红宝石“激发”中国之光 | 科技自立自强之路

1961年9月一个年轻的团队创造出“中国第一”“世界第二”的奇迹这就是中国首台红宝石激光器它发出的第一束光橘红如火耀眼无比照亮了中国激光史
这个团队来自中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下简称长春光机所）由时年30岁的王之江、邓锡铭牵头在经济困难、工业基础薄弱的条件下用较短时间完成研制
这台独属于中国的激光器凝聚了科研人员全部心血它仅仅比世界首台激光器晚了一年且使用了前所未有的创新设计效率更高、性能更优
▲中国第一台红宝石激光器。
激光是20世纪的伟大发明被誉为“最亮的光”“最准的尺”“最快的刀”它的应用无处不在——医学、制造业、通信、国防它对光学的发展起到划时代的作用
1958年，美国物理学家查尔斯·汤斯等发表《红外和光量子放大器》一文提出实际激光器的概念预言了激光的可行性世界各国随之展开对研制激光器的角逐
中国科学家亦不甘人后其实，长春光机所的一批年轻科研人员王之江、王乃弘、顾去吾等已经产生打破经典光学定律、改革光源的创新思想与汤斯等人的结论不谋而合
▲长春光机所上世纪旧照。
一读到汤斯等人的论文王之江等人马上领悟到其精华他们当即决定探索激光这个新研究领域
然而当时的中国与英美等发达国家几乎没有交流只有一些国外学术刊物可供了解世界科技前沿中国科学院电子学研究所的黄武汉率先开始红宝石微波量子放大器的研制
在黄武汉成果的启发下王之江、邓锡铭等人利用业余时间自发研究光量子放大器他们没有经费支持但风华正茂的他们一直在坚持
1960年5月，美国物理学家查尔斯·梅曼成功制造出世界上第一台激光器这给了长春光机所研究人员莫大鼓舞让大家看到红宝石作为激发介质的可行性
▲梅曼发明世界上第一台红宝石激光器。
王之江等人马上给所领导写信得到了时任所长王大珩的大力支持1960年底，他们制定出实验方案对红宝石激光器的研制正式开始
然而，要把全新设想变为现实谈何容易？这些勇气满满的年轻人在研制过程中遇到了万分艰难的挑战
新中国工业基础薄弱制作红宝石激光器所需的脉冲氙灯在国内求购无门
研究人员只能自己从头设计、动手制作
国产红宝石质量不佳不能满足光学要求研究人员只能尝试从技术方面创新改进由于没有无线电学科背景他们对谐振腔理论也需从头学起
纵使困难重重王之江、邓锡铭下定决心要做出中国自己的激光器他们大量学习知识不分寒暑，废寝忘食，刻苦攻坚
他们进行了3处技术创新分别是：直管状脉冲氙灯、球形成像照明器以及内有聚焦装置的谐振腔这使我国红宝石激光器效率超过“世界第一”
其中，长春光机所技术人员杜继禄凭借高超技巧吹制20多种过渡玻璃解决了氙灯钨极与石英间的封接难题相关工艺在激光领域沿用几十年而氙灯所用的几瓶氙气是一位采购员走遍半个中国才在不知名灯泡厂的库房中找到的库存
1961年9月中国第一台红宝石激光器诞生并成功实现激光输出这比美国的那台仅晚了一年多红宝石激光器开辟了全新研究领域中国之“光”，蒸蒸日上此后各类激光器如雨后春笋般涌现经多年发展激光产业已在国民经济中不可或缺
1964年5月中国科学院光学精密机械研究所上海分所成立它是首个专门从事激光研究的研究所王之江担任固体激光器研究室主任和同事试制钕玻璃激光器达到国际先进水平
▲王之江院士。
邓锡铭则继续牵头激光核聚变研究开拓、发展高功率激光驱动器建成我国最大的“神光”激光装置在惯性约束聚变、X光激光等领域取得一系列重大成果
▲邓锡铭院士。
2005年 国际光学委员会（ICO）学术大会首次在中国举办同为92岁的王大珩和汤斯一起出席汤斯参观了中国的第一台激光器并称赞道“你们这个比梅曼那台效率要高得多”中美两位跨越世纪的老科学家共同见证了由激光开启的人类新时代
▲2005年国际光学委员会大会开幕式现场。

红宝石激光器照亮了中国激光事业发展与研究人员前行之路一代又一代科学家和工程师继往开来、辛勤耕耘将激光技术的成就化为国家实力的象征照亮“中国梦”的辉煌征程！

全文请见9月11日《中国科学报》将刊发的文章
红宝石“激发”中国之光

来源：中国科学报

责任编辑：王颖