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1、1 赵震声赵震声 中国科学院理化技术研究所中国科学院理化技术研究所 2014.06.16. 2 目目 录录 纪念激光诞生纪念激光诞生50年年 激光漫画激光漫画 激光技术激光技术50年发展时间表年发展时间表 激光技术的典型应用激光技术的典型应用 激光市场激光市场 与激光有关的花絮与激光有关的花絮 激光以后还能干啥？激光以后还能干啥？ 3 目目 录录 纪念激光诞生纪念激光诞生50年年 激光漫画激光漫画 激光技术激光技术50年发展时间表年发展时间表 激光技术的典型应用激光技术的典型应用 激光市场激光市场 与激光有关的花絮与激光有关的花絮 激光以后还能干啥？激光以后还能干啥？ 4 全世界纪念激光发明全
2、世界纪念激光发明50周年周年 1960.5.16，世界第一台激光器红宝石激光器诞生。 激光发明50周年纪念活动在美国、全世界举行，红红 火火； Laserfest 组织一系列活动：各期刊的激光纪念特刊； 奥巴马总统给 Laserfest 的组织者发去贺信； 美国国会专门通过一个决议，纪念激光诞生50周年； 2010.11.29. 中国科学院、中国工程院、中国工程物 理研究院联合召开 “激光诞生50周年”纪念大会，四 川绵阳。 5 The Beam Goes on 50 Jears of Lsaer SciencesNews英国英国科学新闻科学新闻 1960年5月16日，第一台激光器诞生。 激光
3、技术广泛应用于尖端科学研究、工业加工、通讯、 医疗、军事、天文、日常生活等各个领域； 激光成为仅次于电脑的第二大重要发明，美国有关激 光技术的专利申请超过5.5万项； 美国最流行关键词：“引擎”，“电脑”，第三位 “激光激光” ； 50年来，激光无所不在，融入人们生活，每年和激光 相关产品和服务的市值高逾3万亿美元！ 6 如果如果 如果关闭所有的激光器，这将直接削弱我们的经济，其 他领域也将间接受到重大影响。 激光之所以扮演如此重要的角色，其特点：单色性、方 向性、高能量、高相干性。 激光运转：连续（cw）；脉冲 激光脉冲非常短，ns(10-9s) ，ps (10-12s) ，fs(10-15
4、s)， 甚至可以拍摄原子中电子的活动情况。 斯坦福大学光学研究中心主任托马斯.鲍尔在美国科学 促进会年会上指出，“最神奇的是，激光还有很多用途 在等待人们发掘。” 7 目目 录录 纪念激光诞生纪念激光诞生50年年 激光漫画激光漫画 激光技术激光技术50年发展时间表年发展时间表 激光技术的典型应用激光技术的典型应用 激光市场激光市场 与激光有关的花絮与激光有关的花絮 激光以后还能干啥？激光以后还能干啥？ 8 激光漫画 1迷人的故事 Its a fascinating story, fueled by cold war paranoia, a public fascinated by its sc
5、i-fi implications and pure scientific hard work. To illustrate, the Nobel Prize, the first prototype and the patent for the laser are all credited to different people. On a recent visit to U. Laval in Quebec Canada, Prof. Michel Piche characterizes the lasers history. Yes, the laser* turns fifty thi
6、s year. Light Amplified by Stimulated Emission of Radiation-LASERLASER. A Near-perfect copy of Prof. Smith (but Nicer). 梅曼 肖洛 汤斯 11位 科学家 科 幻 小 说 科 学 研 究 专 利 原 型 机 诺 贝 尔 奖 9 激光漫画 2激光原理激光原理 According to Einstein there are three ways an atom can Transition between levels. Piche explains to me how the l
7、aser works The atom absorbs a photon and goes up a level The atom drops a level and emits a photon The atom gets hit by a photon, emits an extra photon identical to the one that hit it, and drops a level. 10 激光漫画 3受激辐射受激辐射 Its this last effect, called “stimulated emission” that is used in the laser.
8、 By placing a medium (it can be anything: ruby, gas, jello) Between two mirrors and exciting it to a higher state, a sort of chain- reaction resonant echo chamber forms. The stimulated atom creates a perfectly synchronized copy of the original photon. 11 激光漫画 4 广泛传播广泛传播 Coincidentally, this week is
9、also the fifth year anniversary of the Phd lectures. Seeing how many people came out really helped inspire me to leave academia and do these comics full time. It was five years ago that I gave my first talk at M.I.T. (organized by my sister) 200 lectures later, I am most grateful to the fans that al
10、low me to do this for a living. In the echo chamber of academia, it is them that spread the word about Phd comics. At that first book signing, a girl named Christina drove in from out of town to get a book signed. Comic Studio: 日本CELSYS公司出品的专业漫画软件，数字化和无纸化。 12 激光漫画 5去问去问EinsteinEinstein During a tour
11、 of her lab. I ask her something thats been bothering me about how the laser works. Her favorite movie growing up was “real genius”. I recently ran into her during a visit to the U. of central Florida. 13 目目 录录 纪念激光诞生纪念激光诞生50年年 激光漫画激光漫画 激光技术激光技术50年发展时间表年发展时间表 激光技术的典型应用激光技术的典型应用 激光市场激光市场 与激光有关的花絮与激光有
12、关的花絮 激光以后还能干啥？激光以后还能干啥？ 14 激光技术激光技术50年发展时间表（年发展时间表（1） 1917年：爱因斯坦提出“受激发射”理论，一个光子 使得受激原子发出另一个相同的光子； 1953年：美国物理学家Charles Townes用微波实现 了激光器的前身：微波受激发射放大（maser）； 1957年：Townes的博士生Gordon Gould创造了 “laser”这个单词，从理论上表明可以用光激发原子， 进而产生一束相干光束，之后人们为其申请了专利，相 关法律纠纷维持了近30年； 1960年：美国加州的Theodore Maiman实现了第一 束激光运转； 15 1961
13、年: 激光首次在外科手术中消除视网膜肿瘤； 1962年: 发明砷化镓半导体二极管激光器，今天小型 商用激光器的支柱； 1963年帕特尔发明了第一台二氧化碳激光器，最早应 用到激光加工。 此项发明成为15年后诺贝尔物理学奖 重要基础； 1965年，詹姆斯.罗素开发第一台激光光盘，全新的激 光影碟问世； 1969年：激光用于遥感勘测，激光被射向阿波罗11号 放在月球表面的反射器，测得的地月距离误差在几米范 围内； 激光技术激光技术50年发展时间表（年发展时间表（2） 16 激光技术激光技术50年发展时间表（年发展时间表（3） 1971年: 激光进入艺术世界，用于舞台光影效果，以 及激光全息摄影。英
14、国籍匈牙利裔物理学家Dennis Gabor凭借对全息摄影的研究获得诺贝尔奖； 1974年，随着二极管激光器大规模生产，第一个超市 条形码扫描器在超市读取箭牌口香糖的价格； 1975年: IBM投放第一台商用激光打印机； 1978年: 飞利浦制造出第一台激光（LD）影视播放机， 不过价格很高（中国，500元/张）； 17 1982年: 第一台紧凑碟片（CD）播放机出现，第一部 CD盘是美国歌手Billy Joel在1978年的专辑52nd Street； 1983年: 里根总统发表了“星球大战”的演讲，描绘 了基于太空的激光武器； 1988年，北美和欧洲间第一个跨大西洋的光纤电缆架 通，通过激
15、光传输数据，国际电讯开始新纪元； 1990年：激光应用于制造业，集成电路和汽车制造； 1991年: 第一次用激光治疗近视、 海湾战争中第一次用激光制导导弹； 激光技术激光技术50年发展时间表（年发展时间表（4） 18 1996年: 东芝推出数字多用途光盘（DVD）播放器； 1997年，朱棣文 - 斯坦福大学教授发明了用激光冷却 进行低温下捕获原子的方法获得诺贝尔物理学奖， (2009年担任美国能源部长)； 2008年: 法国神经外科学家使用光纤，使用激光微创 手术治愈脑瘤； 2010年: 美国国家核安全管理局(NNSA)，使用192束 激光照射核聚变的反应原料、氢的同位素氘和氚，探索 解决核聚
16、变的关键困难。 激光技术激光技术50年发展时间表（年发展时间表（5） Steven Chu 19 中国激光第一人中国激光第一人 红宝石激光器 1961年9月 长春光机所 王大珩王大珩等 He-Ne激光器 1963年7月 上海光机所 邓锡铭邓锡铭等 掺钕玻璃激光器 1963年6月 上海光机所 干福熹干福熹等 GaAs同质结半导体激光器 1963年12月 王守武王守武等 脉冲Ar+激光器 1964年10月 电子所 万重怡万重怡等 CO2分子激光器 1965年9月 上海光机所 王润文王润文等 CH3I化学激光器 1966年3月 上海光机所 邓锡铭邓锡铭等 YAG激光器 1966年7月 西南技物所 屈乾华屈乾华
