第1讲-激光简史、发展与应用模板只是分享
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• 激光：
– 受激辐射光放大
1.1 激光简史
• 史前时代
– 17世纪—对光的本性的探求：
• 波动说：以一定方式沿空间传输的波动过程，惠更 斯、虎克；
• 微粒说：以经典方式运动着的微小粒子，牛顿；
– 19世纪：
• 光的波动本性有了进一步发展 • 电磁场理论、麦克斯韦方程组
1.1 激光简史
• 19世纪下半叶发展起来的电磁场理论能够 解ห้องสมุดไป่ตู้光的反射、折射、干涉、衍射、偏振 和双折射等现象；
– 1950年，Kastler提出了光学泵浦的方法，两年后该方法被实现。 他因为提出了这种利用光学手段研究微波谐振的方法而获得诺贝 尔奖。
"for the discovery and development of optical methods for studying Hertzian resonances in atoms"
1.1 激光简史
– 1960年年中，IBM实验 室的Sorokin和 Stevenson利用CaF2中 的三价铀制成了第一台 四能级固体激光器；
– 1960年12月，BELL实 验室的Javan， Bennett和Herriott制成 了第一台氦氖气体激光 器；
1.1 激光简史
1.1 激光简史
• 突破
– 1956年Nicolaas Bloembergen在 哈弗大学提出了固态微波激射器的 概念， 于1956年10月在Physical Review上发表了一片又决定意义的 文章，第一台成功的设备几个月后 在Bell实验室研制出来。
– 1958年Schawlow和Townes在 Physical Review Letters 上发表 论文“Infrared and Optical Maser”，标志着激光作为一种新事 物登上了历史舞台。
第1讲-激光简史、发展与应用模 板
课程简介
– 先修科目
• 几何光学 • 物理光学 • 量子力学 • 数学物理方法
– 参考书目
• 激光原理 国防工业出版社 2009年版 周炳琨等编 • 量子电子学 科学技术出版社 1983年版 Amnon Yariv，刘
颂豪等翻译 • Lasers, Anthony E. Siegman, Maple-Vail Book Manufacturing
Group, 1986 • Principles of Lasers, Orazio Svelto, Plenum Press, 1998
1.1 激光简史
• 什么是激光？ • LASER：
– Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
1.1 激光简史
– 1913年，玻尔借鉴了普朗克的量子概念提出了全新的 原子结构模型，并因此获得1922年诺贝尔物理学奖；
"for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them"
1.1 激光简史
– 1947年，Lamb和Reherford在氢原子光谱中发现了明显的受激 辐射，这是受激辐射第一次被实验验证。Lamb由于在氢原子光 谱研究方面的成绩获得1955年诺贝尔物理学奖；
"for his discoveries concerning the fine structure of the hydrogen spectrum"
• 然而到了20世纪初，出现了黑体辐射、原 子线状光谱、光电效应、光化学反应和康 普顿散射等实验现象，这些涉及到光与物 质相互作用时能量与动量交换特征的就无 法用当时的经典理论来解释。
1.1 激光简史
• 黎明前的黑暗
– 1900年，普朗克提出了能量量子化概念，并因此获得 1918年诺贝尔物理学奖； "in recognition of the services he rendered to the advancement of Physics by his discovery of energy quanta"
1.1 激光简史
– 1951年,Townes提出受激辐射微波放大，即MASER的 概念。
– 1954年，第一台氨分子Maser建成，首次实现了粒子 数反转，其主要作用是放大无线电信号，以便研究宇 宙背景辐射。Townes由于在受激辐射放大方面的成就 获得1964年诺贝尔物理学奖。
"for fundamental work in the field of quantum electronics, which has led to the construction of oscillators and amplifiers based on the maser-laser principle"
– 1917年，爱因斯坦在玻尔的原理结构基础上，提出了 受激辐射理论，为激光的出现奠定了理论的基础；
– 1928年，Landenburg证实了受激辐射和 “负吸收”的存在；
1.1 激光简史
– 1940年，V.A Fabrikant在其博士论文中提出 了产生粒子数反转的实现方法，粒子数反转是 MASER/LASER产生的必要条件。
1.1 激光简史
– 1959年，Gordon Gould 发表论文“The LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”，这是 LASER这一术语第一次被提出。
– 1960年5月，休斯实验室的Maiman和Lamb 共同研制的红宝石激光器发出了694.3nm的 红色激光，这是公认的世界上第一台激光器。
– 1905年，爱因斯坦提出光子假说并成功解释了光电效 应，并因此获得1921年诺贝尔物理学奖； "for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect"
– 受激辐射光放大
1.1 激光简史
• 史前时代
– 17世纪—对光的本性的探求：
• 波动说：以一定方式沿空间传输的波动过程，惠更 斯、虎克；
• 微粒说：以经典方式运动着的微小粒子，牛顿；
– 19世纪：
• 光的波动本性有了进一步发展 • 电磁场理论、麦克斯韦方程组
1.1 激光简史
• 19世纪下半叶发展起来的电磁场理论能够 解ห้องสมุดไป่ตู้光的反射、折射、干涉、衍射、偏振 和双折射等现象；
– 1950年，Kastler提出了光学泵浦的方法，两年后该方法被实现。 他因为提出了这种利用光学手段研究微波谐振的方法而获得诺贝 尔奖。
"for the discovery and development of optical methods for studying Hertzian resonances in atoms"
1.1 激光简史
– 1960年年中，IBM实验 室的Sorokin和 Stevenson利用CaF2中 的三价铀制成了第一台 四能级固体激光器；
– 1960年12月，BELL实 验室的Javan， Bennett和Herriott制成 了第一台氦氖气体激光 器；
1.1 激光简史
1.1 激光简史
• 突破
– 1956年Nicolaas Bloembergen在 哈弗大学提出了固态微波激射器的 概念， 于1956年10月在Physical Review上发表了一片又决定意义的 文章，第一台成功的设备几个月后 在Bell实验室研制出来。
– 1958年Schawlow和Townes在 Physical Review Letters 上发表 论文“Infrared and Optical Maser”，标志着激光作为一种新事 物登上了历史舞台。
第1讲-激光简史、发展与应用模 板
课程简介
– 先修科目
• 几何光学 • 物理光学 • 量子力学 • 数学物理方法
– 参考书目
• 激光原理 国防工业出版社 2009年版 周炳琨等编 • 量子电子学 科学技术出版社 1983年版 Amnon Yariv，刘
颂豪等翻译 • Lasers, Anthony E. Siegman, Maple-Vail Book Manufacturing
Group, 1986 • Principles of Lasers, Orazio Svelto, Plenum Press, 1998
1.1 激光简史
• 什么是激光？ • LASER：
– Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
1.1 激光简史
– 1913年，玻尔借鉴了普朗克的量子概念提出了全新的 原子结构模型，并因此获得1922年诺贝尔物理学奖；
"for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them"
1.1 激光简史
– 1947年，Lamb和Reherford在氢原子光谱中发现了明显的受激 辐射，这是受激辐射第一次被实验验证。Lamb由于在氢原子光 谱研究方面的成绩获得1955年诺贝尔物理学奖；
"for his discoveries concerning the fine structure of the hydrogen spectrum"
• 然而到了20世纪初，出现了黑体辐射、原 子线状光谱、光电效应、光化学反应和康 普顿散射等实验现象，这些涉及到光与物 质相互作用时能量与动量交换特征的就无 法用当时的经典理论来解释。
1.1 激光简史
• 黎明前的黑暗
– 1900年，普朗克提出了能量量子化概念，并因此获得 1918年诺贝尔物理学奖； "in recognition of the services he rendered to the advancement of Physics by his discovery of energy quanta"
1.1 激光简史
– 1951年,Townes提出受激辐射微波放大，即MASER的 概念。
– 1954年，第一台氨分子Maser建成，首次实现了粒子 数反转，其主要作用是放大无线电信号，以便研究宇 宙背景辐射。Townes由于在受激辐射放大方面的成就 获得1964年诺贝尔物理学奖。
"for fundamental work in the field of quantum electronics, which has led to the construction of oscillators and amplifiers based on the maser-laser principle"
– 1917年，爱因斯坦在玻尔的原理结构基础上，提出了 受激辐射理论，为激光的出现奠定了理论的基础；
– 1928年，Landenburg证实了受激辐射和 “负吸收”的存在；
1.1 激光简史
– 1940年，V.A Fabrikant在其博士论文中提出 了产生粒子数反转的实现方法，粒子数反转是 MASER/LASER产生的必要条件。
1.1 激光简史
– 1959年，Gordon Gould 发表论文“The LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”，这是 LASER这一术语第一次被提出。
– 1960年5月，休斯实验室的Maiman和Lamb 共同研制的红宝石激光器发出了694.3nm的 红色激光，这是公认的世界上第一台激光器。
– 1905年，爱因斯坦提出光子假说并成功解释了光电效 应，并因此获得1921年诺贝尔物理学奖； "for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect"