激光科學

雷射科學（英語：Laser science），一譯激光科學，又稱激光物理學（laser physics），是光學的分支，以研究激光的理論與實作方式為主。

激光模組 (405-445nm, 520-532nm, 635-660nm)

美國空軍進行的激光實驗

激光科學包括量子電子學、激光產生（英語：Laser construction）、光諧振腔設計、主動激光介質（英語：active laser medium）中產生居量反轉的方式、以及在激光中光場的時空演化等。激光科學也和激光光束傳播的物理學有關，特別是高斯光束的物理學、激光應用等，有時也會用到非線性光學及量子光學中的概念。

歷史

參見：激光

激光科學開始的時間要早於激光的發明。著名物理學家愛因斯坦在1917年發表的論文，為激光與邁射奠定了理論基礎，該論文是他利用以電磁輻射吸收、自發發射及受激發射的機率系數（愛因斯坦系數）為基礎的公式，重新推導普朗克輻射定律^[1]。魯道夫·拉登堡（英語：Rudolf Ladenburg）在1928年發表的研究結果，確認了愛因斯坦的理論^[2]。1939年In 1939, Valentin A. Fabrikant預測可以用受激發射來放大「短波」^[3]。1947年時，威利斯·蘭姆和羅拔·盧瑟福（英語：Robert Retherford）在氫原子光譜中發現了顯著的受激發射，也影響了第一個受激發射的示範^[2]。1950年阿爾弗雷德·卡斯特勒（1966年諾貝爾物理獎的得主）提出了光泵激昇（英語：optical pumping）的方式，兩年後由卡斯特勒、尚·布魯塞爾（英語：Jean Brossel）、及溫特用實驗來證實上述的想法^[4]。

描述微波激光（邁射）運作原理的理論最早是由巴索夫及普羅霍羅夫在1952年5月的All-Union Conference on Radio Spectroscopy中提出。第一個邁射是由查爾斯·湯斯、詹姆斯·戈登（英語：James_P._Gordon）及赫伯特·蔡格爾（德語：Herbert Zeiger）架設。湯斯和巴索夫和普羅霍羅夫因在受激發射的研究，同獲了1964年的諾貝爾物理學獎^[5]。 阿瑟·阿什金，熱拉爾·穆魯，和唐娜·斯特里克蘭於2018年因激光物理領域的突破性發明而獲得諾貝爾物理學獎^[6]。

1958年，美國科學家查爾斯·湯斯和阿瑟·肖洛首次提出激光現象。第一個可用的激光（脈衝型紅寶石激光）是由西奧多·梅曼在1960年5月16日於HRL實驗室（英語：HRL Laboratories）實現^[7]

相關條目

• 激光縮寫（英語：Laser acronyms）
• 激光種類列表（英語：List of laser types）
• 斜率效率
• 激光射束品質

參考資料

1. Einstein, Albert. Zur Quantentheorie der Strahlung [On the Quantum Theory of Radiation]. 1917 （德語）.
2. Steen, W. M. "Laser Materials Processing", 2nd Ed. 1998.
3. Batani, Dimitri. Il rischio da laser: cosa è e come affrontarlo; analisi di un problema non così lontano da noi [The risk from laser: what it is and what it is like facing it; analysis of a problem which is thus not far away from us.]. Programma Corso di Formazione Obbligatorio Anno 2004. 2004 [2007-07-01]. （原始內容 (Powerpoint)存檔於2007-06-14） （意大利語）.
4. The Nobel Prize in Physics 1966. Presentation Speech by Professor Ivar Waller. [2010-10-17]. （原始內容存檔於2018-07-09）.
5. The Nobel Prize in Physics 1964. Nobel Foundation. [2008-10-09]. （原始內容存檔於2008-09-17）.
6. The Nobel Prize in Physics 2018. Nobel Foundation. [2 October 2018]. （原始內容存檔於2018-10-02）.
7. Charles Hard Townes. The first laser. University of Chicago. [2010-10-17]. （原始內容存檔於2004-04-04）.

外部連結

• A very detailed tutorial on lasers