主题：纪念激光发明50年曁NB颁奖季节讨论NB奖 -- nua
今年是激光发明50周年纪念,为此相关的学会和国会都大搞纪念活动.
激光的发明是典型的非自然存在的人类创造,并且由此而来改变了人类的生活方式. 从CD/DVD到光纤通讯,从微电子制造到近视眼治疗,从我们报告会上的激光笔到星球大战的幻想武器...---激光已经渗透到了我们生活的各个方面.
围绕激光的NB奖也有10几个人了--估计仅次于X射线化学生物结构得的数目,但是激光才发明50年,X射线却发明了110多年了.然而作出第一个激光的发明人THEODORE MAIMAN却没有得到NB奖.这其中的故事在这个NB奖颁发的季节却值得我们回顾---
1.科学家也是凡人呀;
2.创世纪的工作来自普通车间和实验室;
3.工业化社会的大师来自普通人,是广种薄收,不是克意培养出来的.
楼主主要从HUGHS的失败的公关文章和对BELL实验室充满不满的科普作家JEFF HECHT的作品来回顾一下这样创世纪的历史.
网上资料:
NB奖中有关LASER的---漏缺了用激光软电离大分子的田中耕一(2002年化学NB奖)
http://www.laserfest.org/lasers/pioneers/nobel.cfm
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看来中国对激光技术的研究还是紧跟世界潮流的啊
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1963年12月16日，毛泽东在听取国务院副总理兼国家科学技术委员会主任聂荣臻汇报十年科学技术规划时强调指出：“死光，要组织一批人专门去研究它。要有一小批人吃了饭不做别的事，专门研究它。没有成绩不要紧。军事上除进攻武器外，要注意防御问题的研究，也许我们将来在作战中主要是防御。进攻武器，比原子弹的数量我们比不赢人家。战争历来都需要攻防两手，筑城、挖山洞都是防嘛。”
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1963年，激光诞生后3年，中国的高层就开始重视它了，毛主席还是很有远见的啊。
第一部:MAIMAN是怎样成为黑马的
第一章:太多正式选手
第一节:红爸爸
MAIMAN为什么不是LASER发明大赛中的正式赛马.
LASER是 LIGHT AMPLIFIER from STIMULATED EMISSION RADIATION(受激辐射光放大器)的缩写---这个名字是由一个象钱学森一样在麦卡西时代受迫害的共党嫌疑分子起的.
这个1941年参加过共产主义学习班的年青人叫GORDON GOULD,由于这段污点历史,他在纽约市立大学的半职教师工作也在麦卡西时代在政审中丢了---怎么能让共党分子毒害下一代?
他遭受的迫害受到哥伦比亚大学物理系主任KUSCH(1955年电子磁矩NB奖获得者)的同情,给他搞了一个RA全奖,于是他可以全职攻读博士学位.他在攻读博士学位其间听了系里面另外一个物理巨人(1964年发明激光的NB奖获得者)TOWNES的有关MASER(MICROWAVE AMPLIFIER from STIMULATED EMISSION RADIATION,受激辐射微波放大器)发明的最新进展.1957年,他和TOWNES胡侃了之后认为可以把MASER的原理从微波波段移植到光波段--为此他在学校旁边的一个杂货铺里面的兼职公证局里把他的原理草图公证了,然后在1959年就申请了LASER专利和学名.这专利比TOWNES后来在BELL实验室申请到的专利足足早了一年.当然由于他的名字远没有TOWNES和SCHAWLOW还有BELL实验室响亮,他的专利申请居然被拒绝了,但这个GOULD一直没有放弃,最后在80年代才赢得了这LASER的第一个专利和老爸的称号.红爸爸也终于发了百万美金的专利财---彻底变修了.
GOULD在毕业后1959年和一个私人公司TRG一起申请到了ARPA的$30万元(后来又增加到$1百万)来造世界的第一个LASER,可惜这时候麦卡西时代的政治审查依然有效,他的研究员资格由于亲共嫌疑被吊销.他的用钾原子来做LASER的项目仍然做了起来,但是由于当时技术条件限制---钾原子很快就附着在玻璃表面被氧化,因此"LASER名字之父"在LASER的发明竞赛中彻底撞了墙.
实际上,LASER和中文翻译激光并不能准确地反应人们要做的和我们今天用的激光---因为这名字仅强调了激发放大,而没有考虑共振腔的设计;而没有共振腔仅仅是放大,激光就无法产生极端的亮度---光谱和方向性.
而这个过早的名字也使得第一个激光的发明成了争论的焦点---楼主认为MASER和LASER的最大不同就是腔的设计和输出偶合.
见MASER共振腔---其输出是用同轴电线实现的.
http://en.wikipedia.org/wiki/Maser
而激光LASER关键在于FP腔和输出,Gould的第一发明和LASER名字专利之父之所以不是虚名在于他画的腔是绝对经典的FP腔(1957年11月公证的,其中草图下提到PARTIALLY REFLECTIVE PARALLEL MIRROR):
而TOWNES的57年9月画的腔还是没有从MASER中脱胎换骨--不过TOWNES把激光发生的条件理论公式又强调了一遍:
在光纤通讯在1970年被认为是保密通讯方式后,TG立即利用中美的蜜月期引进了光纤通讯的光纤和半导体激光技术,作为VC投资了美国最先进的LASERTRON,成就了武汉邮电WTD的前身.
现在TG在激光和光学非线性晶体方面的领先地位完全是毛时代的遗产.
而在科学春天里,本来刚开始的半导体晶体生长研究被停止,于是在这最高工业技术方面仍然远远落后.
“作为VC投资了美国最先进的LASERTRON”
美国向中国投资吗？当时是如何办理的？
JIM HSIEH当时和合伙人找VC投资他的发明,碰上经济危机 --- 类似现在的情况,但TG可是穷的只能"打肿脸充胖子喊口号".居然找到了TG邮电部--TG邮电部居然把宝贵50万外汇做了VC(肯定要TG特批),同时把百十号装配工空运到麻省去培训.后来美国经济好转了,又开始限制高技术出口,TG被迫把股权出手,发了几百万.---JEFF HECHT的"CITY OF LIGHTS"
几十年以后看，大部分现有激光器类别的主要原理特性用途都介绍了。那书应该是给普通部队工厂院校之类人员的科普教材，可见的确跟得相当紧。90年代以前的出版业还是挺不错的，某出版社口号就是：要做出版家，不做出版商。
和英文的大布头放在案头---虽然土但是已经说明了工业化的决心和成果.
这些书不都是毛时代出版的,但人财的积累都是毛时代的产物.
这笔生意最大的收获就是那批技术人才吧？
那些培养的人材估计很多都洋插队了.
【整理】华为任正非专题:我惟一对不起的只有父母
http://www.ccthere.com/article/3078034
那我们最大的收获是什么？
是通过合作获得了一些技术么？
能不能给介绍一些这方面相关的文章或书籍，谢谢！
这方面WTD30周年纪念应该自己去回顾一下毛的遗产和80,90年代的冬天.
目前主要只有盛世展望.
这段历史看来蛮有意思的
您可以专门写一篇文章
这里要说一下当时美国的西部尤其是相对东部来说还科学还很不发达.哥伦比亚大学那时是电子无线电光学的圣地,MASER的发明人TOWNES从BELL实验室转到哥大,从国防部弄了很多的冷战研究基金来搞他的MASER研究.他花了很多钱,MASER还没有影,以至于哥大的大牛们,RABI(NMR原理的发明人,1944年NB奖)和系主任KUSCH(GOULD的导师)都说"CHARLIE 你的发明估计应该放弃了".但是有钱能使鬼推磨,加上正确的方向,MASER终于在1953年被TOWNES发明了.
TOWNES发明MASER之后立刻就想到类似原理的机器是应该可以做到光波段的. 他有这方面的联想主要是由于他希望有高分辨率和高亮度的光源来进行分子和原子的光谱研究,还没有想到高能量激光的加工能力,甚至没有想太多激光在通讯方面的应用. 而GOULD在1959年的专利申请里就科幻一般把激光说成是能开天辟地的神器.
网上资料:
http://www.laserfest.org/
http://www.aip.org/history/exhibits/laser/
与此同时,冷战的东方阵营苏联也没歇着,BASOV和Prokhorov也独立地甚至更早地造出了MASER.这几个巨人几乎同时意识到类似的器件也可以在光波段实现.
但是这从微波到光波段的变化是联想起来很容易,做出来就不容易了.主要难点有两处:
1. 实现常规温度下大规模的违反热力学第二定律的原子和分子在高低能级间分布数量的反转."热力学第二定律"说白了就是原子分子总爱呆在低能量处---高能级的地方的数量总少于低能级的地方的数量,受激辐射"开闸放水"就无法发生. 但是可以先把原子蓄在不容易下来的高处再通过受激辐射"开闸放水". TOWNES通过利用原子能级间衰减寿命的不同设计了钾原子的四能级反转受激辐射"开闸放水"结构,这一想法估计最早在1956年就被TOWNES想出来了.
网上资料:
http://www.laserfest.org/lasers/video-history.cfm
2. 而LASER的共振腔是另一难点.估计TOWNES在想出4能级实现翻转之后就和SCHAWLOW 和GOULD都吹了牛,他们2位先后都加入了FP的概念. TOWNES并且和SCHAWLOW一起把FP腔想法也加在一起发表在1958年6月的PHYSICAL REVIEW上.这一里程碑的文章和日子被BELL实验室说成是激光LASER的诞生日,也是日后NB奖的主要依据. 但是GOULD的公证草图明显早于这篇文章--而这篇纲领性文件居然连一个FP腔草图也没有.
苏联的2位大师也在这其间提出了类似的能级分布反转和激光腔设计理论,并且发表了俄文文献.
甚至可以说对激光来说,FP腔是比实现能级分布反转更重要的. 后来很多的激光并不需要实现能级分布反转就能够发射激光,比如说半导体的二极管(DIODE)和量子级联(QUANTUM CASCADE)激光, 还有非线性光学的参量光学激光(OPO).
[正写改稿]===请不时回来
我不够资格--只是道听途说,75年时我还乳嗅未干呢
这边JEFF HECHT---一个专栏激光科技作家介绍了一些
http://www.ccthere.com/article/2977280