那是发生在20世纪70年代的一桩小事，已经鲜为人知。我猜想她们一定是阅读了已故邓锡铭院士主编的《中国激光史概要》一书，该书第95页载有“氟原子激光新谱线”一项，登载了我们小组1977年5月份的工作：实验采用布鲁林型快放电装置，充气NF3和He，在激光谐振腔作用下，实现了氟原子激光跃迁，波长分别为623.97 nm、634.85 nm和641.36 nm。概要指出：“这是我国首次独自发现的激光新谱线”。
自美国人梅曼以氙灯抽运红宝石首次实现激光振荡之后，六七十年代国际激光领域十分活跃，发现能产生受激光发射的物质越来越多，工作介质包括固体、液体、气体和等离子体，材料涉及晶体、玻璃、半导体、有机螯合物、染料、惰性气体、金属蒸气、分子气体、准分子气体……抽运方式有放电、氙灯抽运、气体动力学、化学反应、太阳能、爆炸乃至核反应等方案。当时有人调侃：“随便找种什么东西来打打，说不定都会打出激光。”（“打打”，指激发、抽运）
可是在那段时期，我国虽然有许多的国家级和地方的专业研究所，许多大学也有激光专业，但大多着重激光的应用开发和相关的工艺技术，缺乏基础性的探索工作，对创新性不够重视。正是在这样的时代背景下，我们小组发现了一组未见报导的氟原子激光谱线，跻身于新激光谱线发现者的行列。物以稀为贵，便有幸在中国激光发展历史中留下一个小小的印记。
意外的收获
我们的发现，可以说是出于偶然，因为我们小组的工作任务并不是查找新的激光跃迁；但也不是纯粹的偶然，因为小组的目标是寻找激光的新途径，而为了弄清楚新谱线的来龙去脉，我们付出了不少努力。故事还要重头说起。
中科院上海光机所于1964年建所，中心任务是研制强激光，习惯称大能量激光器，主攻路线为氙灯抽运钕玻璃，经过十年的奋斗，研制出规模与水平当时位居国际前列的大能量钕玻璃器件。但是大量的实验结果与分析表明，受到抽运方式和工作物质特性的限制，器件的总体效率偏低，输出光束的亮度较差，玻璃的激光能量负载不够大，这条路线难以达到最终目标。到了文化大革命结束不久，玻璃大能量的工作便告终止。
工作有了新的安排，我们有些人便组织起“新途径探索”研究小组，希望东边不亮西边亮，寻找出返往应用的激光新途径、新体系。既然氙灯抽运固体或玻璃有困难，我们便瞄准放电激发气体的体系。当时准分子刚崭露头角，我们便决定骑驴找马，抱着“即使做不成大能量，也能做出新激光器”的宗旨，立即动手，自力更新，从头做起。
当时是计划经济，市场不发达，做科研大多数都是自己动手，土法上马。科研人员除了读书做实验外，还必须会做各种活。
我们要建立一个小小的气体激光实验室，几个人就忙于以下各种事务：
1）搬钢瓶，找气体，在室外搭建小房子存放充有高压气体的钢瓶；
2）搭排气台，建立可以定量存放各种气体的气路，我们小组成员中有人会玻璃细工，自己能连接玻璃管道；
3）制作电源，做放电室和腔体，除了绘图外，经常要跑车间，或看加工，或与师傅商量工艺（例如电镀），好在当时实验室与工厂车间同在一个大院，跑起来很方便。
我们的首选目标是XeF准分子体系，要有NF3、Xe和He气，后两种属常用气体，可以订货。但前者是有毒的氟化物，必须通过与中科院有机所实验工厂协作生产。幸好我们大组里有一位化学专业的同事，由他专门负责与工厂合作，经常奔走于市区内外。
激光器主体为布鲁林放电装置，这是一种业余工作者也能制作的快放电设施，以前常用于氮激光，其特点是一对长约0.5 m的铜制楔形电极，刀口间距约为2 cm，储能电容和形成电容均为分布参量平板电容，球隙作放电开关。
自己动手搭建装置，费时费力，但也有好处：一是熟悉器件各个环节，出现问题知道如何解决；二是自己会修理，敢于做各种条件的实验。
我们知道，XeF激光波长为351 nm，属于眼睛看不见的近紫外波段。紫外线照射到白纸上会激发出淡蓝色的荧光。整个实验装置中制作最简便的要算激光的观察“设备”——一个纸屏！而我们激光的小发现正是在小纸屏上开始的。
熟知的氮分子激光也是紫外辐射。装置做好后，首先充氮气作为介质，调整各个部件，使氮激光达到最佳输出状态，即纸屏上蓝光坊图最完整、最亮。
然后进入正式的程序：抽空，排气，按不同成分比充入NF3、Xe和He，充电、放电、调节脉冲放电重复频率，在反反复复多次操作后，终于在纸屏上看到淡淡的蓝色荧光，我们成功实现XeF准分子激光振荡了！
在XeF激光调试中，在纸屏上我们时常会看到淡淡的红色光斑，即使不出现蓝光，有时也有红光，它的颜色很接近He-Ne激光。后者的波长为632.8 nm，是Ne的谱线，与He无关。我们查阅XeF激光有关的文献，没有提到它有红光输出。
红光来自何方
我们注意到，工作室不充Xe，红光也会出现。由此可推算红光来自氟元素的可能性最大。但查阅资料却找不到氟原子或氟分子出激光的报道。顺便在此说说，20世纪70年代中期，中国尚未进入改革开放，状态比较封闭，到图书馆或情报室查资料，绝大部分外国的学术杂志是影印本，消息大都滞后一年半载以上。
我们决定自己动手搞清楚红光是不是氟原子或氟分子的受激跃迁。主要做3件事：测波长、能级确定和激光实验。
测波长
现在仪器的智能化程度高，做光谱分析很方便，但几十年前标光光谱颇费周折：搬运笨重的1 m光栅光谱仪，散开在一个大桌子上的激光器统调光路，调整谱仪；寻找相应波段范围的标定用光谱灯；订感光干极和显影药品；修理简陋的暗房，设法借来显微阅读机等。
经过严谨的操作，最终测到的结果是3支谱线，分别为：623.97 nm、634.85 nm（强）和641.36 nm（弱），精度为±0.03 nm。
能级确定
有了光谱数据，便紧张地抱来权威的原子光谱手册。这是“揭开谜底的时刻”， 是活学活用原子光谱学的时刻。
经查对，氟原子有3P4S-3S4P的一组跃迁，正好与我们的测定值吻合。
激光实验
我们加工了稳定型平凹腔（R∞， R3m）在此谐振腔下。激光光束发散角约5-6 mrad。虽然方向性不是很好，但明显受谐振腔约束，属于受激辐射。
改变气压、电压装置，改变放电重复率，变化腔参数，观察相应的激光输出，在此基础初步了解了激光的动力学过程。
至此可以充分肯定，在我们实验室发现了一组来自上能级3P4S0的三支氟原子激光谱线。但激光输出不算强，在理论上其量子效率只有13%，不算高，而且容易形成超辐射。
从我们小组寻找新途径的要求来看，氟原子体系不是理想的候选者，工作做到此便告一段落了。
氟原子激光谱线是上千谱线大海中的一点，氟原子激光器也正如我们当时预想那样，没有成为常用器件。我们当时的努力已成为尘封的小小故事。不过，发现有大有小，意义有深有浅，我们的经历给人一种信念，即只要积极实践，勤于思考和学习，认真地观察各种现象，总会有所发现，有所前进。哪怕是小小的发现，即使不算什么成就，也可以鼓舞别人、鼓舞自己。到晚年回想起来，还可以感受到一点点正能量。
作者简介：
梁培辉，退休研究员。1939年出生于广东，1963年从清华大学无线电电子学系毕业后进入中科院长春光机所，次年随迁至上海，此后一直在中科院上海光机所从事激光与光电子学的研究与开发。上世纪作为洪堡学者在1979—1980年，1987—1988年期间在联邦德国马普学会的研究所进行访问研究。
主要研究经历：大型钕玻璃激光器、工程用铜蒸气激光与光学系统的研制、激光参数测量、激光光谱、薄膜表面的表面测量、激光表演与光学景观的技术开发。
曾获得中国专利发明创造金奖、国家技术发明奖三等奖、中科院技术进步奖一等奖等奖项，享受国务院政府特殊津贴，被评为中科院先进工作者。
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