纪念激光发明50年（2.1.1）

作者 NUA CCThere 原载 http://www.ccthere.com/alist/3083231  经作者特别授权发表

第二部:黑马撞线的夏天
  第一章:走大运
     第一节: 快出来了
上回说到MAIMAN从纽约回到LA就象吃了兴奋剂---他的直觉告诉他"要撞大运了---something big".
但是回到HUGHES的实验室---当时还没有搬家,就在洛山矶机场边的机库改的建筑里面,他很快意识到他的首要目标是要让他的顶头上司支持他的计划---一步登天做激光.可惜他的顶头上司LYONS是一个不太爱最新科技的管理人员,他绝对没有想让MAIMAN停下手头上MAISER的工作去做什么天方夜谭的LASER.MAIMAN编了一个非常合理的说法给LYONS---搞清楚R系列的荧光效率是造更好MASER的必要条件.LYONS于是同意MAIMAN的请求,开始让MAIMAN一鱼两吃地做荧光光谱实验,主攻仍然是光泵的MASER. 
上司同意测R系列的荧光效率,MAIMAN于是就花了$1,500买了一台比较高级的光栅光谱仪.这时候已经是12月份了,用这光谱仪MAIMAN立刻测量了RUBY的R系列荧光,结果就象他3个月前在纽约的直觉一样---R系列的荧光效率接近100%,WIEDER的结果胡里胡涂地彻底错误了.他又做了几个实验,证明了不仅R系列的荧光效率高,而且做实验的脉冲闪光灯泡已经能够把RUBY里所有的Cr++离子从基态激发到4F2能级,然后几乎100%地转换到2E能级.
他的第一个试验是用脉冲闪光灯泡把Cr++离子从基态激发到4F2,同时观察基态在磁场磁距分开的两个能级造成的微波吸收(0.38cm-1,1.3GHz),结果发现在脉冲的高点,微波吸收被大大衰减了.而微波吸收衰减的恢复也和2E能级的荧光衰减同步.他的这就证明了闪关灯能把大多数Cr++离子从基态激发到4F2,同时很快堆积到2E能级,而从2E能级通过荧光降到基态的过程要几个毫秒--- 这就在几个毫秒里造成了能级分布翻转,而这时如果有来回往复的光反射,通过模式选择--激光就会立刻发生!!!
 

MAIMAN没有停在微波吸收被闪光脉冲大大衰减的试验,他又测量了连续光在闪光灯脉冲时在各个波长的的吸收随脉冲时间的变化,也都验证了同样结果.
而这时候激光已经是呼之欲出---只要把RUBY晶体棒两端抛光并保持平行,甚至不用反射膜激光就会发生!任何当时在激光赛马跑道上的人都会意识到这一决定性的时刻已经来到.
MAIMAN这几个实验的设计是如此地经典---充分体现了MAIMAN在做光谱实验方面的扎实的基本功和对物理过程的通澈理解.直到今天类似的PUMP-PROBE激光光谱实验技术仍然在被广泛使用.可以说MAIMAN不仅打破了激光应该连续工作的传统观念,而且揭示了脉冲激光的工作原理和很多具体应用.