導體技術使得更高效而耐用的半導體雷射二極體成為可能,這些在小功率的CD和DVD光碟機和光纖數據線中得到使用。
1990
在1990年代,高功率的雷射激發原理得到實現,比如片狀雷射和纖維雷射。後者由於新的加工技術和20kW的高功率不斷地被應用到材料加工領域中,從而部分的替代了CO2雷射和Nd:YAG-雷射。
2000-現今
現在,雷射器已成為工業、通訊、科學及電子娛樂中的重要設備。雷射應用很廣泛,主要有光纖通信、雷射光譜、雷射測距、雷射雷達、雷射切割、雷射唱片、雷射掃瞄、雷射滅蚊器等等…另外在醫學、教育、軍事上都佔有非常重要的角色。
雷射雕刻
雷射切割
科學使人類進步,回想起這些科學家們用一生的努力,用一生的天賦與想像,一步一步的創造我們所想到,甚至想步道的成就。他們造就了更好的生活,一位俄國科學家在獲獎時說:「這個獎不屬於我一個人,科學不是一個人的」。這樣的偉大我想就是科學的真理了,我們因為時代的進步快速而忽略了這些偉大且漫長的結晶。科學不只是科技的演進,他更告訴我們的是,求知、珍惜與虛心。