［编者按]光受激发射器自从1960年在美国加利福尼亚的休斯研究实验室首次论证以来迄今已有二十五年了。在过去四分之一世纪中，在许多和平利用和国防应用方面，它已成了一种无法估价的器件，为此今年七月底一期的英国科学杂志nature刊出了一组纪念性文章，本刊先选译了《为什么要庆祝激光器发明二十五周年》—文，以飨读者。

激光发射器创建于二十五年前，在这一期（Nature Vol. 316 NO. 6026下同）上发表了一个历史性的说明和某些新近的工作。从来也没有哪一种工具像激光发射器那样，如此迅速地普及过。

我们为什么要庆祝科学仪器激光器发明二十五周年呢？为什么不按照惯例、更事等待、进行五十周年或者百年纪念呢？或者因为激光器主要是一种工具，为什么不纪念这种使激光器件有成为现实可能的发现，而要庆祝那些成功地达到目的的工具呢？一系列的问题都由本期307 ~ 330页上的文章所导出，接下来便是解释。

首先，对于激光器，人们很容易提出仅是一种被公认的具有广泛多样性用途的器件的假设，但毕竟是错误的。在过去二十五年里所已发生过的一切，特别是发展激光器的第一次操作，也是使在（或接近）可见光区研究相干电磁辐射成为可能的第一次，已有被人遗忘的倾向。通过对比，相干微波辐射的研究，对被称为maser*的激光的微波类似物的较早发明，绝无凭借之处，也是清楚的。

事有凑巧，两种器件在它们那时也都是最早由爱因斯坦在其辐射量子理论发展之日（在1912年）所推断的最生动而实际的现象的真实性论证，他认为一个受激原子所能发射的某种频率的光子，将受那种频率的或其类似的辐射的激发；受激发射的可能性将与受激辐射的强度成比例。虽则永远没有任何理由对爱因斯坦的结论进行诡辩（这一结论曾于本世纪二十年代由R. H. 福勒、A. S. 艾廷顿在计算通过行星际大气的辐射传递时所积极采用），虽则爱因斯坦系数的直接运算在1926年已成为波动力学的最早成就之一，但应有一个直接的论证，使其经常有助于使一种现象成为生活中的现实。

器件的创建者目前已经公开了。他们的目的似乎仅仅要使每一种可能的电磁激发纳入激光的工作原理，从而出现了固态半导体激光器（在那里，激发是电子进入导带）。结果是相干辐射因为受激发射之故经常与激发的条件相协调。实际困难常是那些充分供给的受激实体，原子或半导体的电子的产生以清除同一辐射中非相干的自然发射。所以抽运（从基态到受激态）就是设计者消耗能的所在。

在这个过程中出现了一件奇妙事，发表在近期《应用物理学通讯》上，加拿大国家研究委员会的R. S. 泰勒和K. E. 利沃布尔德企图延展氙/氯受激二聚物激光的脉冲长度（应用物理学通讯47，81；1985）。这里的受激态是一个离子化原子的受激态，这种较低的水平是一种束缚松弛的外层电子态，能差相当于紫外线辐射。抽运这样一种方法必需意味着放电的自由电子的产生。

但是这样一种现象怎样持续一个合理的时间长度，譬如说一微秒呢？答案是一对电容器组一半通过初级变压器放电，高压时一个迅速（几十毫微秒）另一个缓慢地通过激光气体，由激发脉冲进行电导。这种器件的工程，必需目前最普遍遇到的那些把电容器能量释放入热核聚变反应机（激光是十分小规模的）的等离子体的组织者们的那种争论。

泰勒与利沃布尔德要求它们的器件以紫外线辐射的0.4微秒脉冲达到百分之二的效率。并实际上对他们那样器件的继续运行采取向前看的态度，同时美国战略防御构思（SDI）也将对此感到兴趣。他们计算过在相当于3.75毫瓦的持续运行中仅延续0.4微秒脉冲时，从每公升发射激光气体中取得1.5焦耳的能。抽运产生X射线激光的材料，仍有某些其他途径。

那些就是实际问题；什么是有利的？甚至在如此短促的二十五年后，易于作一鸟瞰，或者容许采取一种由激光的使用以改造整个研究领域的方法。化学家关心化学反应的作用过程，首先在于评价这种方法能否由一些特殊途径和比那些化学变化与相互作用更快激发分子的价值。举一个富有实效的结果为例，那就是在光合作用中关于叶绿素分子的作用的知识，那是过去所完全不可能理解的。与此相类似，目前在光谱学方面开拓了一个全新的领域，即名为里德伯原子的高受激原子，它的存在已经使制备里德伯态所能有效使用的工具成为可能，使包括核素在内的性能计算成为可能，以及上层大气或行星际大气的计算成为可能，其价值应该说是巨大的。

这种文献的最漫不经心的读者现在必须意识到，在大部分研究领域中，激光影响的普遍性。（这一期应用物理学通讯刊登泰勒与利沃布尔特的论文已经在制订激光新作用的计划方面具有不少于八个其他原因。但是该杂志是这一器件的设计者的连续而系统的注解）。最新的论证是，激光依靠光子吸收中的动量转移，可能用于使原子实质上丧失其直线运动的速度（术语称为“Cooling”）一事，指出了进一步加强原子光谱学精确性的途径，而且对频率标准或时间标准的明确性甚至比目前使用的更正确（见nature六月廿七日号P716 B. W. Petley文）。

某些地质结构，例如圣安德累斯断层临界部分的稳定性是用大地测量学激光监测的；用于直接计算上层大气激光雷达（LIDAR）构成要素的基础的其他器件；地球卫星和阿波罗留在月球上的角隅反射望远镜等的数据积累将对太阳系动力学的目前了解进行一次更精确的试验，而且还将包括对相对论性的校正在内。

这样，就有许多值得庆祝的了。激光将会证明在如此不同领域中具有如此的影响，那是二十五年前所预见到的，使人感到意外的是，已经发生的一切竟是如此迅速，而又如此之多！

（译自nature 1985年7月25~31日号）