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那些年的诺奖,均与这束光有关

文汇 徽标 文汇 2020/7/11
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▲微软HoloLens所应用的全息技术( 图/微软官网

纵观诺贝尔奖百年历史,与光学直接或间接相关的获奖成果多达40余项,约占诺贝尔物理学奖的40%。其中,在1960年后,几乎所有与光学相关的诺贝尔奖或多或少都与激光有关联。以下例举其中较为著名的几项。

1964年诺贝尔物理学奖 激光最早获得的诺奖

获奖者:查尔斯·汤斯(美国)、尼古拉·根纳季耶维奇·巴索夫(前苏联)、亚历山大·普罗霍罗夫(前苏联)

获奖理由:在量子电子学领域的基础研究成果,该成果发展出了基于激微波—激光原理建造的振荡器和放大器

依据该研究成果,科学家在1954年制造出了激光器的前身——微波激射器。此后,基于微波器的开放式谐振腔构型,科学家在1960年研制出了激光器。

1971年诺贝尔物理学奖 构建三维逼真立体图

获奖者:伽博·丹尼斯(英国)

获奖理由:发明并发展全息照相法

由于激光器的问世,光源的相干性和亮度有了显著提高,全息技术得到迅猛发展。全息技术的原理是利用光的干涉和衍射,将物体信息以干涉图的方式存储下来,通过图像反演,恢复出原物体的三维逼真立体图。该技术大量运用在科幻电影中,如《阿凡达》中的全息沙盘展示、《钢铁侠》中的悬空投影等。如今,计算机技术的快速发展已催生出全息投影技术。例如,微软基于计算全息技术于2015年开发出了Hololens,可以生成只有佩戴者能够看见的虚拟3D图像。

1981年诺贝尔物理学奖 灵敏探测的激光光谱仪

获奖者:尼古拉斯·布隆伯根(美国)、阿瑟·肖洛(美国)

获奖理由:对开发激光光谱仪的贡献

激光器问世后,非线性介质和激光光谱的研究成为了热点,布隆伯根发明的基于非线性光学原理的光倍频、脉冲压缩展宽、电光调制等技术和器件,在强激光领域、激光通讯领域都不可或缺。

1997年诺贝尔物理学奖 冷冻原子捕捉“第五态”

获奖者:朱棣文(美国)、克洛德·科昂-唐努德日(法国)、威廉·菲利普斯(美国)

获奖理由:发展了用激光冷却和捕获原子的方法

激光冷却技术是通过激光光子与运动的原子碰撞,从而使得原子减速,获得超低温原子。利用该技术,科学家首次观测到了物质的第五态——玻色-爱因斯坦凝聚态。

1999年诺贝尔化学奖 飞秒级拍摄分子变化过程

获奖者:艾哈迈德·泽维尔(埃及、美国)

获奖理由:运用激光技术,使通过化学反应观测原子在分子中的运动成为可能

泽维尔被誉为“飞秒化学之父”,他应用飞秒激光技术在化学反应中观测,这也是诺贝尔化学奖第一次颁发给激光领域。由于飞秒超短脉冲激光的出现,可观测化学反应的时间尺度缩减至飞秒量级。泽维尔利用该技术测得了环丁烷裂解实验的反应过度寿命为700飞秒,并在NaI的光解反应中首次观察到化学反应过渡态的变化过程。

2009年诺贝尔物理学奖 光纤带来通讯划时代变革

获奖者:高琨(英国、美国)

获奖理由:在光学通信领域,光在纤维传输方面的突破性成就

基于高琨的理论和激光器,上世纪70年代以来,康宁公司发展出可用于通讯的光纤,已成为目前主流的高速、大容量有线通信方式。

2018年诺贝尔物理学奖 “千倍放大”和“激光镊子”

获奖者:亚瑟·阿什金(美国)、杰哈·莫罗(法国)、唐娜·斯特里克兰(加拿大)

获奖理由:在激光物理领域的突破性发明:“光学镊子及其在生物系统的应用”“产生高强度超短光学脉冲的方法”

作者:伍艺通(中国科学院上海光学精密机械研究所博士生

编辑:李晨琰

责任编辑:许琦敏

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