激光的出现

人类很早就运用过光华通信手段，烽火台、信号弹等都是原始光通信的例子。电话的发明者贝尔在 1880 年发明了光电话。他试图把声音的变化转变成光束强度的变化，就像在电话中把声音的变化转变成电流的变化一样。他的这个实验是成功的，但无法用到实际中去。因为这种简单的方法是视距通信，通信双方必须相互可见。而且，当时所用的光源是普通光，含有多种频率成分，亮度低，容易发散，因此通信的效果很差。此后很长一段时间，光通信沉寂了。

1958 年，美国科学家查尔斯·汤斯和阿瑟·肖洛发现了一种奇怪的现象： 当他们将闪光灯泡的光照射在某种称作稀土晶体的物体上时，晶体的分子会爆发出集中的、颜色鲜艳的不发散的强光。这就是激光现象。这一惊人的发现马上吸引了科学界的注意。经过短期的研究后，汤斯和肖洛提出了下述激光理论：任何物质的分子都会在一定的频率下振荡发光，当物质受到与此固有振荡频率相同的“能量”刺激时，它们就会发出激光。激光就是物体因受激辐射而发射出放大的强光的简称。两年后，美国学者梅曼成功地制造了世界上第一台红宝石激光器。

激光是一种高纯度的光，它只包含单一频率的光波。我们平时看到的普通光都是由多种频率的光组成的，如太阳光、白炽灯光等。它们所发出的光散向四面八方，不能汇聚成束。激光不同，它的光束是不发散的，即使投射到几公里以外，其光斑也只有茶杯口般大小。它的方向性比最好的探照灯还好一千倍。由于激光的光束异常集中，因此亮度很高。激光所具备的这些优良性能使它成为合适的通信用光源，光通信从此拉开了序幕。