光受激发射这一新兴学科, 发展极为迅速, 内容日新月异, 行情一日数变。各国发表的文章、报导极多, 散见于数百种期刊上, 平均大约每周30篇以上。从事这一学科的工作者甚盼出版一种刊物, 以及时掌握国外情况。因此, 于第二次光受激发射会议上, 决定加强情报资料工作, 成立情报中心, 以我所为主办单位。本列即是根据这种要求出版的。本刊暂定为不定期刊物, 内容为编译各国有关光受激发射的新成就、新应用、研究动态及动向、会议报导、综合评述、科技力量布局以及投资情况等等。由于初办, 经验不足, 力量有限, 又限于水平, 选题内容与译文质量一定存在很多问题, 尚希读者批评指导, 使本列内容渐趋充实, 质量迅速提高, 对读者稍有补益, 以满足读者的要求。

用红宝石晶体建立的第一个光振荡器所开创的光频区域之量子射电物理学尙不到三年, 可是它的发展速度却如此迅速, 参加这项工作的科学组织又如此之多, 因此要比较全面地综述它的成就就是一项相当困难的任务。不过, 关于这一问题, 综合起来可以分为三个基本的方面, 而其余的研究都集中地围绕着它, 即：在各种相干光辐射的振荡调制和接收方面实现各种新想法的依据和尝试；各种波长范围的新的光激射器的研制；振荡技术的发展,包括各种光激射器及其工作性能的改善。此外, 在光激射器辐射的具体应用方面也有一定的成就。

目前的红外与光学激射器方面的许多工作都是关于获得振荡和将其特性与理论预期値相比。但是, 在推向单色性的极限, 获得极大的脉冲功率和较大输出功率的连续激射振荡器上, 人们已有很大的兴趣。不久以后, 人们将强调稳定性、精密控制、可调性及新频率范围。这些发展将使物理学家们感到基本兴趣, 一些激动人心的实验将成为可能。现将一些这样的实验和这些实验所需的激射器特性论述于下。我认为提到的五种实验都相当重要, 但它们仅仅是一些代表, 其困难与特征均大不相同, 某些实验还涉及一个整个的实验领域。

一次关于光激射器及其在民用与**领域内的技术应用的会议于1962年4月3~5日, 在荷兰的海牙举行。会议由北大西洋公约组织科学事务部副部长尼伦伯格敎授(Professor Nierenberg, NATO Assitant Secretary General for Scientific Affairs)与谢普防空技术中心主任威廉斯先生(Mr. E. C. Williams, Director of SHADE Air Defence Technical Centre, SADTC)联合举办。欧洲第一次专为光激射器而召开的这次讨论会的目的在于使北大西洋公约组织各成员国的科学与**组织熟悉光激射器的“技术现状”与其可能性。因此, 会上提出的大部论文都不谈这一题目的理论方面, 而将注意力集中于这一技术的现象学与工艺学上。

英国物理学会(The Institute of Physics)与物理协会(The Physical Society)在英国组织了第一次关于光激射器的分开性会议, 与会者有来自各国的三百多人, 这在光激射器发展史上还是一件新奇事情。

英国无线电工程师学会曾于1963年初在伦敦举行为期一天的微波与光激射器会议。会议主席为波托克(M. N. H. Potok)敎授。会上提出并讨论了六篇有关光激射器、两篇关于微波激射器的论文。

英国皇家雷达公司(Royal Radar Establishment, Malver)于1963年6月28日举行了一次关于光激射器光谱学方面问题的半日会议。第一次会议的主题为将光激射器作为强光源, 目前及将来可能在光谱学上的应用。以后的发言人则谈论关于光激射器作用的物理机构和可获改进的新型工作物质的研究。

在布鲁克林工业大学第13届国际年会(the 13th Annual International Symposium of the Polytechnic Institute of Brooklyn)上, 来自七个国家的67位科学家将提出41篇关于光激射器理论与应用的论文。会议将于1963年4月16~18日在纽约的沃多尔夫-阿斯托里亚星光顶楼(Waldorf Astoria Starlight-Roof)举行。其中有七篇论文是关于量子电子学及有关题目的, 八篇是关于光激射器结构的, 七篇是关于工作物质——光谱学的, 七篇是关于较新系统的工作物质的, 八篇是关于系统及应用的。

于300 °Κ测量过CaWO4/Nd3+(Na+)光激射器的波长与偏振特性, 发现同谐振腔的几何形状有关。输出波长1,0586微米的为π偏振, 而1, 0654微米的则是σ偏振。两种输出都有比较低的阈値, 且取决于谐振腔的几何因素。

本文报导在He-Hg放电的1.5295±0.0001微米处看到的激射作用。但是在准备写本文时, 我们注意到, 在最近的报导中里格登(Rigden)和怀特(White)已报导了在纯碘、纯汞和汞——惰性气体混合物中发现这种以及三种其他的新激射跃迁。因为我们对实验结果的解释与这些作者所提出的有本质的不同, 并且在两个实验过程中还有某些小差別,因此, 仿然値得在此给出我们独立的结果和解释。并希望本报吿将补充里格登和怀特的工作。

从最近H. 雅可布斯,H. A. 包登, L. 哈特金, V. N. 史密列发表的论文看,从史氏文章中, 用充满激活介质的法布里-珀洛结构研究了光激射器的特性。对于为三种介 质-空气, 红宝石, 空气组成放大器之电场增益, 用史氏方程表示。

近来对二次谐波的理论探讨提出了两个问题, 它们只能在定量测量了二级极化张量d后才可能给以回答。第一个问题是：张量d是否遵从克莱因曼(Kleinman)所假设的对称性？要是非线性的机制没有耗散也没有色散, 那么这种对称性可以从阿姆斯特朗(Armstrong)等人所导出的一般对称性而得到。第二个问题是：正如拉克斯(Lax)等人所提出似的, 当二次谐波频率趋近于晶体内吸收带缘时, 是否得到很大的d値？为了进行定量研究, 所选择的晶体是发生二次谐波最强的那些晶体。

作者观察了如图1(a)所示的圆柱状GaAs二极管的受激发射。发射线变窄的特征, 类似于具有平行平面腔的二极管中所看到的情况。圆柱二极管的制造程序, 除了圆柱腔以外, 和其它受激发射二极管相同。图1(b)中表示直径为18密尔的二极管, 在稍高于阀値时的发射光谱, 受激发射的基波在77° K时为8435埃, 线宽为0.4埃, 其他波型也存在；它们之间的间隔由波动方程的边界条件决定。

英国伊略特自动公司高压管部(Elliott Automation's High Voltage Tube Division, Elstree Way, Boreham Wood, Herts)出售用于敎学、研究及通信的气体光激射器, 波长0.6238微米。其熔石英高压放电管长为70毫米, 内径7毫米, 由军务电子学研究实验(Services Electronics Research Laboratory)研制。

1963年6月, 在法国勒布尔惹(Le Bourget)举行的第25届国际航空展览会(Salon International de l'Aeronautique)上, 共有17个国家的400家单位参加展出。在空间馆(Pavilion de l'espace)中展出几种光激射器。这些装置的出现, 引起专家们很大的兴趣。

法国科学研究中心(CNRS)的布鲁马(M. Bruma)与维耳格(Μ. Velghe)已在巴黎大学物理化学实验室应用光激射器光束在法国最先在红宝石上打孔成功。红宝石片厚0.44毫米, 打孔直径80微米。

西德埃尔兰根消息——尽管在砷化镓的领域中已取得一些惊人的成就, 但一位西德的主要研究工作者认为：就强度和连续操作而论, 断言砷化镓是否是理想的工作物质似乎还太早。可是韦耳克尔敎授(Heinrich Welker,西门子·舒克特研究实验室主任）说, 通过上几个月对砷化镓受激发射的研究表明“砷化镓有特別广泛的应用领域已很明显”。

慕尼黑西门子和哈耳斯克(Siemens & Halske)研究试验室“光电学”分部从事光激射器研究工作。试验室旣研究气体光激射器, 也研究固体光激射器。固体光激射器釆用掺杂电解质单晶体(如红宝石）作为激活的豺料。下面简短介绍一下基本研究的一些成果。

如何设法使气体光激射器的气体柱缩短, 是値得努力研究的问题, 因为这一问题的解决, 不仅使人们获得方便的装置, 而且可以比较容易満足对于两端反射镜平行度的要求。此外, 对于机械振动的灵敏度也有所降低。在荷兰艾得赫温的菲利普斯试验室里, 现已成功地实现了气体柱只有10厘米长的光激射器。

在一六三年的汉威诺博展览会(Hannoyer Messe)上, 荷兰的菲利普斯(Philips) 公司指出现时有四种不同发展类型的脉冲管和闪光管。

日本电气株式会社研究光激射器乃是研究微波激射器的继续。从1960年到1961年6月这个阶段, 用红宝石获得了振荡。由于这种固体光激射器的研究, 日本电气株式会社从交通产业部领到了1962年度的研究补助费。鉴于在研究光激射器当中需要各种新的晶体, 因而在很短的时间内根据伯努意法制成了极高融点的红宝石晶体。去年秋大阪大学就是用这种国产的红宝石来研究固体振荡器。

日本电气株式会社为了在信息传递等通讯应用, 进行了气体光激射器的研究, 最近已经实现了振荡。在日本不久以前计量研究所的气体光激射器也成功地振荡了, 该社首先试制成这种光激射器。

日立制作所中央研究所最近试制成产生连续可见光的气体光激射器, 发射波长为6328埃的红光。这种装置具有红外气体光激射器所没有发现的特性与优点, 即在极超高频区观察到光线相互间的差频现象。

三麦电机株式会社的研究所用砷化镓二极管制成半导体光激射器。该会社是在砷化镓的n型晶体上面扩散进去一些锋形成p型层, 试制出"扩散型p—n结二极管”。用这种二极管进行了实验。这种二极管的形状是长0.5毫米、寛0.2毫米、髙0.2毫米的长方体。两个相对的侧面平行度是0.1波长并进行了光学研磨到10秒以内。

加拿大, 渥太华消息：用有机晶体作为光激射器的可能性在加拿大国家研究委员会无线电和电气工程部里由从事固体研究的工作者们正在进行探索。

美国陆军发展的光激射测距计, 现已进入最后阶段。这种测距计系供炮兵使用, 测距范围为几千码,其准确度在10码以内。**部1963会计年度的研究投资为1500万元, 到1964会计年度, 投资将增加两倍以上。

伊利瑙州伊文斯汤消息：娄里-科克罗夫特文摘公司(Lowry-Cocroft Abstracts)已在此地创刊一种文摘, 它将定期报导有关光激射工艺科学和一般性的文献。

具有单次输出超过1500焦耳, 输入能量为每次120,000焦耳之光激射器现在能由激射光学公司(Maser Optics Inc.)提供使用。它是目前商品中输出能量最高的光激射器。

美国通过电气公司研究出一种新式高脉冲光激射器, 它的功率达每秒40次高能量光脉冲, 极为适用于大气层内外定向和导航。至今类似的光激射器所达到的最高功率只有每秒10次光脉冲。按照目前所得出的结果来看, 这种新式光激射器仪器的测量准确性, 事实上已超过用雷达装置的远距离测量结果。

美国激射光学公司(Maser Optics, Inc., Boston)已研制出连续运转的快速发射光激射器。据该公司经理弗兰克斯(Harry Franks)博士说, 这种新型红宝石受激光发射器是目前作出的最快的光激射器, 每秒发射一次光能脉冲波。在此以前, 连续运转的光激射器所达到的最高速率约为每十秒一次脉冲。这种光激射器系为大体积金属加工(如焊接、去除金属及金属钻孔之用。功率输出为每次脉冲2焦耳。输入则为每次脉冲600焦耳。

马丁-默里特公司沃兰多分部(Orlando division of Martin-Marietta)本周宣布了一种获得高脉冲重复频率的光激射器新技术的详情。这一方法涉及以旋转的法布里板将一系列光激射器进行Q値的连续调制, 其方式与老式的格林机枪甚为相同(Electronics, Υ. 17, May 24)。

洛杉矶消息: 由于光激射器限制高速照相的因素不再是照到客体的光通量, 而是光激射器光束破坏客体的缺点。这个, 在上周照相机工程师协会讨论会上, 科拉德(Korad)公司的Η. 苏玆指出了光激射器在照相上的应用。

光激射器(laser)和微波激射器(maser )这两个术语, 是可互换地用来描述产生微波、红外到可见光范围内相干电磁辐射的新型量子电子器件。这些词是“光的受激辐射放大”(light amplification of Stimulated emission of radiation）和受激辐射的“分子放大”(molecularamplifkation)两短语的英文字首缩拼, 虽然按其用法现在最好用“光激射器”称呼红外和可见光范围的器件, 用“微波激射器”称呼微波和毫米波范围的器件, 但在本文中这两个词是可交换使用的。

麻萨诸塞州里莱克辛顿消息: 林肯实验室已经报道了高磁场下操作的锑化铟受激光发射作用。上星期五, 五位麻省理工学院的科学家在一个技术杂志上透露了这一新发展, 简便的证实了本报上周的报道。林肯实验室把InSb器件划入磁场平行于电流的磁光激射器, 这种器件把二极管红外辐射波长由以前报道过砷化铟的3.1微米延长到5.2微米。这种新型二极管光激射器的报道恰在第一个半导体光激射器出现后之一年。一年前, 通用电气公司、国际商业机械公司和林肯实验室几乎同时发出发现砷化镓二极管光激射器的消息。

一个脉冲的氮气光激射器, 已在室温下直接产生了紫外相干光。在紫外区已同时观察到了一组20条的强綫。而被认出的已有30条。它们分布在从3000埃到4000埃的紫外光谱区中。在3371埃处观察到了一条最强的綫；在3400埃处观察到了最强的可见綫。相信输出辐射是由于氮的三重态粒子数反转而产生的, 而后者则是在第二正綫族中, 由C³_πu到C³_πg产生的。该射束有一毫弧度的角宽度, 这是在离开光激射器共焦腔的100英尺处测量的。

飞歌公司航空部(Aeronautic Div. of Philco)在与海军研究局签定的一项150,000美元的合同下, 正从事于以冲击现象为基础的化学泵浦光激射器研究。该公司正研究气体髙温分解所产生的能量转化为固体光激射器(主要为红宝石装置）高能辐射的研究。使用分子低量的气体来造成尽可能高速和高能冲击。

洛杉矶消息： 正在北美航空公司进行的研究是期望大大减少光激射器泵浦源的重量。在与海军研究局签订的一年95000美元的合同下, 正在进行化学反应作为能源的研究。皮娄(John J.Pierro、该部的主要航空学科学家）曾吿诉《电子学新闻》记者, 用化学方法来泵浦光激射器的主要优点, 是比常用的电光源的重量和体积小。

最近对Eu螯合物的光受激发射已有报导, 本报吿是报导釆用TbTTA[即三(4, 4, 4, -3氟-1-(2-噻嗯基）-1,3-J二酮]化铽为基激剂用MMS(即聚甲基丙烯酸甲酯）为基质的Tb螯合物的光受激发射。

俄亥俄州德顿消息据美国赖特·帕特森空军基地(Wright Patterson AFB)空间研究实验室的雷诺玆(D.Keynolds)上星期三报导, 用硫化镉作负电阻实验可产生高级的光激射器。

光激射器无疑在陆上通讯起着重要作用, 因为它们有非常高的波道容量。但是,在空间, 它们的使用至今仍是一未决的问题。对于空间, 选择最好的通讯系统和工作的频率区域依赖于服务的类型、通讯的范围、设备的大小和重量以及初始的与运转的费用等因素。

加里弗尼亚州门洛·帕克消息：此地的斯坦福研究所发展的一种光激射器雷达已达到6.9~7.6兆瓦, 20~30毫米宽度 峰値脉冲。这样高的脉冲功率的成功取得是因为釆用了高速转动棱镜的Q开关, 其转数达30,000~60, 000转/分。仪器由加里福尼亚州散卡洛斯的贝克曼和威特利公司(Beckman & Whitley, Tne., San Carlos Calif)制造。

斯伯里(Sperry)陀螺公司将光激射陀螺稍加改进,可测出每分钟1/2度的角度变化, 这比1963年初所达到的指标提高了四倍。改进了的陀螺只用一台1.15微米处运转的气体光激射器代替四合光激射器, 附有九面反射镜,用以反射光束, 使之走正方形光路。公司说, 已用发射3.39微米和0.632微米的光激射器之角形陀螺, 可测出每分钟1度的角度变化。该公司刚接到空军航空系统部100,386美元的合同以继续研究增加灵敏度和试验不同的光路图和波长。

国家航空与宇宙航行局正试验一个空对地光激射器通信计划。该计划共分三个步骤：地面站对地面站, 飞机站对地面站, 绕轨道运行的飞船站对地面站。在获得适当的飞船之前如果光激射器装置即已完成, 则以模拟试验代替飞船阶段。

有一种名叫OPDAR(光学定向与测距的英文字首缩拼）, 正由珀肯-埃耳默公司(Perkin—Elmer Corp)在与空军罗马航空发展中心(Air Force's Rome Air Development Center)签订的一项合同下进行研究。该系统系用连续波气体光激射器获得导弹飞行的幵始发动阶段的弹道资料。这一工作系由该公司为佩特里克空军基地(Patrick Air Force Base)进行的一项名叫精密红外跟踪(PIRT)的研究成长出来的。

马丁-沃兰多(Martin Orlando )的科学家已经提出用光激射器探测飞机气象雷达所不能探出的晴空大气湍流。他们推测, 大气的不连续或中断构成晴空的大气瑞流, 可能会反射足够的光激射器能量。

光激射测距计的实验室模型已经在加里福尼亚的毛择夫沙漠(Colifornia's Mojave Desert)直到16英里的距离上试验成功。由加里福尼亚埃乃亥姆北美航空公司Autonetics部的惯性导航组(Inertial Navigation Group of Autonetics Div., Nprth American Aviation, Anaheim, Calif.)发展的测距计利用在常温下的红宝石光激射器产生5兆瓦的输出脉冲。该部说, 这种装置可以每6到10秒激发一次。

贝尔电话实验室的科学家发展了生长光激射器用的红宝石晶体的新技术。使晶体具有自然端面, 其平行度优于经切割而后抛光者。该实验室说, 干涉测量指出, 晶体反射面之间的长度为5.5毫米时,整个反射面光程差仅为0.1红光波长。他们还说, 每次通过晶体的附加幅射损失少于1%, 且大部分是由于端面镜的不完善所致。新的红宝石是远低于其熔点的温度下用熔盐法慢慢生长的。

美国半元件公司(Semi-Element Inc., Pennsyl-Vania)在英国唯一的代售商新金属与化学药品有限公司(New Metals and Chemical Ltd.)宣称, 光激射器可使用钛酸锶及钛酸钡掺铀的单晶体。这些压电光激射器晶体是应最近发展直接调制输出光束提出的要求而研制的, 发现其适用于探索光波在可见光谱区的跃迀。希望今后能生产掺有稀土及其他顺磁离子的钛酸盐晶体, 以发射若干不同的波长。现在供应的晶体为正方形, 大小为0.25~3毫米。

富彻克拉夫特公司(Futurecraft Corp.) 一位发言人说, 他们用改良的切克拉斯基(Czochralsky)的方法培育出直径寸长3寸的氟化镧晶体。他指出该公司能够培育出直径3/8寸的氟化镧晶体, 并且准备掺入所有的希土杂质, 而现在已掺杂的激活质有钕、铊及镨。

大约一年以前, 作者曾与阿郞森(R. Aronson)、哥耳德(G. Gould)发表过一些一般的公式,以预光激射器光束到达视网膜的能量或强度。