在激光创造的所有社会变化中,或许没有一样能和激光对通讯的影响相提并论。激光是将全球人士相互连接的纤维光学技术的核心。一道激光光束通过一条玻璃纤维,能为五十多万条电话通话或数千个互联网连接和电视频道传递编码信息。 激光被人类发明后不久,科学家就开始探索激光能够如何与波导管相互作用,其中包括了玻璃光纤。50年前,在英国标准电信实验室工作的美国光学学会会员高锟(Charles Kao)与乔治?霍克汉姆(George Hockham)意识到,提高玻璃的纯度能允许光信号传输距离突破100公里,这个数据比当时能获得的最优质的玻璃纤维的表现提高了大约五倍。高锟如今被称作“光纤之父”,凭借他的研究工作与他人一起获得了2009年诺贝尔物理学奖。 1970年,康宁玻璃公司科学家彼得?舒尔茨(Peter Schultz)、罗伯特?莫勒(Robert Maurer)和唐纳德?凯克(Donald Keck)共同创造了第一根电信级别的光纤。凯克后来被提名为美国光学学会名誉会员。在20世纪80年代,美国光学学会会士、在南安普顿大学任教的大卫?佩恩(David Payne)研发出了掺铒光纤放大器,它利用受激后的铒离子产生的受激发射来增强光信号,允许光信号传播更远的距离。 用光谱学探索物质 印度物理学家、美国光学学会名誉会员拉曼(C.V.Raman)在1928年发现,当一件透明物体让一道单色光散射时,它会引起被散射光的频率的位移,而那是物体的特性。这个发现使得拉曼获得了1930年度诺贝尔物理学奖,并被命名为拉曼效应。它是拉曼光谱学的基础,这项技术时至今日仍然被用来分析材料和生物学样本的化学组成或“分子指纹”。 在20世纪60年代,激光当即给光谱学带来收获。激光的强劲、相干的光束在宽广的波长范围都可调谐,为研究原子和分子开辟了新的方法。后来担任过美国光学学会主席的阿瑟?肖洛开拓了敏感技术,在测量氢原子谱线时获得之前从未想象过的精确度。美国光学学会会士、哈佛大学的尼古拉斯?布隆伯根(Nicolaas Bloembergen)采用四波混频和其他非线性现象,扩大了光谱研究可用的波长范围——这是至关重要的一步,尤其是对于生物学上的应用来说。肖洛和布隆伯根分享了1981年诺贝尔物理学奖的一半奖金。肖洛在1983年成为了美国光学学会会员,布隆伯根在1984年成为了美国光学学会会员。 摄影术数字化 1969年,被称为“感光耦合组件”或CCD的电子光传感器被发明出来,标志着摄影术的数字新纪元的开始。在贝尔实验室工作的美国光学学会会员威拉德?博伊尔(Willard Boyle)与乔治?史密斯(George E.Smith)提出了CCD背后的核心概念——这项研究工作使得他们与别人分享了2009年诺贝尔物理学奖。没过多久,CCD就在众多科学和消费电子应用上找到了用武之地;到了20世纪70年代中期,CCD成像装置被装载到卫星和太空望远镜上。一代代专业数字静物摄影机、摄像机和面向消费市场的摄录影机都是基于这项技术。 尽管对于大多数消费电子产品来说,CCD如今在很大程度上被CMOS焦平面阵列映衬得黯然失色,CCD仍然继续被广泛使用在诸如生物医学成像、夜视装置、天文学等专业化应用上。比如说,斯隆数字化巡天使用54个CCD来产生迄今为止最大规模的统一化巡天数据。 美国光学学会名誉会员加博尔?德奈什(Dennis Gabor)在20世纪40年代晚期发明了全息术,他为此荣获了1971年诺贝尔物理学奖。在激光发明之后,美国光学学会会士埃米特?利斯(Emmett Leith)和朱里斯?乌帕特尼克斯(Juris Upatnieks)在密歇根大学研发出了现代全息技术,同时在1962年,苏联瓦维洛夫国立光学研究所的尤里?丹尼苏克(Yuri Denisyuk)也独立做出同个发明。现代全息技术能够在摄影胶片上捕捉到三维真实世界的物体。研究迅速地引起全球范围对全息术的兴趣。 激光冷却产生新的物质状态 (责任编辑:本港台直播) |