主题：纪念激光发明50年曁NB颁奖季节讨论NB奖 -- nua

第一部:MAIMAN是怎样成为黑马的

第二章:东方不亮西方亮

第二节:巧合

MAIMAN有了成为黑马的潜力和动力---这是重要的内因,而外因以至于就是巧合和机会也是黑马能够从赛场外冲进来一鸣惊人第一个冲过终点的不可缺少的.

这外部的巧合有几点:

1.首先巨星汇集的东部研究所和苏联的研究院的巨人们都爱单模式激光,他们的考虑都或多或少有MASER的成分,而MASER的主要用途是做高分辨率分子光谱和时间标准--这也是这些巨人们的本行.在这种情况下MASER一般是连续工作才稳定.这就导致那篇1958年的文章的推导都是围绕连续状态, 从理论到建议使用的激发装置和工作过程.这就导致东部巨人们开始就给自己设置了一个太高的标准,同时忽略了脉冲激光的可能和后来的用途.连续激光的激发源种类数量和瞬时尖峰功率远逊于脉冲激发源,这就导致从钾原子到晶体到HE-NE激光的研制极为困难.这困难在于由于受限于激发源功率,最低能级无法被连续地功率激发源泵到高处,形成反转.而只能依靠4能级方案.

2.第二个最大的外在巧合成就了MAIMAN就是WIEDER和SCHAWLOW的合作.他们的合作开始于光泵红宝石(RUBY)MASER.WIEDER在59年的PRL的文章(VOL.3. P.469)里说为了产生较多窄的R线的光来泵RUBY,他用了一块RUBY来产生窄的R线的光.而他在这篇文章里提到的是PINK RUBY---一般低浓度Cr离子的红宝石叫PINK,可是这WIEDER明显是用的RED RUBY --- 很高浓度的Cr离子的红宝石. 而RED RUBY由于复杂的多的光谱和重复吸收,导致所有的测量都给吸收得差不多了, 导致想测的结果不了了之.WIEDER于是就得出了一个SCHAWLOW估计后悔得肠子青的结果--R线的荧光效率只有1%.这结论比TOWNES和SCHAWLOW说的三能级很难形成翻转的预设前提还要糟糕,彻底让SCHAWLOW放心地公开地说了一个错误观点--RUBY的R线是不可能发生激光的.这个公开的言论就是在59年9月在纽约的第一次量子电子学会议上发表的.

图解: RUBY R荧光线 (R1+R2)示意(黑白图取自MAIMAN的NATURE文章),WIEDER在59年的试验结果说R1+R2的效率不会超过激发光(从A2 到F2)的1%

3.另外的巧合就是RUBY也是当时固体MASER的主要材料,而HUGHES虽然没有想做激光,但也有RUBY MASER这主项目.各种各样的RUBY--不同浓度,切割和抛光,镀镜都驾轻就熟.

这些外在巧合,碰上细心的MAIMAN为了做MASER跑到SCHAWLOW做LASER的报告会上听出了漏子,加上和WIEDER的前嫌做动力,一只黑马立即如出弦的弓箭直冲着其他赛马忽视的捷径目标冲了过去!