布洛姆伯根

Bloembergen, Nicolaas

(1920.3.11,尼德蘭 多德雷赫特　)

荷裔美籍物理學(xué)家。他和美國的肖洛(Arthur Leonard Schawlow)及瑞典的西格班(Kai Manne Borje Siegbahn)一起，因革新了研究電磁輻射與物質(zhì)相互作用的光譜學(xué)方法，共獲1981年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。其中布洛姆伯根和肖洛因研究那些不用雷射就無法探測的現(xiàn)象共獲獎(jiǎng)金的一半。他從烏得勒支(Utrecht)大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位和碩士學(xué)位。1946年接受哈佛大學(xué)的一個(gè)研究職位，攻讀博士學(xué)位。1948年在萊頓(Leiden)大學(xué)獲博士學(xué)位。1951年重返哈佛大學(xué)，任副教授，1980年成為杰哈德·加迪(Gerhard Gade)大學(xué)教授。1958年入美國籍。1940年代末在哈佛大學(xué)讀博士學(xué)位時(shí)，曾專攻邁射和雷射的基本原理。1953年湯斯(Charles Townes)演示了邁射，兩年後，布洛姆伯根詳述了微粒的極廣泛的應(yīng)用。

西格班(Kai M. Siegbahn, 1918-)因發(fā)展高分辨率電子能譜儀并用以研究光電子能譜和作化學(xué)元素的定量分析，布洛姆伯根(Nicolaas Bloembergen, 1920-)和肖洛(Arthur L. Schawlow, 1921-1999)因在激光和激光光譜學(xué)方面的研究工作，共同分享了1981年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

從20年代開始，科學(xué)家們就試圖運(yùn)用愛因斯坦的光電子理論，通過對光電子的研究來獲取物質(zhì)內(nèi)部的信息。然而，由于儀器分辨率一直不高，多年來沒有重大進(jìn)展。20世紀(jì)50年代中期，西格班（左圖）和他的同事們將研究β射線能譜的雙聚焦能譜儀用于分析X射線光電子的能量分布，發(fā)明了具有高分辨率的光電子能譜儀。他們研究了電子、光子和其他粒子轟擊原子后發(fā)射出來的電子，并系統(tǒng)地測量了各種化學(xué)元素的電子結(jié)合能。后來，他們又發(fā)展了用于化學(xué)分析的電子能譜學(xué)，開創(chuàng)了一種新的分析方法，即所謂的X射線光電子能譜學(xué)或化學(xué)分析電子能譜學(xué)。X射線光電子能譜學(xué)是化學(xué)上研究電子結(jié)構(gòu)、高分子結(jié)構(gòu)和鏈結(jié)構(gòu)的有力工具。西格班開創(chuàng)的光電子能譜學(xué)為探測物質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了非常精確的方法。

布洛姆伯根被公認(rèn)為是非線性光學(xué)的奠基人。他和他的同事們從以下三個(gè)方面為非線性光學(xué)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)：(1)關(guān)于物質(zhì)對光波場的非線性響應(yīng)及其描述方法；(2)關(guān)于光波之間的相互作用以及光波與物質(zhì)激發(fā)之間的相互作用的理論；(3)關(guān)于光通過界面時(shí)的非線性反射和折射的理論。布洛姆伯根將各種非線性光學(xué)效應(yīng)應(yīng)用于原子、分子和固體光譜學(xué)的研究，逐漸形成了激光光譜學(xué)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，即非線性光學(xué)的光譜學(xué)。在非線性光學(xué)的研究中，他建立了許多非線性光學(xué)的光譜學(xué)方法。其中，最為重要的是“四波混頻”法，即利用三束相干光的相互作用在另一方向上產(chǎn)生第四束光，以便產(chǎn)生紅外波段和紫外波段的激光。利用這一方法及共振增強(qiáng)效應(yīng)，可以高精度地確定原子、分子或固體中的能級間隔。此外，他還提出了一個(gè)能夠描述液體、金屬和半導(dǎo)體等物質(zhì)的非線性光學(xué)現(xiàn)象的理論。布洛姆伯根對非線性光學(xué)的發(fā)展以及對一系列非線性效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，大大地?cái)U(kuò)展了激光波長的范圍，使適用于光譜學(xué)研究的激光波段從紫外區(qū)、可見光區(qū)一直覆蓋到近、遠(yuǎn)紅外區(qū)。