历尽艰辛锐意创新-中国第一台红宝石激光器的研制

《》30　3(2009):347—357TheChineseJournalfortheHistoryofScienceandTechnology　Vol.30No.3(2009)　———陈崇斌　孙洪庆(,230026)　　中国激光开拓者在科学技术水平和工业基础都非常落后的60年代初,克服了理论和技术上的各种困难,设计了具有中国独特结构的红宝石激光器,于1961年9月成功实现了激光输出,开创了中国的激光事业。　中国　第一台激光器　研制过程　N092∶TN24　A　　　　　1673-1441(2009)03-0347-11　　　:2009-01-23;:2009-07-07　　　:,1969,,;,1977,,。2060。,,、、,,、、,。1960(T.H.Maiman,1927—2007)。,(1)19619(“”)。“1　(:《()》)。,。”[1],,,,。,,,,。,,　　　　　　30,,,,。1　,,,。,,。“”,1916(A.Einstein,1879—1955),。2050,(C.H.Townes,1915—)。[2],,,1955。1958,(A.L.Shawlow,1921—)《》《》,(),。[3],。19605,,(),,。[4]2050,,。1958,①,,,1959103。,。②、③,,。④,。50,,、8005000。,、、,。348①②③④(1919—1968),。1937。、、,。(1930—),。1952()。,。。(1930—1997),。1952。,。,。《》,2008112,。　3:　———,,。1959F-P。[5],,,。2　,《》,、,,。2.1　:,。,,、、。,,,。,,:,30,,。,UY,B,。,,,,,。[6]。,。Cr2O3①。X②。,、、B,SR③。、R、S-、R,④。349①②③④:《》,:,:KY63-13-01,:11。:《X》,:,:KY63-13-01,:9。:《》,:,:KY63-13-01,:6;:《》,:,:KY63-13-01,:7;:《》,:,:KY63-13-01,:8,[7]。、:《R》,:,:KY63-13-01,:1;、:《S-》,:,:KY63-13-01,:2;、:《R》,:,:KY63-13-01,:4。　　　　　　30。2.2　、:,,,。、、,、,,。。,。3,,,,。[8],,。:使用螺旋状氙灯的目的是保证光射到宝石中去。实际上,一个光源发出的光只有很少能照射到宝石中去,灯的有用尺寸不能超过宝石棒,所以,国外使用的螺旋状氙灯实际是个半废品。假如不懂这个基本的光学规律,我们可能会去模仿,但我们懂得灯的尺寸不能超过宝石棒的尺寸这个道理,知道螺旋棒是没有用的,所以,我们制作了直管状的脉冲氙灯。①,。,,②。,。、,,。,,。,,,23—25。20,,、,。[9]20,。,。。,,。,,,,。([5],14),。、、、、、、350①②《》,2008112,。《》,2008112,。　3:　———、,,。,。,,[10]。2.3　:,。,,,。:[11]。:,。,,,,[12]。,。。,,,。。,1.76。25,,,①。2.4　:,,,,。、、、,,。,。,,。,。[7],,、3,。,。,,。,,,。5mm、30mm。,351①:《》,19632,:,:KY63-13-01,:11。　　　　　　30,,,①。,5,,1m。,②,,2%—15%。2.5　、,。,,60cm,。,,,。([5],14)19617,,。,。:尽管我们不是世界上第一次尝试,但除了原理性的一两篇文章之外,当时只看到过一两条新闻报道。要在我们自己的实验技术基础上把一种全新的设想变成现实,确实是不容易的。当时对光受激发射振荡阈值在实验上的理解也不清楚,谁也没有见到过荧光强度曲线产生什么样的变化才是达到临界振荡的标志。……要知道,开始时仅刚达到振荡阈值条件,任何一点疏忽都会导致总体实验的失败。而要找出毛病所在,在当时也绝非轻而易举,甚至已经出现激光,仍旧半信半疑。记得有一次王之江感冒在家,笔者和担任主要实验工作的汤星里到他家讲了当天的实验情况,他做了肯定性的判断。接着,又从示波器屏上的荧光曲线观察到有一处突出的尖峰,同时拍摄了近场、远场照片,记录了F-P干涉环,才最后确定实现了激光输出。([5],14—15)19619,。,。,、。,,,,,。,,。0.003③。,1,[13]。,,,(352①②③:《》,:,:KY63-13-01,:12。(1931—),。1952()。,。。:《》,19632,:,:KY63-13-01,:11。　3:　———)。,。《》19641[14]。2.6　:1961,,。,,,,,。,(),,,,,Q,Q,。,(),。,,。,,。,,MgF21%,,。,,[15]。,(Q)。[16]2.7　0.003,。1962,。,———、、、、。,,,1①。,、、。,5。,,(),,10,10353①:《》,:,:KY63-13-01,:5。　　　　　　30①。3　1,,,。,。,、、、、,。1953,,———,。,②,“()”。[17]1953,③,,。,、,、、、。,、、,、、、、X,。,,1958,,,、、、、、、、(“,”)。。[18],50,、、、、、,。,,———、、、、,。,,。,354①②③:《》,:,:KY63-13-01,:4。(1915─),。1936。1938,1948。,,,,,。、。(1904—1986),。1930,19341937。。。　3:　———。。,、、,,。,30,。,。1958,,。,,、、,。([1],2),,,。,。,,。,1958,,;。,,。,,,,;、,。。,,、,,。,,、、。:这种奠基性的创业工作,对后来的影响是深远的,甚至是决定性的。离开了这个基础,就谈不上激光的发展。可以这样说,假如梅曼那台激光器提早10年,在1950年问世。恐怕当时我们就只能欣赏、赞叹,而难以动手制作。([5],13)。4　　,:355　　　　　　30,,。,,。,,,。———、,、,。,。,,。,,。,,“,”([5],15)。,,、,,。,。。,。1962,,“:?”([5],13),,。,,。1962,《1963—1972》,,:“(Laser),、、,,。”“”①。,,“,,。”[19]。,,。　　在本文的写作过程中,王之江先生接受了作者的访谈并提供了一些资料,长春光机所档案处提供了红宝石激光器的科研档案,在此谨表谢意!　　　1　.[M].:,1991.1—2.2　().:[M]..:,2002.356①()。　3:　———3　ShawlowAL.TownesCH.InfraredandOpticalMasers[J].Phys.Rev.,1958,12:1940—1947.4　MaimanTM.StimulatedOpticalRadiationinRubyMaser[J].Nature,1960,187(8):493—494.5　.(1960—1964)[J].,1990,(12):13—16.6　,.[A].1979[Z].:,1980.29—31.7　.[J].,1963,(7):409—424.8　T.M.[J]..,1985,(11):1—6.9　,.[A]..[C].:,1964.117—121.10　,,.[A]..[C].:,1964.105—106.11　.[A]..[C].:,1964.81—83.12　.[A]..[C].:,1964.84—88.13　.20[J].,1980,(1):1—12.14　.[J].196310.,1964,(1):63—71.15　.[A]..[C].:,1964.61—72.16　.Fabry-Perot[A]..[C].:,1964.73—80.17　.[M].:,2000.173.18　[M].:,2002.5—6.19　.[A]..2000[C].:,2000.87—94.TheDevelopingProcessoftheFirstLaserinChinaCHENChongbin,SUNHongqing(DepartmentofSci.TechandArchaeometry,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)Abstract　Inearly1960s,theChinesepioneersconstructedthefirstrubylaserwithuniquestructureswithoutthesupportofadvancedtechnologyandhighlevelofindustrialbase.Inthispaper,thedevelopingprocessofthefirstlaserisreviewed.Keywords　China,firstlaser,developingprocess357