中国第一台红宝石激光器诞生记(转载)
发布日期：2018-08-20 21:20 浏览次数： 次
注：原文为《历尽艰辛 锐意创新—中国第一台红宝石激光器的研制》 作者：陈崇斌 孙洪庆，略有修改。
摘要 中国激光开拓者在科学技术水平和工业基础都非常落后的60年代初，克服了理论和技术上的各种困难，设计了具有中国独特结构的红宝石激光器，于1961年9月成功实现了激光输出，开创了中国的激光事业。
激光技术是20世纪60年代诞生的一门新兴科学技术。激光诞生后，古老的光学立刻重新焕发出强劲的生命力，激光光谱学、非线性光学、强光光学等一系列新的研究领域迅速建立起来，与之同时，激光的高亮度、单色性、方向性等一些特点被很快应用于社会生活的各个方面，对人类社会的发展起到了很大的推动作用。激光技术诞生的标志是1960年美国休斯实验室的物理学家梅曼（TH Marnan 1927- 2007年）研制出了世界上第一台红宝石激光器。
图1：中国第一台红宝石激光器
在中国，第一台红宝石激光器（图1）于1961年9月诞生在中国科学院长春光学精密机械研究所（简称“长春光机所”）。“我国第一台激光器与世界上第一台激光器问世时间相差仅一年时间。一项新技术能够如此迅速赶上世界行列，在我国近代科学发展史上也是少有的。”所以，它的诞生，无论从中国光学发展史的角度，还是从中国科学技术发展史的角度，都具有重要意义。此外，由于当时中国的科学技术基础十分薄弱，科研人员在研制这台激光器所经历的艰辛以及在第一台激光器的研制中体现出的创新思维，也非常值得我们重新回味。目前，学界对这一事件尚缺乏专门研究，本文依据历史文献，尤其是档案资料和访谈等，论述了中国第一台红宝石激光器的研制过程，初步分析了其成功原因，以期填补这一历史研究之不足。
1. 中国研制第一台激光器的学术背景
第二次世界大战期间，为精确测定飞机的位置，要求设计波长很短的雷达，微波电子学应运而生。战后，一些从事微波雷达研究的物理学家没有放弃微波电子学的研究方向，开始致力于微波技术的基础研究和生活实用化的研究。微波电子学中“饱和现象”的出现，结合1916年爱因斯坦（A Einstein 1879- 1955年）提出的受激辐射理论，使人们产生了制造微波量子放大器的构想。20世纪50年代，美国物理学家汤斯(C H Towne,s1915-)开始了发明激光的研究工作。战争期间，他为美国空军设计微波雷达，战后从事微波电子学的基础研究，并在1955年制造了一台氨分子微波量子放大器。1958年，他和肖洛（A L Shawlay 1921-）在《物理评论》上发表了《红外和光量子放大器）一文，提出研制以受激发射为主的光源（即激光器）的设想，并就研制激光器的可能性和条件进行了阐述。其后，世界上的许多科学家加入到这项竞争激烈的研究队伍。1960年5月，梅曼采用掺铬的红宝石做发光材料，应用发光强度很高的脉冲氙灯作泵浦（激励光源）研制出了世界上第一台红宝石激光器，开创了激光技术研究和应用的时代。
20世纪50年代的中国处于一种非常封闭的状态，与国际学术界基本上没有交流，唯一可以了解国外学术动态的途径是通过阅读一些国外学术刊物。1958年前后，中国科学院电子研究所的黄武汉通过阅读国外学术刊物，了解到国外微波量子放大器的研究信息，率先在国内开始了红宝石微波量子放大器的研制工作，并在1959年底做出了液氮温度下的10厘米波段和3厘米波段的量子放大器。通过中国科学院组织召开的一些会议，国内学术界逐步了解到了这项研究工作。长春光机所的王之江、邓锡铭等一些年轻学者受黄武汉的微波量子放大器研究的启发，开始构想做光量子放大器，这时梅曼的第一台红宝石激光器还没有诞生。
长春光机所的年轻专家们能及时提出这样一个非常前沿的科学研究课题，是因为当时那里有非常活跃的学术氛围。50年代末，长春光机所的研究人员在光学技术的应用实践中遇到了一些具体问题，如光速测距能否取消前方的反射镜、红外探照灯的有效照明距离能否从800米提高到5000米等。这些问题迫使他们对经典光学中的若干定律进行思考，为什么光的亮度只能下降不能升高、波长只能变长不能缩短、光能量只会分散不会集中，以及散射介质总要降低象的衬度等。他们已经意识到经典光学的若干定律严重影响着光学技术的应用，结合作为当时最强光源的脉冲氙灯的亮度距实际需要的理想状态的亮度尚差数百倍的情况，改革光源的创新思想已经在他们的脑海中自发产生了。例如顾去吾在1959年初就提出过在F-P干涉仪内延长原子发光相干长度的设想。这些表明，在美国的第一台激光器诞生之前，长春光机所科技人员思考的一些具体问题与当时国际上正在热烈讨论中的激光问题是合拍的，是同步前进的。
2. 中国第一台激光器的研制过程
在长春光机所这种活跃的学术氛围下，当阅读到萧洛和汤斯的《红外和光量子放大器》论文时，王之江、邓锡铭等很自然地领悟到了文章的精髓，在梅曼的突破性实验发表之前，他们已经着手激光研究了。
2.1激活介质的选择：红宝石
研制激光器，首先要选取容易实现粒子数反转的激活介质。在梅曼研制成功第一台红宝石激光器之前，人们选取试验的介质多种多样，碱金属、惰性气体、晶体等都成为试验的材料。萧洛曾试用红宝石晶体作为激活介质，但没有获得成功，所以红宝石并非是人们看好的激活介质，萧洛和汤斯后来选取碱金属作为突破口。
在看到梅曼采用掺铬的红宝石作为激活介质的实验报告之后，长春光杌所的研究人员基于以下两个方面的考虑，选取红宝石作为第一台激光器的激活介质：第一，红宝石的能级结构在30年代就已经比较清楚了，在研究红宝石微波激射器的过程中，国外的许多学者又对红宝石的能级结构做过仔细的分析。他们认为，红宝石有U和Y两个吸收带，可以以很高的量子效率把能量转移到B线的上能级，所以红宝石是合适的激活介质。第二，由于当时工业基础薄弱，国内能够提供的现成材料很少，此时苏州宝石厂恰好能生产用作轴承的红宝石晶体，材料相对容易获得，而其他材料的获取比较困难。
实验所用的红宝石是电子所提供的。在拿到红宝石晶体后，研究人员对红宝石的各种性质进行了分析。张佩环用化学方法测定了C2rQ3的含量。龚再仲等用X射线观察了红宝石的内部结构。理论方面，谭维翰在红宝石的位形与无辐射跃迁几率、红宝石铬离子的吸收光谱、红宝石中锐线B 、S与R的能级及其分裂和基态的分裂三个方面进行了理论计算。吕大元、余文炎等在红宝石R荧光线的基态分裂、红宝石关于S系吸收、红宝石R荧光光谱的温度位移等方面进行了实验上的探索，得到了一些可靠的实验数据。
这些工作是第一台红宝石激光器研制的基本铺垫。
2.2脉冲氙灯的设计、制作：直管状
脉冲氙灯是激光器的泵浦源，国外在市场上就可以买到，但当时国内尚没有生产氙灯的厂家，为此研究人员只能从脉冲氙灯的设计工作做起。氙灯的结构、材料、工艺都很特殊，在脉冲氙灯的设计、制作过程中，研究人员经历了创业者的艰辛，发挥了自己的聪明才智。
当时国外流行使用螺旋状氙灯。梅曼最初就是选择螺旋状氙灯作为泵浦源，其他研究小组在他取得成功后纷纷仿效。梅曼从市场上买了3种型号的螺旋氙灯，但记者在拍摄他使用的氙灯时，弄错了氙灯的型号，其他学者则依照记者发表照片所示的型号去选择脉冲氙灯，结果导致一大批人使用了不同的型号。
王之江在设计脉冲氙灯时，没有采用当时国外流行的螺旋状，而是把氙灯设计成直管状。他说：
使用螺旋状氙灯的目的是保证光射到宝石中去。实际上，一个光源发出的光只有很少能照射到宝石中去，灯的有用尺寸不能超过宝石棒，所以，国外使用的螺旋状氙灯实际是个半废品。假如不懂这个基本的光学规律，我们可能会去模仿，但我们懂得灯的尺寸不能超过宝石棒的尺寸这个道理，知道螺旋棒是没有用的，所以，我们制作了直管扶的脉冲氙灯。
在氙灯的制作过程中，遇到的最大技术困难就是氙灯钨极与石英间的封接问题。钨极是膨胀系数很大的金属材料，而石英的膨胀系数很小，如何封接成为当时最为棘手的问题。杜继禄凭着他高超的工艺技巧解决了这个困难，也因此创立了国内过渡玻璃的制作方法。过渡玻璃是膨胀系数相差无几、软点近似的许多种玻璃以精细的梯度焊接法焊接成功的，其特性是不因受热膨胀或冷却收缩而炸裂，通用于两种玻璃之间。由于脉冲氙灯的工作温度很高，且过渡玻璃距电极甚近，这要求过渡玻璃吹制得非常均匀才能满足要求。为了做成过渡玻璃，杜继禄选择了数种玻璃，包括将从上海中央商场买来的一个硬玻璃盘砸碎，终于混合成23- 25种膨胀系数不同的过渡玻璃。20多种过渡玻璃要在一个很小空间完成焊挠而且彼此的顺序不能有错，还要考虑钨电极本身的膨胀、氧化问题，焊接的难度相当大。杜继禄凭着高超的技巧完成了20多种过渡玻璃的吹制工作，成功封接出国内第一支高功率石英管壁钨电极脉冲氙灯。他创立的这套氙灯的封接工艺被国内激光领域沿用几十年，为国内激光研究打下了坚实的技术基础。
制作脉冲氙灯还存在氙气的供应困难。当时国内没有氙气的需求，所以既无生产，也没有进口。为了找到氙气，一位采购员，走遍半个中国，费了很大力气才在一家灯泡厂的库房里找到了解放前留下来的仅存的几瓶氙气，氙灯的制作才得以最后完成。
作为激光器的激励光源，氙灯的发光效率对激光的输出有着至关重要的影响。为了找到脉冲氙灯的发光效率跟灯的管径、长度、电极形状及其材料、充气种类、电容、电压、电阻、电感等物理特性之间的关系，汤星里等人先从理论上计算了上述物理特性可能对发光效率产生的影响，然后通过大量的实验来验证是否符合理论推导。实验中，许多测试是连续几百次进行的。在大量实验的基础上，他们找到了影响脉冲氙灯发光效率的因素，为氙灯的制造打下了实验基础。
2.3照明系统：球形照明器
光源照明的亮度是实现粒子数反转的重要条件，采取何种照明系统对实验能否成功有着举足轻重的影响。在照明方式上，梅曼采用的是椭圆漫射照明器，在他之后，这种照明方式在国外非常流行。王之江通过分析得出结论：成像照明系统的效率比漫射照明方式更高。继而他又分析指出：对于不太长的宝石和灯而言，球形照明系统比椭圆照明系统更有效率。当时国外还流行多灯多椭圆柱的照明方式，王之江根据照度与亮度的基本关系认为，当激活介质和灯的直径一样大时，采用多次光学成像方法提高光源亮度比采用光源重叠的方法更有效，多灯照明并不比单灯照明有任何好处。综合上面的两个因素，他设计出了球形照明器。
由此中国在世界上首先采用了球形照明器。在球形照明系统中，将灯和宝石置于封闭反射球面的共轭位置，可以充分利用光源的输出，从而易于使宝石形成粒子数反转。后来的实验也证实了这种设计的激发效率比梅曼采取的方式要高。试验中，他们也曾采用折射率为1. 76的玻璃球。球半径25毫米，包在宝石棒外以增大棒表面照度并减少反射损失，两者之间空隙充以溴代萘液体，但由于光照时液体的蒸发和变黑使这种装置未能达到预期目的。
2.4谐振腔的设计：内有聚焦装置
与大多数国外研制激光器的学者不同，长春光机所的研究人员不具备无线电专业的知识背景，对谐振腔理论并不熟悉，所以，他们在设计谐振腔时也是从头学起。
研究人员首先对光波不能像无线电波那样非常容易地进行放大、变频、外差、列阵等技术操作进行了认真分析，对无线电波和光波的发射源之间的不同方式和不同性质进行了对比，又对两者之间的微波波段的发射方式进行了重点讨论。通过对微波发射器磁控管的深入研究他们了解到微波量子放大器是通过减小谐振腔体积而控制波形数的。而光的波长远小于谐振腔线度，光量子放大器的谐振腔无法做成磁控管的形式，其光子状态数的控制只能通过光学方法完成。通过学习，他们逐步接受了萧洛和汤斯提出的平行平板反射谐振腔理论。
在对红宝石的光学校验工作中，他们发现，国产红宝石在均匀性、透射率和散射颗粒等3个方面与国外宝石的质量相差较大，不能满足光学要求。内部的不均匀导致平面波变成曲面波，使一般平行平板谐振腔理论中的将波形做平面波分解的考虑不完全适用。国产红宝石晶体缺陷的存在，使得光子损耗率的数值按照平行平板谐振腔理论来估计时有较大差异，谐振腔中的波形数估计值因此误差很大。在这种情况下，他们从几何光学的原理出发，设计了内有聚焦装置的谐振腔，达到了控制波形数的目的。
实验所用的红宝石直径5 rrrn长30mm实验中，针对国内生产的红宝石晶体存在明显缺陷的实际情况，他们将宝石加工成两面不平行的不规则形状，以补偿内部相应的不均匀性，实现谐振腔内部等光程的需要。经光学冷加工工艺进行加工整修后，所用红宝石一根两端平行度小于5秒，另一根一端平度很差，加工成约为半径1m多的不规则曲面。加工结束后，王乃弘②用冷阴极溅射法在宝石棒的两端涂镀了银膜，一端全镀银，另一端镀银面透射率在2% - 15%之间变动。
2.5运转、出光
经过各方面的共同努力，第一台红宝石激光器的最初装置终于完成了。装置中，两根红宝石棒并排放在脉冲氙灯的两侧，外面用两个球面半径60 cm的反射半球，利用共轭成像原理将脉冲灯成像在宝石棒上。为确保实验顺利进行，王之江对实验装置的一些非常细微的地方都做了周到的考虑，如为了防止氙灯的照射烧毁银膜，特地加上一个小铜帽。
1961年7月，这台激光器进行了第一次运转，研究人员看到了荧光现象。但是当他们确定实验装置是否真正输出激光时，却遇到了一些困难。邓锡铭是这样描述的：
尽管我们不是世界上第一次尝试，但除了原理性的一两篇文章之外，当时只看到过一两条新闻报道。要在我们自己的实验技术基础上把一种全新的设想变咸现实，确实是不容易的。当时对光受激发射振荡阈值在实验上的理解也不清楚，谁也没有见到过荧光强度曲线产生什么样的变化才是达到临界振荡的标志。……要知道，开始时仅刚达到振荡阈值条件，任何一点疏忽都会导致总体实验的失败。而要找出毛病所在，在当时也绝非轻而易举，甚至已经出现激光，仍旧半信半疑。记得有一次王之江感冒在家，笔者和担任主要实验工作的汤星里到他家讲了当天的实验情况，他做了肯定性的判断。接着，又从示波器屏上的荧光曲线观察到有一处突出的尖峰，同时拍摄了近场、远场照片，记录了F-P干涉环，才最后确定实现了激光输出。
1961年9月，这台激光器真正输出了激光。研究人员最初判断激光已经输出，是依据输出光的衍射图样。输出激光在远处形成的衍射图样表现出光谱变窄其方向性、单色性已经充分表现出来。继而，研究人员在实验中发现，当光源功率逐渐增大时，晶体发光由一般荧光加强至饱和，这标志着红宝石由自发辐射过渡到了受激辐射，光能量也由分散于各方向转变为集中于单一的狭窄方向。通过示波器观察发光衰减过程，发光弛豫机构由指数形式转变为雪崩式的衰减后再有一段指数衰减，表明已经输出了激光。用光电管和冲击检流计测定激光器输出能量的数值是0. 003焦耳。
中国的第一台激光器研制成功的时间，比美国的第一台晚1年，比前苏联的第一台早两个月。对于比前苏联早一点时间的事实，王之江先生坦言他们有很大的运气成分，因为前苏联无论在科学理论方面，还是在工业基础方面都比中国先进得多（现在中国与他们的差距还很大）。但正是在这样落后而艰苦的条件下取得的突破进展，才更显示出中国激光创业者的智慧。
《物理学报》1964年第1期登载了这台红宝石激光器的理论分析和实验结果。
2.6谐振腔的改进：反射面由外置全反射棱镜构成
1961年之前，国外都把高反射膜直接涂在激活介质棒的两个端面上，中国第一台激光器谐振腔最初的设计也是这样。但在成功实现激光输出的实验中，研究人员发现红宝石两端的银层反射膜因激光的产生出现了蒸发现象，还发现，当两端中心银层蒸发后，振荡阂值显著增加。这时，国外有采用银层中心留小孔的方法耦合输出能量（梅曼就是用小孔耦合输出的），结合自己的发现，他们指出，振荡阂值增加是由于某些波形的能量通过小孔输出而形成的，但由于小孔区反射率小于其他区域，这种波形的Q值低于腔内其他振荡波形，高Q值波形振荡而不输出，因此采用银层中心留小孔的方法会造成阂值高而效率低。
在这种情况下，邓锡铭提出谐振腔的反射面由外置全反射棱镜构成（稍后他们看到国外有类似报道）不再采用红宝石两端镀多层反射膜的方案。这样不仅能满足延长光子在谐振腔中寿命酌需要，而且还解决了涂镀反射膜给整修红宝石带来的不便，也解决了因银层蒸发损坏而引起的实验参数变化对实验的不利影响。
但当谐振腔的两个反射面由两个全反射棱镜构成时，为了使谐振腔有实际的等光程，器件相对位置的调整又成为一个难题。这时，他们发现红宝石表面镀MgF时可使反射小于1%，而当镀膜使表面反射很少时，其相对位置调整变得并不重要。这样，他们就设计出了用一反射膜和全反射棱镜构成的谐振腔，这就是所谓半外腔结构。
在对谐振腔的改进过程中，邓锡铭还从理论方面探讨了控制谐振腔品质因数（调Q技术）的可能方案。
2.7提高输出能量
我国研制的第一台激光器最初输出的能量只有0. 003焦耳，与理论值相差很远。1962年，研究人员将工作重心转移到提高激光的输出能量方面。为了获得大能量输出的受激发射，研究人员试验了一些工作参数——氙灯输入能、谐振腔的调整、电容量、介质膜透过率、宝石棒的光学质量等对输出能的影响。经过试验，他们获得了可靠的实验参数，经过调试得到了能量达1焦耳的激光输出。
在弄清影响激光输出能量的因素后，他们通过用另一个红宝石作为能量和功率放大器、加大有关器件尺寸以增大输入功率和能量、降低工作温度三种途径来提高激光的输出能量。经过改进的激光器，室温下输出能量达到5焦耳。这时，他们发现输出端的多层介质膜十分容易损坏，于是采用不同厚度和间隔的几块平行的平板玻璃代替部分反射膜（也是国际上最早），获得了良好效果，在零下10摄氏度时，激光器输出能量达到10焦耳。
3成功的原因探讨
中国第一台红宝石激光器的诞生比国外的第一台只晚1年的时间，究其原因，笔者认为，主要有以下几个方面的因素。
首先，长春光机所的早期发展奠定了研制第一台红宝石激光器所需的技术基础。
从研制过程来看，中国第一台红宝石激光器的研制涉及到了光学材料、光学设计与检验、光学薄膜技术、光学与精密机械设计、工艺等应用光学的许多技术基础，这些技术在新中国建立之前是不具备的。1953年初，在中国科学院的主持下，中国建立了第一个以应用光学研究为主的研究所——长春光机所，中国开始了应用光学事业的创业过程。建所之时，作为所长的王大珩先生，就把“建成东方的蔡司工厂德国著名光学工厂）”作为建所的目标。1953年底，在龚祖同⑧的主持下，中国第一炉光学玻璃熔炼成功，为中国的光学事业奠定了基础。同年，显微镜、水平磁力仪及材料试验机也分别研制成功，并初步建立起光学设计与检验、光学工艺、光学镀膜、以及光学计量测量等技术基础。为尽快培养出急需的科技人才，光机所举办过光学冷加工、光学设计、工程数学等研修班，进行过高真空技术、水平仪制造技术、显微镜、照相镜头、X射线探伤等一系到技术讲座，并选派了一批科技人员到前苏联等国家进修。除开展学术活动外，长春光机所还积极开展应用光学的实践活动，特别是1958年，为迎接国庆十周年，研究人员通过艰苦奋斗，研制出电子显微镜、高温金相显微镜、多臂投影仪、大型光谱仪、万能工具显微镜、晶体谱仪、高精度经纬仪、光电测距仪等八种代表性的精密仪器和一系列新品种光学玻璃(通称“八大件，一个汤”)。这些活动的开展极大地促进了科技人员的成长。
通过一系列学术活动的熏陶和诸多实践活动的锻炼：到50年代末，长春光机所在光学材料、光学设计与检验、光学薄膜技术、电子学技术、光学与精密机械设计、工艺等方面技术已经相当成熟，奠定了第一台激光器诞生所需的技术基础。所以，在研制第一台红宝石激光器的过程中，研究人员能够比较熟练地运用一些技术和工艺——球形光学成像系统的设计、红宝石质量的刀口阴影法或星点法的光学检验、利用光学冷加工工艺整修红宝石表面、冷阴极溅射法涂镀宝石两端的银膜、氙灯的制作，这些技术和工艺的运用保证了第一台红宝石激光器的顺利进行。没有长春光机所早年打下的技术基础，中国第一台红宝石激光器是不可能那么快研制成功的，国内其他研究单位更没有这样的技术基础。
其次，年轻科技人才学术水平的迅速提高奠定了研制第一台红宝石激光器所需的人才基础。
一支高水平的学术队伍是一项科研活动取得成功的关键因素。通过应用光学实践活动的锻炼王之江、邓锡铭、王乃弘等一批科技精英的学术水平迅速提高，形成了一支在应用光学领域有相当水平的年轻科技队伍，奠定了第一台激光器诞生所需的人才基础。当时，他们的年龄都在30岁上下，正是施展才华的最佳年龄段。
这支年轻的学术队伍，学术思想非常活跃。在萧洛和汤斯1958年底发表制造激光器原理的论文之前，他们已经从应用光学的实践研究中看到了经典光学的局限，已经产生了改革光源的思想。在看到萧洛和汤斯发表的论文后，研究人员更加坚定了改革光源的信念，并很快提出了一些大量提高光源亮度、单色性、相干性的设想和实验方案，他们的研究内容和当时国际学术界积极进行的激光研究是合拍的。因此他们开始研制第一台激光器的时间比较早，早于梅曼宣布世界上第一台激光器研制成功的时间，与国际学术界开始激光器的研究基本同步，这应该是中国第一台红宝石激光器那么快诞生的直接原因。
第三，国外研究的启发和中国学者创新精神的融合加快了第一台激光器的研究进程。
在研制第一台红蛊石激光器的过程中，中国虽然仅通过阅读一些国外的学术期刊来了解国外的研究动态，但汤斯等美国学者的学术研究还是对中国的激光器研制产生了积极的影响。比如，长春光机所的研究人员在1958年前产生了改革光源的思想，萧洛和汤斯的论文则使他们明确了研究方向，直接把他们引向了激光的相关研究；在设计激光器的结构时他们则借鉴了梅曼的激光器结构形式。
虽然受到美国学者的启发，但年轻的中国学者不迷信国外权威，充分发挥了自己的创造性。在设计激光器的结构时，王之江没有模仿梅曼的设计形式，而是认真分析了当时世界流行的各种设计的优点与缺陷，摒弃了氙灯的螺旋结构，采用直管氙灯；摒弃了椭球、多灯照明的结构模式，设计了球型照明器。这些独特的设计充分体现了中国年轻学者的创新精神。
总之，中国第一台红宝石激光器的诞生，应该是国际国内诸多因素孕育、促进而成的，但从上面的分析可以看出，长春光机所早期打下的技术基础和造就的人才基础无疑是最为关键的因素。所以，在探讨第一台红宝石激光器能够那么快诞生的原因时，王大珩、王之江、邓锡铭等著名光学家都无一例外地归结到长春光机所打下的坚实基础。邓锡铭在回忆中写道：
这种奠基性的创业工作，对后来的影响是深远的，甚至是决定性的。离开了这个基础，就谈不上激光的发展。可以这样说，假如梅曼那台激光器提早10年，在1950年问世。恐怕当时我们就只能欣赏、赞叹，而难以动手制作。
这段话充分说明了长春光机所早期打下的基础对成功研制中国第一台激光器的重要性。
4结语
从上面的讨论可以看到，中国第一台红宝石激光器的诞生过程有以下几个特点：
第一，该项研究的开展基本和国际学术界同步，这是中国第一台红宝石激光器能够很早诞生的直接原因。中国这项研究的学术思想来源是长春光机所的应用光学实践，与国外的激光学术思想来源是无线电电子学不同，反映了长春光机所早期应用光学的实践对中国激光事业发挥了深刻影响。
第二，中国第一台红宝石激光器的诞生尽管是在美国之后，但不是简单的仿制，而是有自己的创新之处。激光器的一些独特结构——球形照明器、直管氙灯以及外腔结构等，使得激光器的性能更加优越、效率更高只需要很小的能量就实现了激光输出。这种设计是中国激光创业者发挥聪明才智的创新成果，其设计理念很快得到了国际同行的认可并被效仿采用。
第三，这一研究成果是在条件极其艰苦的情况下完成的，更具有代表性和现实意义。
图2：当时流行的语录，精神的激励可以转化为物质力量
研究人员在研制第一台激光器时经历的困难，除已经讨论的理论和技术方面外，实际困难还有生活上的。研制初期，中国正处在三年自然灾害时期，“肚皮真的吃不饱，煤气也只有小火苗”。然而，就是在这样的艰苦条件下，中国激光创业者艰苦奋斗、锐意创新，开辟了中国激光事业，在中国科学技术发展史中写下了浓浓的一笔。
中国第一台红宝石徼光器的诞生，是中国激光事业的开端。它诞生的重要意义表现在以下两个方面。首先，它的诞生是中国激光事业起步的基石。1962年，在全国第一次激光学术讨论会上，第一天“讨论最激烈的的问题之一是：国内是否具备发展这门新技术的物质技术基础？”当长春光机所的研究人员第二天报告实验结果并成功演示了自己的红宝石激光器后，这种疑问也就不复存在，激光研究在中国很快掀起了一个高潮。其次，它的诞生很快引起了国家有关方面的重视，对中国激光事业的发展产生了积极影响。1962年，国家制定了《1963-1972年科学技术发展规划纲要法刚诞生不久的激光课题就出现在这份规划纲要中，规划中写到：“特别是光受激发射（Laser的早期译名）及其应用发展很快，预计在定位、探测、追踪，以及武器方面的应用，将有广阔的前景。”规划明确提出要把“光受激发射作为重点课题,。正是国家有关方面的充分重视，中国激光早期的发展十分迅速，“在起步阶段我国的激光技术发展迅速无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近。” 基本合理的激光科研布局也因此迅速形成。
中国第一台红宝石激光器的诞生，是中国科学技术发展史上的一个重要事件，是中国开辟激光技术这个新兴的科学技术领域的标志。
致谢在本文的写作过程中，王之江先生接受了作者的访谈并提供了一些资料，长春光机所档案处提供了红宝石激光器的科研档案，在此谨表谢意！