我国第一台CO2激光器的研制历程（七）

从必然王国走向自由王国

　　接着我们做进一步的细化实验条件的实验。让我们感到吃惊的是，《应用物理学通讯》（Appl.Phys.Lett. ）上的一篇文章报道说，在激光器放电管内加进一点氮气体能够前进激光器输出功率。我们照此做实验，果然是前进了输出功率。这种情况在氦-氖激光器中是不会有的，在那种激光器中运用的氦、氖混合气体纯度请求是十分高，里面稍微掺杂一点氮气体，激光器就不会发作激光振荡。大气中含有许多氮气体，这是不是意味着在激光放电管内有点空气也不阻止激光器的工作功用。我们便有意向放电管漏进一点空气，实验效果显现，激光器不只没有中止激光振荡，输出功率还升高了！明显，对于CO2分子气体激光器来说，气体纯度不是疑问。早知道如此，我们就不用花这么多时间和精力做气体提纯工作了，激光器也能够提早成功。我向导师吕先生率直做了件“傻事”。不过，吕先生并不认同，他说这是科学实验中的正常事，人对事物的知道进程是逐渐的，是从安闲王国走向安闲王国。科学实验开首，有许多要素会影响实验效果，我们还不完全知道哪个要素能够疏忽，首先得到预期效果最主要，这就有必要把怀疑到的各种影响要素都逐一打扫。只要在实验成功了，掌握了实验获得成功的基本规则，才有控制实验条件的安闲，预见在啥条件下能获得啥样的效果。表面上是件犯傻事，却是一堂深化的科学实验教育课。
　　跟着实验工作深化，我们对CO2分子气体激光器了解更多，进到了它的安闲王国，变着法子改进这种激光器的功用，输出激光功率不断前进，从初步的微瓦支配，前进到毫瓦，到这年的11月下旬，前进到几瓦，是当时连续输出激光功率最高的红外激光器。我们又根据CO2分子发射激光的能级离基态不远，能级粒子数布居反转情况受温度影响比较大，进而影响激光器工作寿数的情况，做了一只双层放电管，工作时通水冷却管壁，带走放电管里的热量。这个办法使得激光器能够保持较长时间安稳输出功率。这些实验效果遭到领导的注重，他们策划将这种激光器用到军事上。我则考虑能否不运用电鼓舞办法，由于激光器不用电源的话会使得它能够在缺电的条件下运用，假如创造输出很高功率的激光器，还能够避免电网的背负。我是这么想，已然气体纯度不是疑问，当然也就不一定选用碳酸钙热分解的办法制作CO2分子气体，一些化合物燃烧的产品就有CO2分子气体，并且燃烧时发作的热会激起CO2分子到高能级，根据著名的玻尔兹曼能级散布规则，在CO2分子各个能级会堆集不少粒子，再根据各个能级的弛豫速率随温度变化不一样，有或许建立能级粒子数布居反转情况，做成功燃烧型CO2分子激光器，这是激光器实验过渡到安闲王国的又一个幻想，我给导师递交了开题陈说。怅惘的是，在1966年初我们单位初步“四清”运动，导师没有了开题话语权，随后接着是文化大革命，导师被关了起来，我则被奉告要做的应该是思想改造，“反修防修”，不要再提啥新研讨方案。1968年我在部队农场接受再教育时得知，美国在1967年造成功气动CO2分子激光器，运用的恰是燃烧热激起。直到1973年，上海光机所也打开这种激光器研讨，这是后话。