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读者会说，这是由于最初那个“种子”光子恰好是沿水平方向运动的，如果它稍微偏一点的话会怎么样呢？如图2.6下图所示，这个光子同样也会引起受激辐射，得到放大，但是很遗憾的是，因为走的是“歪门邪道”，它们很快就离开了激光工作物质，而不能像水平方向运动的光子那样被来回反射很多次，反复放大。所以，两面反射镜的存在导致了激光具有极佳方向性的特点。当然，Townes先生在设计这样一个装置之时，他的出发点只是希望得到足够多次的放大，从而产生比较强的受激辐射。无心插柳柳成荫，这两面反射镜不仅增强了受激辐射，同时也起到了塑造激光纤细身型的作用。
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至此，千呼万唤始出来的激光终于开始在人类的思考中慢慢地变得清晰了。Townes先生有了这个绝佳的点子以后，做了很多仔细的计算，确信自己的构想是能够实现的。于是他和他的研究生开始了把想法付诸实践的漫漫长路。他们当时的目标是要制造一个产生“微波激光”的装置，即所产生的激光是微波波段，而非可见光波段（准确地说，这个装置叫作Maser而不是Laser。其中M代表着Microwave，即微波）。要创造一个全新的东西，不管后来看起来多么简单，在创造的过程中都是充满坎坷的。很长一段时间，Townes先生的研究都没有进展，当时他所在的哥伦比亚大学物理系的两位诺贝尔物理学奖得主Rabi教授和Kusch教授看在眼里急在心里，他们找到了Townes先生，进行了一次谈话（参见《激光如何偶然发现》）。两位教授语重心长地说：“小汤啊，我们觉得你的想法是行不通的！你这是在浪费金钱和时间！”Townes先生不信这个邪，他婉言拒绝了两位大物理学家的忠告，打算一条道走到黑。他对于自己的计算非常有信心，认为既然原理上完全行得通，那么就应该可以实现。
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后来的结局大家都可以猜到了，经过两年多的不断尝试（其中的千辛万苦与一次次的失望只有当事者才能体会），Townes先生和他的学生成功地实现了第一台受激放大微波辐射装置Maser，因此获得了诺贝尔物理学奖。后来他又再接再厉，与他的姐夫Arthur Schawlow先生（后来也获得了另外一年的诺贝尔奖）一起提出了可见光波段的受激辐射放大装置的原理，即真正意义上的Laser。1960年5月，美国物理学家“卖萌”先生（Theodore H.Maiman）向世界宣布，他制造了第一台红宝石激光器，产生了红色的可见激光。一年之后，中国物理学家也制成了我国第一台红宝石激光器。两年之后，激光二极管问世。从此激光的研究与应用在世界各地开花结果。50年来，在基础科学领域，与激光有关的诺贝尔奖已经不下10次（有意思的是Maiman先生并未获过诺贝尔奖）。而在生活中，从电脑里的DVD光驱到超市里的条形码扫描器，无处不见激光的踪迹。激光还是科幻小说的常客，中国第一部科幻小说《珊瑚岛上的死光》就是以激光为主要线索的。而“死光”这一激光的别名可能还得追溯到激光刚刚发现的时候，八卦记者们追问科学家这束神奇而强大的光能不能用于击落敌人的飞机，并因此赋予了它“Death Ray”（即死光）的光荣称号。但是现在医疗上用激光来救死扶伤的用途远远多于军事上的应用，应该说激光是“悬壶济世”的神光更为恰当。
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聊了这么多有关激光的故事，作为业余科学家的读者一定很想要动一动手了，这正是我们接下来要做的事情。
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动手实践
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要更加深入地体会前面关于激光的理论，最好的办法莫过于拆开两个激光器看个究竟。我们首先来拆一个大个子的激光器。
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第1个实验 邂逅氦氖激光器
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所需材料
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氦氖激光管（及其高压电源）
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氦氖激光器是一种产生红光的气体激光器，它的出现使得激光开始进入日常生活。早期的激光打印机、条形码扫描器等用的都是这种比较笨重的激光器。现在网上还能买到很多二手的氦氖激光管，多数是从当年的一些旧设备上拆卸下来的。有100元闲钱的读者朋友，不妨买来一个，作为收藏也是很有意思的，更重要的是，它能够清楚地展示激光器的内部结构。
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我很幸运地从一堆废旧仪器中捡到了一支1977年生产的氦氖激光管（见图2.7）以及它的电源。
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图2.7 氦氖激光管
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氦氖激光器其实是我们常见的霓虹灯的本家亲戚，霓虹灯就是从英文“Neon（氖气）”音译而来的。当我们把低压氖气充入一根真空管内，在管子的两端加以高电压使得大量氖原子被激发到高能级状态，然后主要通过前面提到的“自发辐射”向四面八方发出艳丽的红光。而氦氖激光器可以看作是在一个霓虹灯的两端加了两面反射镜（见图2.8），这样自发辐射产生的光子可以在灯管里来回反射，通过不断产生“受激辐射” 诱发大量的、一模一样的光子，并且它们都沿着灯管的方向传播，这样就形成了激光。
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图2.8 左边是几乎完全反射镜；右边是略微透光反射镜
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如果有读者决定买一根这样的激光管，最好再买一个激光电源，在淘宝上它的价格和激光管差不多。这个电源要能产生7 000～9 000V的直流电压（高压危险，请经专业人士指导后使用）才能使气体放电从而发光。
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我小心翼翼地把电源输出端接到激光管的两头，然后把电源打开（电源接通时千万不能用手触碰电极），一个非常明亮的的红色激光灯管呈现在我眼前（见图2.9）。如果仔细观察，可以发现中心玻璃管里有一道细长的光路。可想而知，这条光路上的原子就是在不断地被加在两端的7 000V电压激发到高能级，然后又不断地被已经存在于激光器里的光子诱发产生受激辐射而形成激光。
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图2.9 点亮氦氖激光管
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在略微透光的反射镜一侧，我们可以看到一个很强的激光亮斑，而在几乎不透光的反射镜那一侧，我们只能看到一个比较暗淡的激光亮斑（见图2.10）。从图2.9和图2.10中，读者也可以注意到一个有趣的现象，那就是我们能看见激光管内发出耀眼的光，而看不到激光从管内射出以后在空气中的轨迹，直到它被其他物体反射了，我们才能看到一个明亮的激光光斑，这正是图2.6的生动体现。在激光管内，那些不沿着水平方向传播的光子经过少数几次放大后就离开了激光工作物质，向侧面发射出来成为我们能看到的耀眼的光。而真正的激光则因为只沿着水平方向传播，其中的光子不会进入一旁观察者的眼中，从而我们感觉不到它在空气中的存在，尽管它的亮度非常高。直到它被一个粗糙的表面向四面八方反射时，我们才能看到它。
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