История лазера

Теодор Мейман c первым рубиновым лазером

Лазеры это достаточно старая штука. Их изобретение аж предсказал Алексей Толстой. Но и он не был первым. Еще до написания им знаменитого романа «Гиперболоид инженера Гарина», в 1916 году Альберт Энштейн предрек возможность индуцирования внешним электромагнитным полем излучения атомов. Он также предсказал когерентность вынуждающему излучению, которая была позже (1929 год) строго обоснована Дираком в созданной им квантовой теории излучения.

Первая попытка экспериментально обнаружить индуцированное излучение скорее всего была сделанна в 1928 году, когда Ланденбург, изучая отрицательную дисперсию света, сформулировал условия обнаружения индуцированного излучения как преобладание его над поглощением (условие инверсии), отметив, что для этого необходимо специальное избирательное возбуждение квантовой системы

В 1939-м сотрудник Московского энергетического института (МЭИ) Валентин Фабрикант сформулировал принцип усиления электромагнитного излучения для среды, в которой можно создать инверсную, то есть возрастающую с увеличением энергетического уровня населенность электронами их атомных орбит. Это был ещё один шаг к изобретению лазера.

Несмотря на важность сделанных в этих работах выводов, они, к сожалению, остались практически не замеченными и не оказали существенного влияния на создание лазеров, как и поданная В.А. Фабрикантом с сотрудниками в 1951 году заявка на изобретение «нового способа усиления электромагнитного излучения УФ, видимого, ИК и радиодиапазонов», которая была опубликована только в 1959 году, уже после создания мазеров и публикаций другими учеными предложений о создании лазеров. Что поделаешь совок был еще до распада совка.

В 1955 году ученые Николай Басов и Александр Прохоров разрабатали квантовый генератор — усилитель микроволн с помощью индуцированного излучения, активной средой которого является аммиак. Такое устройство называется мазер (от английского Microwave Amplification by Stimulated Emission).

Изобретение мазера, использующего аммиак, позволило американским ученым Чарльзу Таунсу и Артуру Шавлову через два года начать разработку принципов лазера. Работая параллельно в том же направлении Александр Прохоров в 1958-м использовал для создания лазера резонатор Фабри-Перо, представляющий собой два параллельных зеркала, одно из которых полупрозрачно.

Квантовые генераторы СВЧ, обладающие высокой стабильностью частоты, нашли применение в службе времени, радионавигации. Квантовые парамагнитные усилители с чрезвычайно низким уровнем собственных шумов позволили повысить на два — три порядка чувствительность приемных устройств СВЧ-диапазона, что обеспечило громадный успех в радиоастрономии, трансконтинентальной связи через космос и вообще в приеме слабых сигналов.

В оптике же привыкли иметь дело со спонтанным (шумовым) излучением, вопрос о создании мощного генератора когерентных колебаний у оптиков как-то вообще не возникал. В 1960-м американский физик Теодор Мейман из Хьюз Эйркрафт, основываясь на работах Н.Басова, А.Прохорова и Ч.Таунса, закрепил специально подготовленный синтетический стержень из рубина, с длинной волны в 0,69 мкм, внутри мощной лампы-вспышки, похожей на ту, что используется для высокоскоростной фотографии. Когда лампу включили, мощный импульс красного света вышел из конца стержня. Он был одновременно монохроматичным (одного цвета) и когерентным ( все волны шли строго  »в ногу»). Разница между светом лазера и светом лампы накаливания такая же, что разница между чистой нотой и шумом. Примерно в это же время Чарльз Таунс и Артур Шавлов запатентовали изобретение лазера.

В 1964-м изобретателям лазера была присуждена Нобелевская премия. Лауреатами стали американец Чарльз Таунс и два российских физика — Николай Басов и Александр Прохоров. Лазерный век можно считать открытым. За десятки лет, в добавок к многим другим твердым веществам, лазерная генерация была продемонстрированна в газах (шикоро распространенный гелий-неоновый лазер был первым газовым лазером, хотя первоначально он генерировал излучение только на невидимых инфракрасных длинах волн), жидкостях и полупроводниковых кристаллах. Наверное каждый мыслимый и немыслимый материал был проверен в гонке за получением новых лазеров. Говорят что даже некоторые виды желе и мармелада были обстрелянны ксеноновым светом, и по слухам, не плохо работали. Кто знает, кто знает…

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

1 комментарий к записи “История лазера”

  1. Весельчак:

    Здравствуйте. На некоторых страницах вашего сайта(например, этой) есть скрытые внешние ссылки. Возможно, сайт взломали или вы использовали шаблон со встроенным в него вредоносным кодом.
    Проверить мои слова вы можете любым сервисом для анализа исходящих ссылок со страницы, или самое надежное — открыв страницу в кеше яндекса( ищите там сочетание .и закрывающий тег а).
    Инструкцию по решению данной проблемы Вы можете прочитать в мой статье
    http://smartnotes.ru/vebmasteru/ubiraem-skrytye-ssylki-v-tochkax/
    Захотите поблагодарить – можете просто поставить ссылку на мой блог.

Оставить комментарий