激光物理的创立及早期的发展

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本论文对激光物理的创立及其早期发展的历史过程进行了探讨。 20世纪中叶以后由于量子电子学的发展而出现了一个新的分支,以研究激光物理机制,探索新型激光器,已形成了专门的学科,即激光物理,或因激光发源于电子技术而称为量子跃迁物理学,它是以1964年的诺贝尔物理学奖为标志的。激光物理的创立,是人类认识自然道路上的一座里程碑。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。激光物理自创立以后,在短短几十年的时间里的发展取得了一系列重大成就,今天激光已广泛地应用于众多的领域之中,影响和改变着我们的生活、行为乃至观念。激光物理从它的孕育到初创和发展,其道路十分曲折,凝聚了众多科学家的创造和智慧。因此,探讨激光物理创立的历史,总结历史经验,对于了解现代科学技术产生过程和推动激光物理研究和发展会有所帮助。 论文主体共分四个部分。第一部分主要论述了激光物理理论背景的酝酿过程,对受激辐射、负吸收、粒子数反转这几个激光物理的基本理论的建立过程作了研究和分析。第二部分主要通过一些原始论文详细地探讨了激光物理的创立过程。这部分叙述了微波波谱学的产生背景、研究内容及其对激光物理的影响;阐明了激光物理的先驱者汤斯在发明激光器的直系祖先——微波激射器过程中的创新、突破点、成就以及对激光产生的直接意义;详细地探讨了在向光波外推的过程中,汤斯和另一位激光物理的先驱者肖洛一起如何创造性地成功解决制造激光器的最主要的障碍——模式选择问题;论述了名不见经传的梅曼如何按照汤斯和肖洛的设计思想,成功地运转了第一台红宝石激光器的过程,以及梅曼的成功给我们的启示。第三部分综述了激光物理在创立的前二十年(60年代—70年代)里的发展和主要的应用情况及其影响。第四部分是对激光物理创立和发展过程的总结和简评。主要是总结了汤斯和肖洛的工作;探讨了激光技术推迟出现的原因及迅速发展的动力;并据此简要地分析了影响科学技术发展的一些基本因素。限于篇幅,作者将激光技术在中国的发展简况放在论文的附录部分,使读者能够大致了解到中国激光发展的概要。
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