主题：【原创】激光爷爷不懂激光,光谱老爹不懂光谱 -- nua

一个爱因斯坦和玻尔都有的成见

激光如此容易实现,正如TOWNES说的”任何东西只要使劲推泵就能发激光”;SCHALOW为了把贬低MAIMAN的第一个激光,更说什么糖豆也能做成激光.

但为什么很多物理学家,包括爱因斯坦都仅仅提出受激辐射,而没有提出激光的概念? 再比如说很多其他科学家,比如说玻尔在听了TOWNES有关MASER的概念时,就说”但这是不可能的”.

关键原因在于大家们都有的一个成见---就是受激辐射必须是稳定状态下发生,而实际上受激辐射只要有发光跃迁过程就可以被外来辐射激发导致受激辐射.

爱因斯坦虽然在1916年就提出受激辐射概念,但是他并没有仔细考虑瞬间受激辐射能否发生. 加上当时没有一种物质体系是有稳定的能级翻转,因为稳定的能级翻转是违背热力学波尔兹曼定律的.因此,连玻尔这样的大家也会脱口而出”BUT THAT IS IMPOSSIBLE”.

到了1954年,TOWNES发明MASER, 证明了能级翻转可以通过人为激发实现.但是他和SCHALOW又陷入了另一个成见 --- 就是这能级翻转必须连续稳定. SCHALOW之所以提出4能级激光概念, 并且对深红RUBY的4能级情有独钟也是因为这种成见--- 因为能级结合各能级间寿命的不同才能实现稳定能级翻转. 1960年,MAIMAN用RUBY的三能级结构用脉冲光导致激光发生, 证伪了这种成见. 但是人们仍然认为翻转能级需要一定的寿命,不然的话激光效率就很低,很难实现.

但是光学参量放大器的翻转能级寿命明显很短,可以说是零, 但是光学参量激光仍然可以高效率运行.而最近成熟的量子级连激光器, 翻转能级寿命只有不到皮秒, 远小于二极管激光的翻转能级寿命,但同样可以高效运转.