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激光行业9月份热点聚焦:产业报告 华工科技 iPhone激光技术

  八、德国开展激光光学技术研究的机构和大学汇总

  起源于20世纪60年代初期的激光技术,是20世纪能够与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一,激光技术走过了50年的快速发展路程,其对人类社会的发展产生了深远的影响。

  激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是“通过受激发射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。

  激光的原理早在 1917年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现,但直到 1960 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段,去获得空前的效益和成果,从而促进了生产力的发展。

  1917年,爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘光与物质相互作用’。这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。

  1960年5月15日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。

  1960年7月7日,梅曼宣布世界上第一台激光器诞生,梅曼的方案是,利用一个高强闪光灯管,来激发红宝石。由于红宝石其实在物理上只是一种掺有铬原子的刚玉,所以当红宝石受到刺激时,就会发出一种红光。在一块表面镀上反光镜的红宝石的表面钻一个孔,使红光可以从这个孔溢出,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度。

  此时距离爱因斯坦提出激光理论已经相距43年才研制出第一台激光器,主要原因是:普通光源中粒子产生受激辐射的概率极小,当频率一定的光射入工作物质时,受激辐射和受激吸收两过程同时存在,受激辐射使光子数增加,受激吸收却使光子数减小。物质处于热平衡态时,粒子在各能级上的分布,遵循平衡态下粒子的统计分布律。按统计分布规律,处在较低能级E1的粒子数必大于处在较高能级E2的粒子数。这样光穿过工作物质时,光的能量只会减弱不会加强。要想使受激辐射占优势,必须使处在高能级E2的粒子数大于处在低能级E1的粒子数。这种分布正好与平衡态时的粒子分布相反,称为粒子数反转分布,简称粒子数反转。如何从技术上实现粒子数反转是产生激光的必要条件。

  目前,在欧洲地区激光产业发展最快的是德国,特别是激光材料加工方面处于世界领先的地位。1986年德国提出了 1987- 1992 年《激光研究与激光技术》资助重点的BMFT资助计划,在这五年期间实际投资为2亿6千2百万马克, 资助重点与经费分配为:激光器与元件36%,应用技术与系统集成48.9%,激光测量与激光分析12.2% ,其它2.3%;也就是说约72%的经费用于激光材料加工的课题(光源、元件、 系统和方法)。承担课题的有科研集团(FHG、MPG、GFE)6个科研所,9个大的激光中心,高校研究所中的30个科研组,共约900名科研人员参加。在这期间建立的比较著名的研究所和中心有:夫朗和费激光技术研究所、柏林固体激光研究所、汉诺威激光中心、斯图加特光束应用研究中心等。

  详细内容请点击:德国开展激光光学技术研究的机构和大学汇总

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