激光的英文名laster,是“Lightamplificationbystirnulatedemnissionofradiation”的缩写,意为“受激辐射式光频放大”。世界上第一台激光器是美国科学家梅曼(T.H.Maiman)于1960年研制成功的。
1960年7月7日,美国NewYorkTimes发表了梅曼研制成功第一台激光器的消息,随后又在英国Nature和BritishCommum发表,第二年其详细论文在PhysicalReview上刊出。其实,爱因斯坦(Einstein)在1916年便提出了一种现在称为光学感应吸收和光学感应发射的观点(又称受激吸收和发射),这观点后来成为激光器的主要物理基础。
1952年,马里兰大学的韦伯(Weiber)开始运用上述概念放大电磁波,但其工作没有进展,也没有引起广泛的注意。只有激光的发明人汤斯(C.Towes)向韦伯索要了论文,继续这一工作,才打开了一个新的领域。汤斯的设想是:由4个反射镜围成一只玻璃盒·盒内充以铊,盒外放一盏铊灯,使用这一装置便可以产生激光。
汤斯的合作者肖洛(A.Schawlow)擅长光谱学,对原子光谱及两平行反射镜的光学特性十分熟悉,便对汤斯的设想提出了两条修改意见:
(1)铊原子不可能产生光放大,建议改用钾(其实钾也不易产生激光)。
(2)建议用两面反射镜便可以形成光的振荡器,不必沿用微波放大器的封闭盒子作为谐振器。
直到现在,尽管激光器的种类很多,但汤斯和肖洛的这一设想仍然是各类激光器的基本结构。
1958年12月,PhysicalReview发表了汤斯和肖洛的文章后,引起了物理界的关注,许多学者参加了这一理论和实验研究,都力争自己能造出第一台激光器。汤斯和肖洛都没有取得成功,原因是汤斯遇到了无法解决的铯和钾蒸气对反射镜的污染问题,而肖洛在实验研究后却误认为红宝石不能产生激光。可是,一年多后在世界上出现的第一台激光器正是梅曼用红宝石研制成功的。尽管世界上第一台红宝石激光器不是由汤斯和肖洛研制出来的,但是他们所提出的基本概念和构想却被公认是对激光领域划时代的贡献。
以下是激光器的发展历程:
(1)1962年出现了半导体激光器。
(2)1964年由帕特尔(C.Patel)发明了第一台CO2激光器。
(3)1965年发明了第一台YAG(钇铝石榴石)激光器。
(4)1968年开始发展高功率CO2激光器。
(5)1971年出现了第一台商用1000WCO2激光器。
(6)2014年飞越激光首台800W精密光纤激光切割机研发成功。
上述一切,特别是高功率激光器的研制成功,为激光加工技术应用的兴起和迅速发展创造了必不可少的前提条件。