现代光学时期光学发展简史

20世纪中期以来，随着新技术的出现，新理论不断发展，逐渐形成了许多新的分支或前沿学科。光学已被广泛应用。几何光学原本是为设计各种光学仪器而发展起来的一门专门学科。随着科学技术的进步，物理光学越来越显示出它的威力。比如，光干涉仍然是精密测量中不可替代的手段，衍射光栅是重要的分光仪器。光谱对人类了解物质的微观结构(如原子结构、分子结构)起到了关键作用。人们把数学、信息论和光衍射结合起来，发展出一门新的学科。特别是激光的发明，可以说是光学发展史上一个革命性的里程碑。由于激光具有强度高、单色性好、方向性强等独特的性质，激光被迅速应用于材料加工、精密测量、通信、测距、全息探测、医疗、农业等广泛的技术领域，并取得了优异的成果。此外，激光在同位素分离、存储、信息处理、受控核聚变和军事应用方面也显示出了光明的前景。

20世纪中期，特别是激光问世后，光学开始进入一个新时期，从而成为现代物理学和现代科学技术前沿的重要组成部分。其中最重要的成就之一是爱因斯坦在1916年预言的原子和分子受激辐射的发现，以及产生受激辐射的许多具体技术的创造。爱因斯坦在研究辐射时指出，在一定条件下，如果受激辐射能继续激发其他粒子，引起连锁反应，并能获得雪崩般的放大效应，最终就能获得单色性强的辐射，即激光。1960年，梅曼用红宝石制成了第一个可见光激光器；同年制造了氦氖激光器；1962年生产了半导体激光器；1963年生产了可调谐染料激光器。激光由于单色性好、亮度高、方向性好，自1958年发现以来，得到了迅速发展和广泛应用，引起了科学技术的巨大变革。

光学的另一个重要分支是成像光学、全息照相术和光学信息处理。这个分支可以追溯到阿贝在1873年提出的显微成像理论和波特在1906年完成的实验验证。1935年，泽尔尼克提出了相衬观察法，并由蔡司工厂制作了相衬显微镜，为此他获得了1953年诺贝尔物理学奖。1948年，丹尼斯·伽柏提出了现代全息术的前身——波前重构原理，丹尼斯·伽柏为此获得了1971诺贝尔物理学奖。

从20世纪50年代开始，人们开始将数学、电子技术和通信理论与光学相结合，将频谱、空间滤波、载波、线性变换及相关运算等概念引入光学，更新了经典的成像光学，形成了所谓的“布里渊光学”。加上激光提供的相干光和Liz和Pattner改进的全息术，形成了一个新的学科领域——光信息处理。光纤通信是基于这一理论的重要成果，它为信息传输和处理提供了一种全新的技术。

在现代光学中，强激光产生的非线性光学现象越来越受到人们的关注。激光光谱学，包括激光拉曼光谱、高分辨率光谱和皮秒超短脉冲，以及可调谐激光技术的出现，极大地改变了传统光谱学，成为深入研究物质微观结构、运动规律和能量转换机制的重要手段。它为凝聚态物理、分子生物学和化学中的动力学过程研究提供了前所未有的技术。

总之，现代光学与其他学科和技术的结合，在人们的生产生活中发挥着越来越重要的作用和影响，正在成为人们认识和改造自然、提高劳动生产率的日益强大的武器。