湯斯 Charles Hard Townes

湯斯 Charles Hard Townes  
國立成功大學光電科技研究所林宣鳴研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

湯斯為雷射的發現者。湯斯於1951年開展有關激光的研究。他的學生研製成第一台微波激射放大器，稱為maser。1960年，他繼續以更高的能量激動電子，所放出的波長更短，甚至已到紅外線與紫外線光區了，這稱為雷射(laser)。湯斯是1964年諾貝爾物理獎得獎人，也是哈伯望遠鏡設計製造的關鍵人物。

湯斯(1915 – )為美國物理學家與教育家。1915年出生於美國南卡羅萊那州格林維爾。湯斯為一位律師的獨生子，於1935年以優等成績畢業於故鄉的福曼大學。1939年獲加利福尼亞理工學院博士學位。他在微波物理學的研究，特別是研究和分子間相互作用的微波，並利用微波光譜研究結構的分子、原子、原子核。湯斯希望能有一種器件可以產生高強度微波。通常器件只能產生波長較長的無線電波，如果用這種器件來產生微波，器件結構的尺寸就必需極小，以致於無實際實現的可能性。1951年某日早晨，湯斯坐在華盛頓市一個小公園的長凳上等待著飯店開門，以便去進吃早餐。他突然想到，如果用分子而不用電子線路，不是就可以得到波長足夠小的無線電波嗎？分子具有各種不同的振動形式，有些分子的振動正好和微波波段範圍的輻射相同。問題是如何將這些振動轉變為輻射。最後他以熱激發氨分子，發射0.1公分波長的光，製造出第一台微波發射器(maser)。湯斯和他的學生創造了這個詞“ maser “這個裝置，這是一個縮寫的微波放大受激發射的輻射（Microwave Amplification by Simulated Emission of Radiation）。1958年，湯斯和邵盧（Arthur L. Schawlow）在理論上證明maser在可見光和紅外線的範圍亦可運作。1960年，並共同發表關於可見光和紅外線激射放大器──laser的論文（Light Amplification by Simulated Emission of Radiation）。

60年代以後，湯斯從事非線性光學﹑射電天文學、紅外天文學研究，於1968年與他人合作發現星際空間複雜分子。他在微波激射器、激光器、飛機導航等方面獲13項專利。

今天雷射的使用非常廣泛，在醫學手術上、高能偵訊、精密焊接，甚至連超市使用商品條碼的讀碼器，也使用雷射。這都是湯斯的貢獻，為此，他獲得諾貝爾物理獎。湯斯與蘇聯的巴索夫和普羅霍洛夫共同獲得1964年度諾貝爾獎金物理學獎，還獲得康斯托克獎金、卡蒂獎章(美國科學院)、朗福德獎金(美國藝術與科學學院)、費勒獎金(美國物理學會)等許多獎勵。

參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Hard_Townes