镭射科学

雷射科学（英语：Laser science），一译激光科学，又称镭射物理学（laser physics），是光学的分支，以研究镭射的理论与实作方式为主。

镭射模组 (405-445nm, 520-532nm, 635-660nm)

美国空军进行的镭射实验

镭射科学包括量子电子学、镭射产生（英语：Laser construction）、光谐振腔设计、主动镭射介质（英语：active laser medium）中产生居量反转的方式、以及在镭射中光场的时空演化等。镭射科学也和镭射光束传播的物理学有关，特别是高斯光束的物理学、镭射应用等，有时也会用到非线性光学及量子光学中的概念。

历史

参见：镭射

镭射科学开始的时间要早于镭射的发明。著名物理学家爱因斯坦在1917年发表的论文，为镭射与激微波奠定了理论基础，该论文是他利用以电磁辐射吸收、自发发射及受激发射的概率系数（爱因斯坦系数）为基础的公式，重新推导普朗克辐射定律^[1]。鲁道夫·拉登堡（英语：Rudolf Ladenburg）在1928年发表的研究结果，确认了爱因斯坦的理论^[2]。1939年In 1939, Valentin A. Fabrikant预测可以用受激发射来放大“短波”^[3]。1947年时，威利斯·兰姆和罗伯特·卢瑟福（英语：Robert Retherford）在氢原子光谱中发现了显著的受激发射，也影响了第一个受激发射的示范^[2]。1950年阿尔弗雷德·卡斯特勒（1966年诺贝尔物理奖的得主）提出了光泵激昇（英语：optical pumping）的方式，两年后由卡斯特勒、尚·布鲁塞尔（英语：Jean Brossel）、及温特用实验来证实上述的想法^[4]。

描述微波镭射（激微波）运作原理的理论最早是由巴索夫及普罗霍罗夫在1952年5月的All-Union Conference on Radio Spectroscopy中提出。第一个激微波是由查尔斯·汤斯、詹姆斯·戈登（英语：James_P._Gordon）及赫伯特·蔡格尔（德语：Herbert Zeiger）架设。汤斯和巴索夫和普罗霍罗夫因在受激发射的研究，同获了1964年的诺贝尔物理学奖^[5]。 阿瑟·阿什金，热拉尔·穆鲁，和唐娜·斯特里克兰于2018年因镭射物理领域的突破性发明而获得诺贝尔物理学奖^[6]。

1958年，美国科学家查尔斯·汤斯和阿瑟·肖洛首次提出镭射现象。第一个可用的镭射（脉冲型红宝石镭射）是由西奥多·梅曼在1960年5月16日于HRL实验室（英语：HRL Laboratories）实现^[7]

相关条目

• 镭射缩写（英语：Laser acronyms）
• 镭射种类列表（英语：List of laser types）
• 斜率效率
• 镭射射束品质

参考资料

1. Einstein, Albert. Zur Quantentheorie der Strahlung [On the Quantum Theory of Radiation]. 1917 （德语）.
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]. （原始内容 (Powerpoint)存档于2007-06-14） （意大利语）.
4. The Nobel Prize in Physics 1966. Presentation Speech by Professor Ivar Waller. [2010-10-17]. （原始内容存档于2018-07-09）.
5. The Nobel Prize in Physics 1964. Nobel Foundation. [2008-10-09]. （原始内容存档于2008-09-17）.
6. The Nobel Prize in Physics 2018. Nobel Foundation. [2 October 2018]. （原始内容存档于2018-10-02）.
7. Charles Hard Townes. The first laser. University of Chicago. [2010-10-17]. （原始内容存档于2004-04-04）.

外部链接

• A very detailed tutorial on lasers