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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

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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

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愛因斯坦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

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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。

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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。

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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

Townes 

 

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1958年,美國科學家查爾斯‧湯斯阿瑟·肖洛發現了一種神奇的現象:當他們將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

1960516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

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半導體雷射器的發現:前蘇聯科學家尼古拉·巴索夫1960年發明了半導體雷射器

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1980

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CDDVD光碟機和光纖數據線中得到使用。

 

 

 1990

1990年代,高功率的雷射激發原理得到實現,比如片狀雷射纖維雷射。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

 

 

 

 

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 雷射切割

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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。

 

 

 

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