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红宝石激光器是1960年由美国梅曼博士最先发明的世界上第一台激光器,其激光介质为掺有Gr2O3的红宝石棒,通过光泵实现粒子数反转进而得到激光输出。
美国物理学家、世界上第一台激光器的发明者希尔多·梅曼(Theodore H. Maiman)因病于加拿大温哥华的不列颠哥伦比来亚大学逝世,享年79岁。梅曼罹患的是系统性肥大细胞增多症(systemic mastocytosis),一种源罕见的遗传疾病。
终其一生,梅曼获得了无数的奖励。尽管1964年的诺贝尔物理学奖并没有授予发明了世界上第一台激光百器的他,而是给了此前发明了微波激射器并提出激光器原理与设计方案的美国贝尔实验室物理学家汤斯和苏联物理学家巴索夫、普罗霍罗夫,但梅曼仍两次获得诺度贝尔奖提名,并获得了物理学领域著名的日本奖和沃尔夫奖。他还于1984年被列入“美国发明家名人堂”(National Inventors Hall of Fame)。在《自然》杂志一百周年纪念的一本书中,汤斯将梅曼问的答论文称为该杂志100年来发表的所有精彩论文中“字字珠玑的最重要的一篇”。
纪念梅曼的活动在每年的5月16日举行,这也是梅曼的激光器首次使用的日子。
特点:在激光器的设想提出不久,红宝石来就被首先用来制成了世界上第一台激光器。激光用红宝石晶体的基质是Al2O3,晶体内掺有约0.05%(重量比)的Gr2O3。Cr3+密度约为,1.58×1019/厘米3。Cr3+在晶体中取代Al3+位置而均匀分布在其中自,光学上属于负单轴晶体。在Xe(氙)灯照射下,红宝石晶体中原来处于基态E1的粒子,吸收了Xe灯发百射的光子而被激发到E3能级。粒子在E3能级的平均寿命很短(约10-9秒)。大部分粒子通过无辐射跃迁到达激光上能级E2。粒子在E2能级的寿命很长,可达3×10-3秒。所以在E2能级上积累起大量粒子,形成E2和E1之间的粒子数反转,此时晶体对频率ν满足hν=度E2—E1 (其中h为普朗克常数,E2、E1分别为激光上、下能级的能量)的光子有放大作用,即对该频率的光有增益。当增益G足够大,能满足阈值条件时问,就在部分反射镜端有波长为6943×10-10米的激光输出。普通的激光器答发出来的光可以是绿色的,而红宝石的只能是红色的,而且红宝石激光器发出的激光聚集性更强,功率更大,能量更强!