激光構思

激光是高科技的產物，是20世紀偉大的發明，然而有關激光的理論構想和實際發明，都契機於科學家突發而至的靈感。

著名物理學家查爾斯·H，湯斯是激光理論的最初構想者。他因從事激光理論的基礎研究獲得了諾貝爾獎。他談到有關激光的最初構想時說：

“激光的想法是在1951年春天的某一個早晨，在美國首都華盛頓一個公園的椅子上誕生的。當時我正坐在一個名叫‘富蘭克林廣場’的小公園的椅子上，觀賞着正在盛開的杜鵑花。突然，在我頭腦中出現了一種得到從分子發出的非常單一形式電磁波的實際方法。因爲當時，我正在探求用當時的電子管技術還不可能實現的產生高頻電磁波的方法。如果能得到波長這樣短的電磁波，就有可能使用它進行非常精確的測量分析。我甚至感到，那勢必導致在物理、化學等各種領域產生許多新的見解……

“當坐在‘富蘭克林廣場’小公園的椅子上時，我的考慮是基於以下這樣一些知識：

“原子和分子可以吸收放射能，而且是以光、電波和熱的形式來進行吸收的。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，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’。而被‘激勵’的原子放置後，將會返回到低能的位置，同時放出一個量子單位的放射能。這種放射，就是以光的形式出現的電磁波。

“然而，我所注意的取得放射能的方法不同，即所謂‘電磁波的感應放出’方法。”這個理論是愛因斯坦1917年提出的。下面我簡單說明一下：

“一個原子，一旦受到光線等放射的刺激，就會產生和那種放射在振動數和方向上完全相等的新的放射，同時，失去能量降到低能的位置。這樣的現象如果發生在自然界，例如增強從黑紙一方進入的光線，則會向其他方向傳播開來，實際上，這就是激光的原理。

“但是，爲了產生這樣的現象必須有個特殊的條件，即被激勵具有高能量原子的數目必須多於處於低能量原子的數目。

“在公園裏那天早晨，我注意到這樣一點，即如果人能利用電子管產生比一般電磁波的波長更短的電磁波，就能製造出一種裝置，利用它來產生激光束。同時我也認識到，如果使這種感應放出的放射能在一個尺寸嚴格確定的箱子中產生的話，則得到的光通過放大，就可以得到一種穩定而且非常強大的東西。”

而另一最初提出激光應用專利的科學家高爾登?古德也是靈感突至。

高爾登於1920年7月17日生於紐約市，他大學時學的是物理，就是在那時，他對光產生了濃厚的興趣。1941年他在耶魯大學攻讀博士，第二次世界大戰使他中斷學業，爲曼哈頓工程(即原子彈工程)工作了二年。1951年古德在哥倫比亞大學繼續攻讀博士，同時在紐約市政學院授課。

1957年11月9日是個星期六，半夜時分古德還沒入睡，他當時37歲。大約清晨1點鐘左右，他突然來了靈感：電燈發出的亮光如果不僅僅是乳白色的，而是……他爲這個想法徹夜未眠，將自己的靈感在日記本上做了詳盡描述，勾勒出各個組成部分，並計劃出其將來的用途。星期三早晨，古德來到了住所附近的一家糖果店，請這家糖果店的店主，一位公證人，在他的筆記本上連署並記下日期。筆記本上記述了怎樣集光成束並用其切割、加熱物質、測量距離的方法，激光就這樣誕生了。古德知道，這就是他一生爲之奮鬥的發明。