五 “激光”——中国的专利

激光的英文全称为:Light Amplification of Stimulated Emission of Radiato in,缩写为 LASER,愿意为受激辐射光放大。而我国制成这种新光源之初,人们称它为“光的受激辐射放大器”。一来这个名字太长,二来念起也有点别扭,书写也不太方便。便有人把它压缩为光激射,也有按基本意思称它为“光量子放大器”的,有人干脆按 Laser 的译音,称为“莱塞”或“镭射”。可较为麻烦的是,只要一提到莱塞,随后还得加注一长串的解释: 也叫光受激辐射放大器,光量子放大器,光激射器,镭射等等,总让人感到不太理想。

在此基础上,《光受激发射情报》杂志社(即现在的《国外激光》杂志) 编辑部给我国著名科学家钱学森写了一封信,请他给 Laser 取一个中国的名字。钱学森给编辑部回信,建议命名为“激光”。1964 年冬天,在上海召开的全国第三届光量子放大器学术报告会上,提交了钱学森的这个具有中国特色,属于中国专利的建议,受到与会者的一致赞同,从此统一了命名,以“激光”风行天下。

“激光”这个名称,显然比“光受激辐射放大器”、“光量子放大器”、“光激射器”等来得简短,而比起“莱塞”、“镭射”等纯属音译的名称, “激光”更具中国风味。更重要的是很确切地表达了这个概念的基本意思。“光”字的意义本身十分清楚,“激”则很容易使人联想到“激发”,“激励”的一类概念。“激光”是汉语中的缩写,Laser 则是英语中的缩写,前者可望文生义,后者即连那“光”的影儿也见不到。

世界上第一台红宝石激光器,只能输出单一的波长波光,它输出的波长为 6943 埃(1 埃=10-10 米)的红光,激光输出为间歇式脉冲输出。我国的科技工作者大胆设想,勇于创新,希望自己研制的激光器能像收音机那样根据人们的需要自由调谐。

我国科技工作者选定的下一个目标是,以氦——氖混合气体作工作物质氦——氖激光器。这种激光器打到屏幕上的红光斑应连续发光,调整反射镜时,红光斑变换出各式花样——激光模式花样。它随着激光器工作条件变化而发生变化。

激光器的种类按工作物质划分,有固体激光器(如红宝石激光器)、气体激光器(如氦——氖激光器)、半导体激光器如染料激光器等。固体激光器中,特别引人重视的是钕玻璃激光器,它的工作物质是将稀土元素钕掺入到硅酸盐或磷酸盐玻璃中制成的,造价低输出能量高。我国在研制钕玻璃激光器方面,令举世瞩目。半导体激光器具有小型化与用途广泛的特点。染料激光器输出的波长可调谐,有着极为特殊的应用价值。

研究工作中发现,单靠加大工作物质的体积,既受到技术上的限制,又不很实用,而靠提高泵浦源的功率,也有一定限度,超过了限度,激光器输出功率不但不再同步提高,反而使激光的性能减弱。我们的科研人员在激光器共振腔上打主意,于是产生了调 Q、锁模等特殊技术。采用调 Q 技术,同样一台红宝石激光器,输出功率猛然提高 100 倍,后来发明的更为先进的调Q 开关,使激光器的峰值功率达到亿瓦至 10 亿瓦,光脉冲闪光时间缩短至亿分之一秒。而利用锁模技术,可产生闪光的时间只有万亿分之一秒的光脉冲, 峰值功率达到百万亿瓦。