1、光學(xué)的萌芽時期

      光學(xué)的起源和力學(xué)、熱學(xué)一樣，可以追溯到兩三千年以前。春秋戰(zhàn)國時期墨子 （公元前468—376 年）及其弟子所著《墨經(jīng)》中記載：直線傳播、光在鏡面上的反射等現(xiàn)象，并提出了一系列的實驗規(guī)律。這是有關(guān)光學(xué)知識的最早紀(jì)錄。西方也很早就有光學(xué)知識的 記載，歐幾里德（Euclid，公元前330~275）的《反射光學(xué)》研究了光的反射，提出了反射定律和光類似觸須的投射學(xué)說。

大約公元100年克萊門德和托勒密研究了光的折射現(xiàn)象，最早測定了光在兩介質(zhì)界面的入射角和折射角。阿拉伯學(xué)者阿勒·哈增（AI-Hazen，965 1038）寫過一部《光學(xué)全書》，討論了許多光學(xué)現(xiàn)象。公元1 1世紀(jì)阿拉伯人伊本·海賽木發(fā)明了透鏡，到16 世紀(jì)初，凹面鏡、凸面鏡、眼鏡、透鏡以及暗箱和幻燈等光學(xué)元件也已相繼出現(xiàn)。這些光學(xué)元件的發(fā)明推動了光學(xué)進(jìn)一步向前發(fā)展。

2、幾何光學(xué)時期

      1608 年荷蘭人李普塞發(fā)明******架望遠(yuǎn)鏡，17 世紀(jì)初延森和馮特納（Fontana）發(fā)明了******架顯微鏡。1610 年伽利略制作了望遠(yuǎn)鏡，并用望遠(yuǎn)鏡觀察星體運動。1611 年開普勒發(fā)表《折光學(xué)》，設(shè)計了開普勒天文望遠(yuǎn)鏡。1630 年斯涅爾（Snel1）和笛卡爾（Descartes）總結(jié)出光的折射定律。這些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)是光學(xué)由萌芽時期發(fā)展到幾何光學(xué)時期的重要標(biāo)志。

直到1657 年費馬（Fermat）得出著名的費馬原理，并從原理出發(fā)推出了光的反射和折射定律。這兩個定律奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，光學(xué)開始真正形成一門科學(xué)。牛頓在 1666 年提出光的微粒理論：光是高速運動的細(xì)小微粒。能夠解釋光的直線傳播和反射折射定律，但不能解釋牛頓圈和光的衍射現(xiàn)象?；莞乖?678 年提出光的波動理論：光是在“以太”傳播的波。成功的解釋了光的反射和折射定律，方解石的雙折射現(xiàn)象，但他的理論沒有指出光的周期性和波長的概念，沒有脫 離幾何光學(xué)的束縛。此后100 多年時間里兩種理論不斷爭斗，18 世紀(jì)以前微粒理論占上風(fēng)，這種優(yōu)勢在19 世紀(jì)初被打破。

3、量子光學(xué)時期

      1900 年，普朗克從物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)理論中借用不連續(xù)性的概念，提出了輻射的量子論。他認(rèn)為各種頻率的電磁波，包括光，只能以各自確定分量的能量從振子射出，這種 能量微粒稱為量子，光的量子稱為光子。量子論很自然地解釋了灼熱體輻射能量按波長分布的規(guī)律，以全新的方式提出了光與物質(zhì)相互作用的整個問題。量子論不但給光學(xué)，也給整個物理學(xué)提供了新的概念，所以通常把它的誕生視為近代物理學(xué)的起點。

1905年愛因斯坦發(fā)展了光的量子理論，成功地解釋了光電效應(yīng)，提出了光的波粒二象性。至此，光到底是“粒子”還是“波動”的爭論得到解決：在某些方面， 光表現(xiàn)的象經(jīng)典的“波動”，在另一些方面表現(xiàn)的象經(jīng)典的“粒子”，光有“波粒二象性”。這樣，在20世紀(jì)初，一方面從光的干涉、衍射、偏振以及運動物體的 光學(xué)現(xiàn)象確證了光是電磁波；而另一方面又從熱輻射、光電效應(yīng)、光壓以及光的化學(xué)作用等無可懷疑地證明了光的量子性——微粒性。

1916 年愛因斯坦預(yù)言原子和分子可以產(chǎn)生受激輻射。他在研究輻射時指出，在一定條件下，如果能使受激輻射繼續(xù)去激發(fā)其他粒子，造成連鎖反應(yīng)，雪崩似地獲得放大效果，最后就可得到單色性極強(qiáng)的輻射，即激光。這為現(xiàn)代光學(xué)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

4、現(xiàn)代光學(xué)時期

      1960 年，梅曼用紅寶石制成******臺激光器；同年制成氦氖激光器；1962 年產(chǎn)生了半導(dǎo)體激光器；1963年產(chǎn)生了可調(diào)諧染料激光器此后，光學(xué)開始進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期，以致于成為現(xiàn)代物理學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿的重要組成部 分。激光具有極好的單色性、高亮度和良好的方向性，所以自發(fā)現(xiàn)以來得到迅速的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，引起了光學(xué)領(lǐng)域和科學(xué)技術(shù)的重大變革。由于激光技術(shù)的發(fā)展突 飛猛進(jìn)，目前激光已經(jīng)廣泛應(yīng)用于打孔、切割、導(dǎo)向、測距、醫(yī)療、通訊等方面，在核聚變等方面也有廣闊的應(yīng)用前景。同時光學(xué)也被相應(yīng)地劃分成不同的分支學(xué) 科，組成一張龐大的現(xiàn)代光學(xué)學(xué)科網(wǎng)絡(luò)。

此外，20世紀(jì)60年代以來，特別是激光問世之后，光學(xué)還與其他科學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合，相互滲透。 如：全息技術(shù)已經(jīng)在顯微技術(shù)、信息存儲、信息編碼、紅外全息等方面得到了廣泛應(yīng)用；在集成電路的啟示下，材料科學(xué)、電子技術(shù)和光學(xué)融合發(fā)展，形成了集成光 學(xué)這一邊緣學(xué)科，在光通訊、信息處理等方面起到了很大的作用；光子晶體以及量子 信息的研究和發(fā)展將給信息技術(shù)開辟一個嶄新的天地。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，飛秒激光器的出現(xiàn)為超快過程、高階非線性效應(yīng)的研究提供了有效的研究手段。

結(jié)語：

綜上所述，自19 世紀(jì)以來，光學(xué)在相干性、量子性和非線性等方面都有很大的進(jìn)展。關(guān)于光的相干性和量子性的研究已取得了豐碩的成果。而關(guān)于非線性的研究已有了很好的基礎(chǔ)和 研究手段，正處于快速發(fā)展的階段。我們有理由相信，一個輝煌的、集中反映非線性研究成果的時期將會到來。