看美剧的app推荐:5月16日，激光诞生50周年

50年前的5月16日，一名32岁的工程师Theodore Maiman搬动了加州Hughes研究实验室里的一个开关，从粉红色水晶里产生了一束光，这就是激光诞生的时刻。

之后，激光开始被用于大批量传输和存储数据、进行测量以及以次毫米级的精度切割材料。超市条形码里就用到了激光技术，1974年，一盒箭牌口香糖成为了第一个被扫描条形码的商品。其它用途还有自制导导弹、狙击枪瞄准镜、天文望远镜上的自适应组件，以及在终极清洁能源核聚变中的应用。

激光驱动了我们的CD和DVD播放器，制造出全息照片和舞台上的美丽光影，能标记、切割和焊接我们车上的组件。激光还能抚平我们脸上的皱纹，杀灭癌细胞，矫正近视。

就在我们上网读文章时，上百万激光束在光纤中传输着数十亿比特的信息。

激光与集成电路一起，成为了过去50年来最具革新性的技术。

激光技术所依据的理论，最早来自于爱因斯坦。1917年，爱因斯坦提出了受激发射的理论，一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。

1953年美国物理学家Charles Townes把受激辐射应用到了实践中，使用的是微波，称为微波受激发射放大（英文首字母缩写是maser）。Townes与同事Arthur Schawlow之后决定使用可见光代替微波，不过最后是Maiman实际实现了可见光受激发射放大，用可见光代替了微波，英文首字母缩写也从maser变成了laser，而laser就是“镭射”一词的来源。

第一束激光是由固态红宝石激光器产生的，几个月后，同样在1960年，竞争对手贝尔实验室则实现了氦氖激光。

1962年砷化镓二极管激光器出现了，这是第一个大的应用技术上的突破，其工作原理是今天小型商用激光器的支柱。 超过10项诺贝尔奖授予了激光相关研究，不仅有理论研究，也有用激光束存储和传输数据的应用研究。

今天最前端的研究是“飞秒”（femtosecond）激光，激光改变了单个原子中电子的“自旋”，能极大地提高硬盘能力。去年法国物理学家试验的飞秒激光原型机可以在10^-15秒之内读取数据，理论上这可以让现代硬盘速度提升10万倍。

研究者认为，激光的潜力在很长一段时间内都不会耗尽。

激光技术50年发展时间表

1917年：爱因斯坦提出“受激发射”理论，一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。

1953年：美国物理学家Charles Townes用微波实现了激光器的前身：微波受激发射放大（英文首字母缩写maser）

1957年：Townes的博士生Gordon Gould创造了“laser”这个单词，从理论上指出可以用光激发原子，产生一束相干光束，之后人们为其申请了专利，相关法律纠纷维持了近３０年。

1960年：美国加州Hughes 实验室的Theodore Maiman实现了第一束激光

1961年: 激光首次在外科手术中用于杀灭视网膜肿瘤。

1962年: 发明半导体二极管激光器，这是今天小型商用激光器的支柱。

1969年：激光用于遥感勘测，激光被射向阿波罗１１号放在月球表面的反射器，测得的地月距离误差在几米范围内。

1971年: 激光进入艺术世界，用于舞台光影效果，以及激光全息摄像。英国籍匈牙利裔物理学家Dennis Gabor凭借对全息摄像的研究获得诺贝尔奖。

1974年: 第一个超市条形码扫描器出现

1975年:? IBM投放第一台商用机光打印机

1978年: 飞利浦制造出第一台激光盘（ＬＤ）播放机，不过价格很高

1982年: 第一台紧凑碟片（ＣＤ）播放机出现，第一部CD盘是美国歌手Billy Joel在1978年的专辑52nd Street。

1983年: 里根总统发表了“星球大战”的演讲，描绘了基于太空的激光武器

1988年: 北美和欧洲间架设了第一根光纤，用光脉冲来传输数据。

1990年：激光用于制造业，包括集成电路和汽车制造

1991年: 第一次用激光治疗近视，海湾战争中第一次用激光制导导弹。

1996年: 东芝推出数字多用途光盘（DVD）播放器

2008年: 法国神经外科学家使用广导纤维激光和微创手术技术治疗了脑瘤

2010年: 美国国家核安全管理局(NNSA)表示，通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料、氢的同位素氘（质量数２）和氚（质量数３），解决了核聚变的一个关键困难。

激光技术，与爱因斯坦提出的受激发射理论有什么关系？?Sheldon为我们作了解释：

1917年，爱因斯坦提出了受激发射的理论，一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。

这句话是说，在一个多原子体系中，电子可能处于较低的能级，也可能处于较高的能级。

如果一束外来光子经过，它的能量刚好等于两个能级之差，那么处于较低能级的电子就有可能吸收它，跃迁到较高的能级；

而处于较高能级的电子也有可能“惺惺相惜情不自禁”的跃迁到较低能级，同时放出一个光子，后者就叫做受激辐射。

放出的光子的跟外来光子相比，能量，频率，方向，相位几乎完全相同……激光就是这样产生的。

进一步考虑，如果一个体系的初始条件是，处于某个高能级的电子和某个低能级的电子数量一样多，那么受激辐射的概率和入射光子被吸收的概率相同，也就是说，一群光子经过之后，两个能级的电子的数量还是一样多。这是不可能的，因为统计力学要求一个平衡态中，处于低能级的电子总是多于处于高能级的电子。因此，一群光子过后，辐射出的光子应该比吸收的光子多。这也就是说，除了受激辐射之外，高能级的电子在没有外来光子的情况下，本就该“情不自禁”的发射光子，这叫做自发辐射。

底下有个同学问：“啥叫相同的光子?”?老孙是这样看的：

简单的说，激光就是被引诱（激发）出来的光子队列，不过这个对列是天下无敌的队列，所有的光子保持高度一致，其能量、相位（波的性质）和偏振方向都是一样一样的，团结就是力量呀。

说起来可能也难以置信，激光这个名字我们是耳熟能详，但它的诞生居然才只有50年的时间。H.G.威尔斯1898年在科幻小说《世界大战》（the war of worlds，最近的一部改编电影由汤姆.克鲁斯主演）首次描写了入侵地球的火星人用“热线”作为武器，这时候离爱因斯坦于1917年提出“受激辐射”还有20年，但一转眼间，激光的应用已经是遍地开花了，这正应了爱因斯坦那句话“想象力比知识更重要”。

Albert_JIAO曾写过“如果激光武器用到了太空中，无论是哪一种颜色的激光，在宇航员的眼中都不会看到。原因在于太空中没有空气，激光束的两侧不会发生散射，没有光线进入宇航员眼睛中，只有当激光照射到一个物体上时，才可以看到一个斑点。”沐右觉得：

应该是这样子的。太空里面的物质实在是太稀薄了，散射光太少了。

消息来源：spacemart网站报道

图片来自 spacemart网站

拟南芥 审稿

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