作者 David Lindley, bon 译
注释：值此国际物理年（2005年）之际，《物理评论》杂志编选了反映爱因斯坦成就的相关文章，以纪念爱因斯坦奇迹年（1905年）诞生100周年。
摘要/内容：激 光如今已无处不在 ，从超市收款机、CD播放器到眼科诊所，到处都可以发现它的身影。1954和1955年出版的《物理评论》首次对激光进行了介绍。激光由微波激射器 （maser，也译作：脉塞）发展而来，而微波激射器（maser--microwave amplification by stimulated emission of radiation，受激辐射引起的微波放大的英文首字母缩写）的产生，正是基于爱因斯坦约40年前（1916年）极具先见的理论。然而，从理论到应用 的道路绝非一帆风顺，科学家们融合了诸多学科的研究成果，才将这些理论上看来十分简单的装置真正展现在人们的眼前。
二战后，雷达科学家与物理学家合作，希望寻找到在厘米波段范围内产生电磁辐射的方法。物理学家希望利用该技术来研究分子结构。研究发现，当分子中的原子键在不大相同的构形间发生振动时，原子键通常会吸收或放出厘米或毫米波段的辐射。
但是雷达中的真空管和相关装置无法产生亚厘米波段的辐射。20世纪50年代初，正在纽约哥伦比亚大学工作的查尔斯-汤斯（Charles Townes）突然想到，只要能使大量分子同时发射，分子本身就可以成为绝佳的发射器。汤斯早期对微波波谱的研究帮助了他后来的工作。
早 在1916年，爱因斯坦就从理论上预言了受激辐射的存在??即一定频率的电磁波可以“刺激”受激原子或分子，使之跃迁到低能级并产生更强的电磁 辐射。1947年，哥大的威利斯-兰姆（Willis Lamb）和罗伯特-卢瑟福（Robert Retherford）就利用受激辐射来放大氢分子产生的辐射，以更精确地测量特定分子跃迁的频率。
汤斯对微波技术十分熟悉，很快想到了实现受激辐射的办法。他设想将腔体内大量受激分子以合适的尺寸聚集，一些分子放出的射线反射回来与其它分子相互作用，这样就使得受激辐射不断增强，通过腔体与分子之间形成的反馈机制将信号急剧地放大。
汤 斯和同事在1954年制成了世界上第一台微波激射器（maser）。他们将一束受激的氨分子射入谐振腔内，由于腔内分子辐射产生受激分子，而受 激分子进一步增强辐射，并提供源源不断的受激分子，因而辐射得以自持。第一台微波激射器只产生厘米尺度的辐射，所以功率很小，仅为十毫微瓦左右（10-8W）。但值得注意的是，在发射谱上其辐射能量呈现为极细锐的谱线，这也就意味着辐射的频率十分单一，仅含一个波长而没有其余波长的干扰（单色性好）。
不 少理论物理学家曾认为汤斯设想的装置根本无法实现。可它的的确确实现了！于是研究者纷纷仿效制造，并开始在原来基础上加以改进。1958年，汤斯和新泽 西州贝尔实验室的阿瑟-肖洛（Arthur Schawlow）曾计划制造一种在红外和可见光区工作的激射器，但直到1960年第一台光激射器才真正问世??这也就是我们所说的激光(laser)。 汤斯也因其在微波激射器和激光领域的贡献分享了1964年诺贝尔物理奖。
由于不同团体对专利权的争夺，激光的发展还遇上过不少官司。麻省理工的伯纳德-伯克曾在哥大见到过第一台微波激射器，他的话颇令人深思：“汤斯无意将它保密，相反，它向未来的研究者敞开了欢迎之门。”
参考资料：
Molecular Microwave Oscillator and New Hyperfine Structure in Microwave Spectrum of NH3
J. P. Gordon, H. J. Zeiger, and C. H. Townes
Phys. Rev. 95, 282
(issue of 1 July 1954)
The Maser--New Type of Microwave Amplifier, Frequency Standard, and Spectrometer
J. P. Gordon, H. J. Zeiger, and C. H. Townes
Phys. Rev. 99, 1264
(issue of 15 August 1955)
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