激光是在什么历史背景下被发现和发展起来的？

爱因斯坦在1930年代描述了原子的受激辐射，之后人们一直在猜测这种现象是否可以用来加强光场，因为前提是介质必须具有粒子数反转(或称粒子数反转)的状态。在双层体系中，这是不可能的。人们首先想到的是使用三级系统，计算证实了辐射的稳定性。1958年，美国科学家肖洛·肖洛(Sholo Schawlow)和汤斯(Townes)发现了一个神奇的现象:当他们将氖灯发出的光照射在一种稀土晶体上时，晶体的分子会发出明亮的光，这种光会一直聚集在一起。根据这一现象，他们提出了“激光原理”，即当一种物质受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时，就会产生这种无差别的强光——激光。他们就此发表了一篇重要论文。(1964诺贝尔物理学奖)罗晓和唐斯的研究成果发表后，各国科学家提出了各种实验方案，但都失败了。1960 5月16日，美国加州休斯实验室的科学家梅曼宣布，他获得了波长为0.6943微米的激光，这是人类有史以来获得的第一束激光，也因此梅曼成为世界上第一位将激光引入实用领域的科学家。1960年7月7日，梅曼宣布了世界上第一台激光器的诞生。梅曼的计划是用高强度闪光管刺激鲁比。因为红宝石在物理学上只是一种掺有铬原子的刚玉，红宝石受到刺激时会发出红光。在红宝石的表面钻一个洞，在红宝石的表面装一个反光板，让红光从这个洞溢出，从而产生一束相当集中而细长的红色光束，打到某一点时可以达到比太阳表面还高的温度。前苏联科学家尼古拉·巴索夫在1960年发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由P层、N层和有源层组成，形成双异质结。其特点是:体积小、合束效率高、响应快、波长和尺寸与光纤尺寸相适应、可直接调制、相干性好。在1980年代后期，半导体技术使得更高效、更耐用的半导体激光二极管成为可能，它们被用于低功率CD和DVD驱动器以及光纤数据线。1990年代实现了大功率激光激发的原理，如片状激光、光纤激光等。后者由于新的加工技术和20kW的高功率而不断应用于材料加工领域，从而部分替代了CO2激光器和Nd:YAG激光器。在2000年，激光的非线性被用来产生X射线脉冲(以跟踪原子内部的过程)。另一方面，蓝光和紫外激光二极管开始进入市场。2009年，中国开发了一种名叫KBBF的晶体，可用于激发深紫外激光。一旦成功应用，每张CD的容量可超过1tb，半导体上可存储的电路密度可大幅提高[1]。现在，激光器已经成为工业、通讯、科学和电子娱乐的重要设备。