主题：激光爸爸的传奇痛苦经历---序 -- nua

现在读正统的激光教科书讲到激光的奠基性文章都会提到1958年TOWNES和SCHAWLOW 在物理评论(PHYSICAL REVIEW)上的“OPTICAL MASER"一文 。

尤其是其中的两大概念---光泵浦和FP法布里裴罗腔，奠定了现代激光的基础。

其中的一个具体的例子，比如如何造成气态钾原子能级布居数反转，已经被MAIMAN 报复性地攻击揭露是充满了低级错误。

其实，这两个概念也都不能算是TOWNES和SCHAWLOW的原创。TOWNES和SCHAWLOW在文献引用上面也没有充分体现这两个概念的来源。

去年，笔者阅读了NICK TAYLOR所著的“LASER--The Inventor, the Nobel Laureate, and the Thirty-Year Patent War”，里面讲到了为什么GORDON GOULD 可以打赢专利官司，除了美国的专利法规，GOULD本身确实给激光的诞生起到了重要的推手作用，结合其他文献，笔者在此试图缕清历史上激光概念诞生重要的时期，即1955年到1958年，的几个关键节点。其中，我们可以看到GOULD 不是一个做流氓专利的无赖，而是独立构思，并且为激光诞生奉献了他最美好的青春。

1953年，TOWNES和学生James P. Gordon 和H. J. Zeiger 制造了第一台氨气的MASER，能级的布居数反转没有依靠外来能量的注入，而是用分子束分离了高低能量的氨气分子。但是MASER这一仪器并没有立刻引起人们太多重视。

1954年，TOWNES的学生，中共间谍王天眷验证了MASER具备天然的频率稳定性，这验证了当时非常热的原子钟的概念，并且说明MASER这样的放大器更适合高精度的原子钟，结果在科学杂志发表。TOWNES和 MASER从此一炮而红。 在此之前，比如1949年美国国家标准局（当时叫NBS）LYONS 所作的原子钟是根据氨气分子的吸收谱线，精度比石英表还差。TOWNES在MASER成功发迹后，就想如何把MASER移到更高的频段，比如光波段。他后来在专利法庭诚实地承认他当时并不知道如何制备光波段的激发态亚稳定原子或者分子，而是想如何慢慢提高MASER的频率，从微波，到太赫兹，再到远红外，最终达到光波段。

1955年的一天，Rabi 从法国游学回来，来到GOULD的实验室告诉了GOULD 法国高等师范学院的ALFRED KASTLER 如何用光泵过程来制造亚稳态的原子。

1955~1956年，GOULD 根据KASTLER的光泵原理设计了铊原子灯并且在1956年底得到了亚稳态，即激发态铊原子的电子磁微波谱，导师KUSCH一起见证了这一设计和结果。GOULD觉得他可以博士毕业了。

1956年末，GOULD和TOWNES 讨论了光泵的原理和结果，TOWNES看到了如何制备激发亚稳态原子从而实现OPTICAL MASER的可能，GOULD听了MASER的具体原理和应用后也意识到了同样的可能和意义。TOWNES还邀请GOULD到他组里面做了光泵的学术报告。

1957年2月，GOULD 过了博士资格考试，就差写论文了。但是KUSCH看到只有GOULD能够熟练使用光泵后就要求GOULD继续做几个实验再毕业，这样他才能更好地在电子磁矩的领域领先。这点上，GOULD和另外一个因电子磁矩得NB奖的老板，LAMB，的学生 MAIMAN一样被大牛老板利用到了极致，都同时被迫推迟毕业。同时GOULD和MAIMAN都为激光所激动，为激光诞生起到了父亲和母亲的作用。

1957年9月14日，TOWNE S在 确认激发态的亚稳原子可以在光波段实现后，在笔记本上写了OPTICALMASER 的设计，但是仍然使用的是MASER的盒子，他在这页笔记中也写到这盒子的结构使得频率选择在光波段极为困难。

1957 10月4日，苏联制造的人类第一颗人造地球卫星升空，在美国的上空 每隔一个半小时就飞过一次，播放着无线电信号。这头顶上的卫星和无线电波极大地打击了美国人一直有的科技领先优越感，而赶到前所未有的恐惧和对国家制度的怀疑。美国政府开始积极行动来扳回这一开始的败局，科学家可以实验他们的很多荒诞的想法了。

1957年11月初，经过几个昼夜的鏖战，GOULD把一年多来的思路总结后，写下了LASER 的缩写和设计原理。包括了激发态亚稳原子分子的制备，和FP腔选频。意识到TOWNES会有同样的想法，GOULD在11月13日立刻公证了他的笔记。

1958年2月TOWNES的博士后，妹夫SCHAWLOW也想到了FP腔，开始和TOWNES构思1958年的基础性论文。

。