激光構(gòu)思

激光是高科技的產(chǎn)物，是20世紀(jì)偉大的發(fā)明，然而有關(guān)激光的理論構(gòu)想和實(shí)際發(fā)明，都契機(jī)于科學(xué)家突發(fā)而至的靈感。

著名物理學(xué)家查爾斯·H，湯斯是激光理論的最初構(gòu)想者。他因從事激光理論的基礎(chǔ)研究獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。他談到有關(guān)激光的最初構(gòu)想時(shí)說(shuō)：

“激光的想法是在1951年春天的某一個(gè)早晨，在美國(guó)首都華盛頓一個(gè)公園的椅子上誕生的。當(dāng)時(shí)我正坐在一個(gè)名叫‘富蘭克林廣場(chǎng)’的小公園的椅子上，觀賞著正在盛開(kāi)的杜鵑花。突然，在我頭腦中出現(xiàn)了一種得到從分子發(fā)出的非常單一形式電磁波的實(shí)際方法。因?yàn)楫?dāng)時(shí)，我正在探求用當(dāng)時(shí)的電子管技術(shù)還不可能實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)生高頻電磁波的方法。如果能得到波長(zhǎng)這樣短的電磁波，就有可能使用它進(jìn)行非常精確的測(cè)量分析。我甚至感到，那勢(shì)必導(dǎo)致在物理、化學(xué)等各種領(lǐng)域產(chǎn)生許多新的見(jiàn)解……

“當(dāng)坐在‘富蘭克林廣場(chǎng)’小公園的椅子上時(shí)，我的考慮是基于以下這樣一些知識(shí)：

“原子和分子可以吸收放射能，而且是以光、電波和熱的形式來(lái)進(jìn)行吸收的。而放射能是以量子的形式，即非常小的能的顆粒的形式被吸收。這時(shí)，原子將從低能的位置被推到高能的位置，我們把這叫做‘激勵(lì)’。而被‘激勵(lì)’的原子放置后，將會(huì)返回到低能的位置，同時(shí)放出一個(gè)量子單位的放射能。這種放射，就是以光的形式出現(xiàn)的電磁波。

“然而，我所注意的取得放射能的方法不同，即所謂‘電磁波的感應(yīng)放出’方法。”這個(gè)理論是愛(ài)因斯坦1917年提出的。下面我簡(jiǎn)單說(shuō)明一下：

“一個(gè)原子，一旦受到光線等放射的刺激，就會(huì)產(chǎn)生和那種放射在振動(dòng)數(shù)和方向上完全相等的新的放射，同時(shí)，失去能量降到低能的位置。這樣的現(xiàn)象如果發(fā)生在自然界，例如增強(qiáng)從黑紙一方進(jìn)入的光線，則會(huì)向其他方向傳播開(kāi)來(lái)，實(shí)際上，這就是激光的原理。

“但是，為了產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象必須有個(gè)特殊的條件，即被激勵(lì)具有高能量原子的數(shù)目必須多于處于低能量原子的數(shù)目。

“在公園里那天早晨，我注意到這樣一點(diǎn)，即如果人能利用電子管產(chǎn)生比一般電磁波的波長(zhǎng)更短的電磁波，就能制造出一種裝置，利用它來(lái)產(chǎn)生激光束。同時(shí)我也認(rèn)識(shí)到，如果使這種感應(yīng)放出的放射能在一個(gè)尺寸嚴(yán)格確定的箱子中產(chǎn)生的話，則得到的光通過(guò)放大，就可以得到一種穩(wěn)定而且非常強(qiáng)大的東西�！�

而另一最初提出激光應(yīng)用專利的科學(xué)家高爾登?古德也是靈感突至。

高爾登于1920年7月17日生于紐約市，他大學(xué)時(shí)學(xué)的是物理，就是在那時(shí)，他對(duì)光產(chǎn)生了濃厚的興趣。1941年他在耶魯大學(xué)攻讀博士，第二次世界大戰(zhàn)使他中斷學(xué)業(yè)，為曼哈頓工程(即原子彈工程)工作了二年。1951年古德在哥倫比亞大學(xué)繼續(xù)攻讀博士，同時(shí)在紐約市政學(xué)院授課。

1957年11月9日是個(gè)星期六，半夜時(shí)分古德還沒(méi)入睡，他當(dāng)時(shí)37歲。大約清晨1點(diǎn)鐘左右，他突然來(lái)了靈感：電燈發(fā)出的亮光如果不僅僅是乳白色的，而是……他為這個(gè)想法徹夜未眠，將自己的靈感在日記本上做了詳盡描述，勾勒出各個(gè)組成部分，并計(jì)劃出其將來(lái)的用途。星期三早晨，古德來(lái)到了住所附近的一家糖果店，請(qǐng)這家糖果店的店主，一位公證人，在他的筆記本上連署并記下日期。筆記本上記述了怎樣集光成束并用其切割、加熱物質(zhì)、測(cè)量距離的方法，激光就這樣誕生了。古德知道，這就是他一生為之奮斗的發(fā)明。[-(@_@)-]

然而他卻沒(méi)有預(yù)料到，為他的這一發(fā)明得到專利幾乎耗費(fèi)了他的半生——30年。有很多次，政府對(duì)古德要求的專利權(quán)的反對(duì)極為激烈，幾乎令他和同事、朋友們開(kāi)始害怕政府所屬各產(chǎn)業(yè)部門要聯(lián)合起來(lái)阻止他獲得專利了。

直到1989年他才贏得了最后勝利，獲得了最后一項(xiàng)有關(guān)激光的專利。這使得古德控制了百分之九十在美國(guó)使用的銷售激光專利，包括焊接汽車部件、殺死皮膚癌細(xì)胞、制導(dǎo)武器、在結(jié)帳合登記價(jià)格等在內(nèi)的激光專利權(quán)。受古德專利權(quán)直接影響的激光工業(yè)的年銷售額達(dá)5億美元。具有諷刺意味的是，如果早在30年前授予這些專利，那么這些專利權(quán)還在激光工業(yè)仍微不足道時(shí)即已失效，古德的收入僅為目前收入的幾分之一。隨之而來(lái)的是，世界上100多家包括福特、東芝、通用電器等大公司在內(nèi)的激光制造商或使用商競(jìng)相與古德簽署許可證合同，他由此成為一個(gè)千萬(wàn)富翁。

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