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激光器发展史上的里程碑年代和事件

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:真正从理论上提出光量子的第一人,是1905年成功解释光电效应的爱因斯坦,他假设电磁波本身就带有量子化的能量,携带这些量子化的能量的最小单位叫光量子。汤斯获诺贝尔奖Maser:1954年,美国物理学家汤斯用微波实现了激光器的前身,成功获得了氨分子微波激射放大器和震荡。从此,激光科学和技术得到了异常迅速的发展。激光器谐振腔内的模式计算是提高激光器输出光束质量和应用自适应光学系统矫正腔内像差的前提和基础。

激光器发展史上的里程碑年代和事件

普朗克

黑体辐射:1900年,德国物理学家普朗克(Max Planck)所创的“黑体辐射定律”(Blackbody Radiation Law)是公认的物体间热力传导基本法则。他在著作《热辐射理论》(Theory of Heat Radiation)中平淡无奇地解释说量子化公式中的普朗克常数(现代量子力学中的基本常数)只是一个适用于赫兹振荡器的普通常数。

真正从理论上提出光量子的第一人,是1905年成功解释光电效应爱因斯坦,他假设电磁波本身就带有量子化的能量,携带这些量子化的能量的最小单位叫光量子。

受激发射理论:1916年,爱因斯坦首次提出受激辐射的概念:处于高能级原子,受外来光子的作用,当外来光子的频率正好与它的跃迁频率一致时,它就会从高能级跳到低能级,并发出与外来光子完全相同的另一个光子。新发出的光子不仅频率与外来光子一样,而且发射方向、偏振态、相位和速率也一样。于是,一个光子变成两个光子。如果条件合适,光就可以像雪崩一样得到放大和加强。特别值得注意的是,这样放大的光是一般自然条件下得不到的相干光。

汤斯

诺贝尔奖

Maser:1954年,美国物理学家汤斯用微波实现了激光器的前身,成功获得了氨分子微波激射放大器和震荡。微波受激发射放大(Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation),缩写为Maser。

Laser:1957年,汤斯(Maser的发明者)的博士生古尔德(Gordon Gould)创造了“laser”这个单词,是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(光受激辐射放大)的首字母缩写,从理论上指出可以用光激发原子,产生一束相干光,之后人们为其申请了专利,相关法律纠纷维持了近30年。

第一台激光器:1960年1月18日,美国加利福尼亚休斯实验室的西奥多·梅曼(Theodore Harold Maiman)研制出了世界上第一台红宝石激光器。从此,激光科学和技术得到了异常迅速的发展。他的实验装置里有一根人造红宝石棒,亮度是太阳表面的4倍。

谐振腔模型:1961年,厉鼎毅和Gardner Fox发表文章Resonant modes in a Maser Interferometer,首次提出了用计算机迭代方法求解衍射积分方程来研究平腔(F—P腔)内模式的方法。激光器谐振腔内的模式计算是提高激光器输出光束质量和应用自适应光学系统矫正腔内像差的前提和基础。(www.xing528.com)

半导体激光器:1962年,通用电气公司的罗伯特·N·霍尔(Robert.N.Hall)观察到正向偏置的GaAs的相干光发射,标志着半导体激光器(Semiconductor Laser)的诞生,这是今天小型商用激光器的支柱。

厉鼎毅DWDM之父

第一个室温工作激光器:1970年,单异质结激光器不能在室温下连续工作,阿法洛夫领导的研究组实现了激光波长为9 000 Å、室温连续工作的双异质结GaAs—GaAiAs(砷化镓—镓铝砷)激光器,第一个室温且连续发射的半导体异质结构激光二极管。

第一次光纤通信:1988年12月14号,美国电报电话公司、美国电信公司和法国电信公司合作设计完成的第一条跨越大西洋的海底光缆Submarine Optical Fiber Cable并开通使用,全长6 700 km,含3对光纤,每对的传输速率为280 Mb/s,中继站距离为67 km,标志着光纤通信时代的到来。

第一根海底光缆

激光空间通信:2014年6月美国国家航空航天局(NASA)利用激光束把一段高清视频从国际空间站传送回地面,成功完成了一种可能根本性改变未来太空通信的技术演示。

激光空间通信

这一通信试验名为“激光通信科学光学载荷”(OPALS)。据NASA发布的消息,在5日进行的技术演示中,一段时长37 s、名为“你好世界!”的高频视频,只用了3.5 s就成功传回,相当于传输速率达到50 Mb/s,而传统技术下载需要至少10分钟。

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