紅寶石激光器的工作物質(zhì)是紅寶石棒。在激光器的設(shè)想提出不久，紅寶石就被首先用來制成了世界上第一臺激光器。激光用紅寶石晶體的基質(zhì)是al2o3，晶體內(nèi)摻有約0.05%（重量比）的gr2o3。cr3+密度約為，1.58×1019/厘米3。cr3+在晶體中取代al3+位置而均勻分布在其中，光學(xué)上屬于負(fù)單軸晶體。在xe（氙）燈照射下，紅寶石晶體中原來處于基態(tài)e1的粒子，吸收了xe燈發(fā)射的光子而被激發(fā)到e3能級。粒子在e3能級的平均壽命很短（約10-9秒）。大部分粒子通過無輻射躍遷到達(dá)激光上能級e2。粒子在e2能級的壽命很長，可達(dá)3×10-3秒。所以在e2能級上積累起大量粒子，形成e2和e1之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，此時晶體對頻率ν滿足
 

　　hν＝e2—e1
 

　　（其中h為普朗克常數(shù)，e2、e1分別為激光上、下能級的能量）的光子有放大作用，即對該頻率的光有增益。當(dāng)增益g足夠大，能滿足閾值條件時，就在部分反射鏡端有波長為6943×10-10米的激光輸出。
 

　　紅寶石激光器的發(fā)明者——希爾多•梅曼http://edu.dahe.cn 2007-05-18 11:27:59 科學(xué)網(wǎng)
 

　　大河教育網(wǎng)訊
 

　　據(jù)《紐約時報》5月11日在線報道，美國物理學(xué)家、世界上第一臺激光器的發(fā)明者希爾多•梅曼(theodore h. maiman)因病于加拿大溫哥華的不列顛哥倫比亞大學(xué)逝世，享年79歲。梅曼罹患的是系統(tǒng)性肥大細(xì)胞增多癥(systemic mastocytosis)，一種罕見的遺傳疾病。
 

　　梅曼的發(fā)明為人類做出了重大的貢獻(xiàn)，激光器已經(jīng)成為在醫(yī)學(xué)、工業(yè)以及眾多科研領(lǐng)域不可或缺的基本儀器設(shè)備。
 

　　激光器通過受激發(fā)射放大原理產(chǎn)生一種相干光輻射(激光)。1960年7月7日，《紐約時報》首先披露，梅曼成功制成了世界上第一臺紅寶石激光器，他以閃光燈的光線照射進(jìn)一根手指頭大小的特殊紅寶石晶體，創(chuàng)造出了相干脈沖激光光束，這一成果后來震驚了全世界。在全世界頂尖的實驗室都爭取第一個發(fā)明激光器的情況下，梅曼當(dāng)時的雇主——洛杉磯休斯飛機(jī)公司(hughes aircraft company)獲得了勝利。
 

　　不過，梅曼在發(fā)表文章時并不順利。他先把論文投到《物理評論快報》(prl)，但當(dāng)時的編輯sam goudsmit認(rèn)為這只是又一篇maser 重復(fù)工作的文章，因此拒絕發(fā)表。后來梅曼終于將文章發(fā)表在《自然》雜志上。當(dāng)然，經(jīng)過多年的努力爭取，梅曼的成就已經(jīng)得到了廣泛的承認(rèn)。
 

　　梅曼1927年7月11日生于加州洛杉磯，是一個電氣工程師的兒子。父親希望他成為一位醫(yī)生，但他認(rèn)為對激光的研究將對醫(yī)學(xué)產(chǎn)生更大的影響。盡管梅曼小時候是一個野性難馴的孩子，但他的數(shù)學(xué)非常好。在1949年從科羅拉多大學(xué)碩士畢業(yè)后，梅曼來到斯坦福大學(xué)攻讀博士研究生，并于1955年獲得博士學(xué)位，他的導(dǎo)師是于1955年獲得諾貝爾物理學(xué)獎的拉姆(willis e. lamb)。
 

　　在休斯飛機(jī)公司工作時，梅曼告訴老板他希望能夠制造一臺激光器，但由于當(dāng)時其他著名實驗室都沒有做出什么令人振奮的成果，休斯公司還是希望他在計算機(jī)方面進(jìn)行一些“有用”的工作。但梅曼堅持要進(jìn)行研究，并以辭職相威脅。最終公司給了他9個月的時間，5萬美元和一位助手。
 

　　在第一臺激光器獲得成功后，梅曼又繼續(xù)對激光器在醫(yī)學(xué)治療上的應(yīng)用進(jìn)行研究，盡管當(dāng)時的公眾認(rèn)為這是一種“致死”的光線。不過，由于休斯公司并沒有再對激光器的潛在應(yīng)用進(jìn)行更多的投入，梅曼選擇了離開并于1961年創(chuàng)辦了自己的korad公司。
 

　　終其一生，梅曼獲得了無數(shù)的獎勵。盡管1964年的諾貝爾物理學(xué)獎并沒有授予發(fā)明了世界上第一臺激光器的他，而是給了此前發(fā)明了微波激射器并提出激光器原理與設(shè)計方案的美國貝爾實驗室物理學(xué)家湯斯和蘇聯(lián)物理學(xué)家巴索夫、普羅霍羅夫，但梅曼仍兩次獲得諾貝爾獎提名，并獲得了物理學(xué)領(lǐng)域著名的日本獎和沃爾夫獎。他還于1984年被列入“美國發(fā)明家名人堂”(national inventors hall of fame)。在《自然》雜志一百周年紀(jì)念的一本書中，湯斯將梅曼的論文稱為該雜志100年來發(fā)表的所有精彩論文中“字字珠璣的最重要的一篇”。
 

　　對梅曼的紀(jì)念活動將在5月16日舉行，因為這正是梅曼的激光器第一次開始工作的日子。