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732006 NO.9&10 记录媒体技术激光的发明是20世纪中期一项划时代的成就，对人类社会文明产生了极其深远的影响。
人们把激光和原子能、半导体、计算机列在一起，称为20世纪的“新四大发明”。
激光的出现不但引起了光学革命性的发展，冲击了整个物理学，并且对其它学科如化学、生物学和技术及应用学科如电机工程学、材料科学、医学等都产生了巨大的影响。
像蒸汽机、发电机和电动机、晶体管、计算机这些创新一样，激光是一项通用技术，它提供了可以在大量实际领域应用的技术能力。
对光盘存储而言，激光的发明是光盘存储技术必不可少的基础，它为光盘存储提供了一个有足够功率并且能够汇聚成很小光斑(微米级或亚微米级)的光源。
可以说，没有激光的发明，就没有后来的光盘的发明。
本文主要为光盘技术人员介绍激光技术的发展历史和趋势。
一、激光的发明和发展所谓激光就是受激发射的光，是被其它辐射感应而激发的辐射。
激光的英文名词为Laser ，是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的词首字母构成的新词，其原意是受激辐射光放大器。
早期在我国曾被翻译成“莱塞”、“雷射”、“光激射器”、“光受激辐射放大器”等。
直到1964年，由钱学森院士提议取名为“激光”，它既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明了它是一种很强烈的新光源。
钱学森院士的提议得到国内学术界的一致认同，在中国大陆激光这个新名词就一直沿用至今。
现在我们知道，物质的发光过程有两种：一种称为自发辐射，另一种称为受激辐射。
自发辐射是在没有外来光子情况下，原子自发地、独立地从高能级E 2向低能级E 1的跃迁。
自发辐射是随机过程，跃迁时发出的光在相位、偏振态和传播方向上都彼此无关。
受激辐射是处于高能级E 2的原子，在受到能量为hv = E 2-E 1的外来光子的激励时，跃迁到低能级E 1，并辐射一个与外来光子的频率、相位、振动方向和传播方向都相同的光子。
激光的形成与发展自从六十年代初发明激光器和观察到激光现象以来，激光原理、技术、应用等都获得蓬勃的发展。
对基础科学、生命科学、信息科技、军事技术、能源技术，先进制造机器，工农业的发展都已起着很大影响，预期对二十一世纪的科学与技术，国民经济与国防的发展，都将发挥越来愈重要的作用。
本文将就激光的形成与发展作一简要阐述。
一、历史的回顾激光器的发明是与物理学长期基础研究的积累与技术的进步分不开的，至少可追朔到过去的50年。
首先十九世纪末引起物理学观念的革命，1900年德国物理学家普郎克，最先提出辐射的能量是量子化的概念，解释了黑体辐射的能量分布与光波波长的关系。
以后如光电效应等一系列实验结果建立了光的量子论的观念，1913年丹麦物理学玻尔最早用量子论的观念于原子结构的研究，建立起原子中电子运动状态的变化与光辐射的联系，1917年爱因斯坦进而阐述辐射的量子模型时指出，原子中吸收光子只有一个过程，而原子电子发射光子存在两个过程，即自发发射与受激发射，这是首次被理论预言光源发射光子可能被感生辐射或称受激发射，并且指出受激辐射的光子与人射的光子具有相同频率，相同位相，相同偏振，相同传播方向等特性。
但对通常光源在通常发光时温度处于平衡态下受激辐射是无法观察到的。
因之以后多人在研究观察受激辐射，引入负温度、负吸收等概念，直至1955年由美国科学家唐斯等与苏联科学家普罗霍洛夫等，首次提出三能级模型理论，同年实现了氨分子微波激射器。
后于1958年美国的唐斯与萧洛，前苏联科学家巴索夫、普罗霍洛夫分别提出在红外及可见光波段实现量子放大器的理论。
终于1960年首次被美国的梅曼用红宝石作工作介质，用脉冲氙灯作光泵，发明红宝石激光器及观察到激光现象，很快在许多国家的实验室重复了该项实验。
二、激光发射的基本过程（1）辐射的吸收与发射。
众所周知，物质是由原子构成的，原子是由带正电的核与绕核运动的电子所构成。
在微观世界中电子绕核运动能量不能有任意值，只能取某些固定值，为了表达电子的能量状态，通常用符号E来表示，在一般条件下，电子都处于原子中最低态的能量值，称为基态E0，当电子离开基态至能量提升状态时称为激发态（E e），电子由基态至激发态，或由激发态返回基态时，一般伴随有电磁辐射过程，这些辐射可以是可见光、红外线，或紫外线，依赖于二态之间的能量差。
激光技术的发展历程及应用激光技术，常常出现在科幻电影中，人们往往认为激光只是虚构的产物，但是在现实中，激光却已经成为了现代科技的重要组成部分。
那么，从激光的发展历程到其应用领域的不断扩大，让我们一起来大致了解一下这项尖端技术吧。
早在1917年，爱因斯坦就曾经提出过“受激辐射”的概念，但是当时科学技术的发展水平还没有达到足够的高度，这个概念也没有被实际应用，但是激光的发明却叫人们意想不到。
1958年，美国贝尔实验室的一位骨灰级物理学家查尔斯·汤斯登发明了世界上第一支激光器，创造了现代激光技术的开端。
这支激光器利用了氖气和氩气的混合物作为激发剂，发射出了6900艾米(A)波长的光，同时被认为是红色激光。
这是一项突破性的发明，也开创了激光技术的新纪元。
接下来的两年中，美国理工学院的理查德·泰普狄克和尤金·麦穆伦开发出了一种高功率的激光器，可以使激光器发出6200瓦的能量。
这项发明引起了世界各地的热议，科学家们开始意识到激光技术的潜力，以及未来将会在各个领域得到应用。
激光技术首先在工业领域得到了广泛应用。
激光切割机、激光打印机、激光雕刻机等产品以其高速、高精度以及低误差的优点成为了现代工业生产中的佼佼者。
而在医学领域，激光则被用于实施一些高精度手术，如激光角膜切割手术等，可以避免一些传统手术中出现的各种并发症。
而在军事领域，激光则是非常重要的武器之一。
美国的“精确制导武器”就是利用激光技术来指导导弹，从而实现精确打击目标。
在生活中，我们也常见到激光指针，可以用于教学、演讲、辅助工作等场景。
在科学研究领域中，激光技术也有着广泛的应用，从精确测量到材料表征等研究方向，都有着激光技术的身影。
然而，激光技术并不是完美的，它的应用前景中仍然存在着一些挑战。
比如在环境污染治理中，激光技术的能量密度过高，如果不加控制大量释放会对环境造成极大的影响。
同时，在激光技术的应用中，溶解粉尘或者金属等可被激光直接蒸发的物质会释放出大量有毒有害气体，仍需要不断探讨和改进。
激光简史及应学号2013210006用姓名杨策目录一——激光发展简史1.1 爱因斯坦提出受激辐射概念1.2 负色散的研究1.3 微波激射器的发明1.4 激光的设想二——激光的应用摘要：按照激光探头是否与激光作用的物质接触，分为接触式和非接触式两种工作模式。
激光应用的领域，主要有工业、医疗、商业、科研、信息和军事六个领域。
关键字：激光、受激辐射、负色散、微波激射器、电磁波辐射一、激光发展简史激光是20世纪中叶以后近二三十年内发展起来的一门新兴科学技术。
它是现代物理学的一项重大成果，是20世纪量子理论、无线电电子学、微波波谱学以及固体物理学的综合产物，也是科学与技术、理论与实践紧密结合产生的灿烂成果。
激光科学从它的孕育到初创和发展，凝聚了众多科学家的创造智慧。
他们的探索精神，值得我们认真学习和总结。
§1.1 爱因斯坦提出受激辐射概念激光的理论基础早在1916年就已经由爱因斯坦奠定了。
他以深刻的洞察力首先提出了受激辐射的概念。
所谓受激辐射的概念是这样的：处于高能级的原子，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、位相和速率也都一样。
于是，一个光子变成了两个光子。
如果条件合适，光就可以象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”。
爱因斯坦是在论述普朗克黑体辐射公式的推导中提出受激辐射概念的。
这篇论文题为《辐射的量子理论》，发表在德文《物理学年鉴》上。
爱因斯坦在玻尔能级理论的基础上进一步发展了光量子理论，他不但论述了辐射的两种形式：自发辐射和受激辐射，而且也讨论了光子与分子之间的两种相互作用：能量交换和动量交换，为后来发现的康普顿效应奠定了理论基础。
不过爱因斯坦并没有想到利用受激辐射来实现光的放大。
因为根据玻尔兹曼统计分布，平衡态中低能级的粒子数总比高能级多，靠受激辐射来实现光的放大实际上是不可能的。
