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1960年8月6日，休斯研究實驗室科學家西奧多·梅曼在《自然》雜誌上發表了一項研究(pdf)，描述了他用“紅寶石中的受雷射學輻射”進行的實驗。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）透過這項研究，他將雷射——最初是“受激輻射光放大”——從科幻領域帶到了現實，並創造了一種工具，這種工具將以當時很少有人能想到的方式改變世界。
這些可能性吸引了許多公司，包括通用汽車、波音和雷神，這些公司在過去幾十年中都曾擁有休斯研究實驗室的一部分。該實驗室由霍華德·休斯於 1940 年代創立，旨在為他的休斯飛機公司進行研發，此後更名為 HRL 實驗室，目前仍由通用汽車和波音共同擁有（雷神於 2007 年出售了其股份）。
1979 年，丹尼爾·紐斯瑪，以及同年晚些時候的鮑勃·拜倫，加入了休斯飛機公司的雷射工程部門，希望開發新型雷射器和使用該技術的新方法。位於加利福尼亞州馬里布的休斯研究實驗室是該公司的研究部門，而任何有望具有實際應用價值的東西都歸位於加利福尼亞州卡爾弗城的休斯飛機公司管轄。
當時，美國軍方對雷射在改進雷達、引導遠端武器以及潛在地充當武器本身的能力方面很感興趣。然而，紐斯瑪，現在是雷神空間與機載系統 (SAS) 光學和雷射部門的高階首席物理學家，以及拜倫，SAS 的首席工程研究員兼光電、紅外和雷射技術領域的技術主管，認識到該技術在其他領域的潛力，包括通訊、電子和醫學。
《大眾科學》最近與紐斯瑪和拜倫談論了雷射的過去、現在和未來。
[以下是採訪的編輯稿。] 建造第一臺雷射器的目的是為了證明愛因斯坦、普朗克和其他科學家關於輻射的理論，還是休斯研究人員有更實際的應用考慮？
紐斯瑪：休斯和泰德·梅曼的雷射工作是 微波激射器 [微波受激輻射放大] 工作的演變，該工作始於 1940 年代和 50 年代，旨在創造更強大的微波源，以提高雷達系統等的能力。[梅曼] 逐步發展到雷射器 [它使用光波]，以此作為獲得更強大功率的一種方式。
拜倫：對於光，即使在傳輸方面存在一些與大氣條件相關的限制，但就頻率而言，您仍然比微波高出三個數量級，解析度高 1000 倍，這意味著您可以將比微波多 1000 倍的資訊打包到光波中。頻率的增加在 [傳輸] 資訊方面的頻寬方面也是一個優勢。這就是光纖技術背後的整個理念。
那麼，雷射器並不是像過去所說的那樣，是為了尋找問題而存在的解決方案？
紐斯瑪：當雷射器首次被開發出來時，沒有人能夠預見到我們今天看到的用途的數量。也許這才是對這項技術的批評的真正來源。
拜倫：這有點像先有雞還是先有蛋。在通俗媒體上，人們談論雷射武器，當這些武器沒有實現時，人們想知道它能用來做什麼。與此同時，在幕後，科學家們正在研究這個。
當您們每一個人在 1979 年加入休斯公司時，您們正在從事哪種型別的雷射工作？
紐斯瑪：我被聘請來幫助將一些雷射器從實驗室轉移到生產中。這部分工作是使用雷射器製造測距儀或目標指示器，士兵可以在地面上使用它們來照亮飛機的目標。連線到炸彈的雷射尋的器可以飛入雷射產生的照明中。雷射器主要用作感測器和精確彈藥瞄準，以更準確地擊中您的瞄準目標。
拜倫：我已經在 炫目器 [旨在成為非致命武器，引起暫時的失明或迷失方向] 領域工作。從那裡，我繼續研究雷射雷達和三維雷射成像，這些技術可以用於引導像 巡航導彈 這樣的自主飛行器。我們可以使用單個感測器來檢視目標或感興趣物體的三維輪廓。
雷射器何時開始用於非致命裝置？為什麼它們的使用在過去幾十年中擴充套件得如此之大？
紐斯瑪：雷射器的其他用途在 1970 年代開始興起，可能是因為 1960 年代政府向這項技術投入了大量資金用於核心研究。但是，作為科學家，我們喜歡研究不同型別的應用。早期的用途之一是採用雷射瞄準技術並將其用於製作圖片，[這成為了雷射燈光秀的起源]。到 1974 年，他們正在進行條形碼的雷射掃描。他們在 1962 年進行了早期的雷射醫療工作。雷神公司在 1965 年開發了第一臺雷射焊接機，這不僅對焊接意義重大，而且對強調雷射的功率和雷射對政府的安全問題也意義重大。眼科成為雷射的明顯用途，使用光來點焊眼睛內部的視網膜。您不想切割眼睛，因為它不容易癒合。牙科也使用雷射進行鑽孔。您可以調整雷射，使其被黑色齲洞吸收，而不是牙齒的白色部分。
哪些重大突破使雷射器能夠用於如此多的其他技術，包括 CD 播放器、醫療裝置和光纖？
拜倫：第一次真正的革命是 [發明者] 可以使用的雷射器的數量和型別。[也稱為雷射二極體的] 半導體雷射器，於 1962 年在通用電氣開發，使得雷射器的尺寸可以縮小到非常小的尺寸，就像您今天在 CD 播放器中找到的那樣。另一項創新是使用多種不同型別的材料來製造不同型別的雷射器，無論是氣體雷射器、自由電子雷射器還是固態雷射器。
第二次革命是 二極體泵浦，即當您將用於建立雷射束的能量儲存在雷射器的二極體晶體中時。二極體泵浦使您可以減少操作雷射器所需的功率量，並減少產生的熱量，熱量會導致雷射器移位。雷射器變得更便攜，因為您可以使用電池而不是更大的電源來執行它們。
第三次革命是 光纖雷射器，它催生了長距離光纖行業。這些線路將雷射器包含在柔性電纜內。
研究人員在開發下一代雷射器時正試圖克服哪些障礙？
紐斯瑪：軍方希望每個士兵都擁有一部手機大小的雷射器，他們可以用它來做許多不同的事情，例如準確地找到距離、更好地識別遠處的物體，或者照亮地面上的目標，以便可以透過無人駕駛飛機摧毀這些目標。挑戰在於從如此小的裝置中獲得足夠的功率來執行雷射器足夠長的時間來完成工作，我們正在努力利用計算機和手機在能量儲存和電池方面取得的進步。這有點像低端。高階是將雷射器送入太空，在那裡它可以非常準確地觀察地球，以識別軍事目標，測量冰蓋或大氣層的變化以觀察氣候和生物圈，甚至幫助防禦彈道導彈。那裡的挑戰之一是雷射器通常以非常微妙的方式依賴於周圍的大氣層，或重力的方向，並且它們經常受到太空中的自然輻射的損害。迄今為止，雷射器已被封裝起來以模擬地球，然後在發射到太空。軍方和 NASA 都希望獲得真正的空間級雷射器，這種雷射器不依賴於被保護的盒子。
拜倫：[可以放置在地球大氣層之外的] 雷射器當然需要仔細研究如何製造雷射器的不同元件並將它們組裝起來，因為一旦您將雷射器放入太空，如果它壞了，您還有很長的路要走才能修復它。