将智利铜矿开采的相关事宜全权托付给小查尔斯·马丁后,费尔多便彻底放下了这块心思。在他看来,专业的事情理当交给专业的人去做,他既然选择扶持与培养小查尔斯,便是充分信任其能力,若连这点事都无法办好,那也不值得他再继续投入精力与资源。
此后几日,费尔多便坐镇空军总部,专心处理堆积如山的各类报告;审批各项军事与科研经费,有条不紊地推进空军与NASA的各项既定工作。
就在费尔多埋首于公文之中,认真核对一份空军装备升级报告的细节时,办公桌上的保密电话突然响起,电话那头传来的声音难掩激动与振奋,瞬间打破了办公室的沉静——一个足以改写科技与军事格局的好消息,悄然传来:休斯实验室那边,一款划时代的全新技术产品,正式研发成功;而这项技术,正是费尔多长久以来重点关注与扶持的激光技术。
提及激光,其理论基础的起源可追溯至物理学家爱因斯坦。早在1917年,爱因斯坦便提出了一套全新的技术理论——“光与物质相互作用”,为激光的诞生奠定了坚实的理论根基。
这一理论核心,便是揭示了原子内部粒子的运动规律:在组成物质的原子中,有不同数量的电子分布在不同的能级上,当处于高能级上的电子受到某种光子的激发时,会从高能级跃迁到低能级,与此同时,将会辐射出与激发它的光性质完全相同的光;而在特定状态下,还能出现一个弱光激发出一个强光的神奇现象,这便是“受激辐射的光放大”,简称激光。
这一理论提出后,历经数十年的探索与突破,才逐步走向实践。1951年,美国物理学家查尔斯·哈德·汤斯率先迈出了关键一步,他大胆设想:若用分子替代电子线路,或许能得到波长足够小的无线电波。要知道,分子本身具有多种不同的振动形式,其中部分分子的振动频率,恰好与微波波段范围的辐射频率相匹配,核心问题便是如何将这些分子振动转化为可利用的辐射。
以氨分子为例,在适宜的条件下,它每秒可振动240亿次(24GHz),凭借这一特性,理论上可发射出波长为1.25厘米的微波。汤斯设想,通过热或电的方式,将能量注入氨分子,使其进入“激发”状态。
随后,让这些受激分子处于与自身固有频率相同的微弱微波束中,此时,单个氨分子会受到微波束的作用,以相同波长的波束形式释放自身能量,而这份释放的能量又会作用于其他氨分子,促使其同步释放能量。就像微弱的外力触发一场雪崩,最终会形成一股强大的能量洪流,最初用于激发分子的能量,最终会全部转化为一种特殊的辐射。
经过两年多的潜心钻研,1953年12月,汤斯与他的学生阿瑟·肖洛终于将这一设想变为现实,成功制成了一套符合上述原理的装置,精准产生了所需的微波束。这一过程被命名为“受激辐射的微波放大”,取其英文首字母缩写为M.A.S.E.R,进而衍生出“脉泽“这一专业术语,成为科技领域广泛应用的首字母缩写词之一。
脉泽的诞生,为激光的研发奠定了重要基础。1958年,美国科学家肖洛与汤斯在脉泽技术的基础上,取得了突破性发现:当他们将氖光灯泡发射的光照在一种稀土晶体上时,晶体分子会发出鲜艳且始终会聚在一起的强光。基于这一神奇现象,两人正式提出“激光原理”——任何物质,在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时,都会产生这种不发散的强光,也就是激光。
这一原理的提出,彻底打开了激光技术实用化的大门。1960年5月15日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家西奥多·梅曼,率先实现了人类历史上的重大突破,成功获得了波长为0.6943微米的激光,成为人类有史以来第一束激光的发现者,也因此成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。