Како Ласери раде и ко их је измислио

Како Ласери раде и ко их је измислио

16. маја 1960. године, Тхеодоре Маиман је сјајао светло високог напона на рубу делимично обложеном сребром и резултат је био први ласерски свет. Међутим, овај револуционарни уређај није направљен од стране једног генија у изолацији. Умјесто тога, то је резултат многих бриљантних умова који деле идеје. . . макар све док није било времена да се раздвоји добит.

Рана историја

На рамену гиганта

Већина историчара прати развој ласера ​​Алберту Ајнштајну, који је 1917. године био ангажован у једном од својих "мисаоних експеримената", овог пута због феномена емисије енергије. Као што су описали други: "Ако је атом у узбуђеном стању, може се спонтано спасти у нижи ниво енергије после неког времена, ослобађајући енергију у облику фотона, који се емитује у случајном правцу. Овај процес се зове спонтана емисија. "

Верујући да ако је на располагању само прави фотон "док светлост пролази кроз супстанцу, она би могла стимулисати емисију више светлости:"Ајнштајн је претпоставио да фотони више воле да путују заједно у истој држави. . . . Ако пролази бесни фотон тачне таласне дужине. . . Њено присуство ће стимулисати атоме да ослобађају своје фотоне [назване стимулисане емисије]. . . а они фотони ће ићи у истом правцу са идентичном фреквенцијом и фазом као оригиналним фотоном. Појављује се каскадни ефекат: пошто се гомила идентичних фотона креће кроз остатак атома, све више фотона ће се емитовати из њихових атома да би се придружили њима. "

Године 1928. Рудолпх В. Ланденбург потврдио је Ајнштајнову теорију стимулисане емисије и започела потрага за оним што на крају постаје ласер.

Повезаност

Напомињемо да постоји основна разлика између две врсте емисија: када се спонтано догоди, енергија се издаје насумично и на различитим фреквенцијама; али када се стимулише, ослобођена енергија ће одразити фреквенцију и путовати у истом правцу као и стимулативни фотон, са ефектом који може "појачати" изворни улаз енергије зрачења.

Ова способност стимулисане емисије остати усредсређена на веома уски распон фреквенција, његову повезаност, кључ је да се ојачано електромагнетно зрачење користи као комуникациони алат (као и интензивни извор енергије): "Претходни извори светлосне енергије, као што су жаруље са жарном нити, су "неусклађени" извори јер истовремено генеришу енергију преко релативно великог дела електромагнетног спектра. Извори радио-фреквенција су, с друге стране, веома кохерентни. Предности кохерентног извора су многи [и укључују способност да]. . . добијате информације из жељеног извора док филтрирате све остале. Ако би ваша омиљена радио станица била емитована преко широког дијела спектра (то је ако су ... били неусклађени ...), доживљавали бисте сметње. . . . "

МАСЕР

У почетку, способност научника да појачавају и генеришу енергију ограничена је на доњи и средњи домет електромагнетног спектра, који се простире од најниже фреквенције: "Где ради ваш АМ пријемник. Прогресивно веће фреквенције се називају кратким таласима; ВХФ (за врло високу фреквенцију) који садржи ФМ и ТВ опсеге; УХФ (за ултра високе фреквенције); микроталасне мреже, где већина радара ради; инфрацрвене или таласне таласе; светло; ултраљубичасто, Кс-зраци, гама зраци и коначно космички зраци. "

Године 1954. Цхарлес Товнес и Јим Гордон са универзитета Цолумбиа у Сједињеним Америчким Државама и Ницолаи Басов и Александр Прокхоров у Русији одвојено су развили прекурсор ласера, МАСЕР, кратак за амплификацију микроталасана стимулисаним емисијама зрачења, који је појачао микроталасне пећнице.

За ограничену употребу, Товнес и његов будући зет Артхур Сцхавлов донијели су план који је објављен у Физички преглед 1958. године, како би се појачала висока фреквенција инфрацрвеног и видљивог светла, при чему: "Прототипни ласер [требало је да буде опремљен са пар огледалаца, један на сваком крају ламинарне шупљине. Фотони специфичних таласних дужина би затим одражавали огледала и путовали напред и назад кроз медијум за ламинирање. На тај начин, они би заузврат изазивали друге електроне да се опусте у своје земље, емитујући још више фотона на истој таласној дужини .. . "

ЛАСЕР

Предлог Товнес-Сцхавлов-а упућен је Тхеодоре Маиман из Истраживачке лабораторије Хугхес у Малибу, Калифорнија, који је 16. маја 1960. први био успјешно појачава зрачење из видљивог спектра: "Извор светлости, у облику снажне светиљке блицне цеви, зрачи синтетички руби кристал [са два паралелна лица обложена сребром] који апсорбује енергију преко широког опсега фреквенција. Ова оптичка енергија узбуђује атоме у вишу енергетску државу, из које се енергија претвара у врло уском појасу фреквенција. Узбуђени атоми су спојени на оптички резонатор и стимулисани да емитују зрачење заједно ... "

Иако у првом демонстрацијом ласерске снаге није емитовано никакво светло снопа светлости, као што је нагласио Товнес, уређај је, без обзира на то, био ласер, јер је производио енергију са: "Означено сужавање опсега фреквенција које је садржано. То је управо оно што је било предвиђено [документом из 1958. године и био] дефинитиван доказ ласерске акције. Убрзо након тога, како у Маинман-овој лабораторији у Хјузсу, тако иу Шавловој лабораторији у Белл Лабораториес у Нев Јерсеи-у, видели су се и дивили светло црвене мрље од руби ласерских греда које су удариле у лабораторијски зид. . . . "

Патент Фигхт

Један од раних чланова Товнесовог тима био је студент дипломског студија Цолумбиа Университи, Гордон Гоулд, који је измислио низ идеја који се тичу "пумпања" атома у виша енергетска стања тако да би емитовали свјетло "за његову дипломску тезу коју је дијелио са Товнесом. Заправо, Гоулд је први пут сковао фразу Лигхт Амплифицатион би Стимулатед Емиссион оф Радиатион (ЛАСЕР).

Предпостављајући да ће његове идеје бити укључене у истраживање града, Гоулд је почео, 1957. године, водити евиденцију о његовим идејама, чак иако је однео неке странице његових нота. Како су њихове идеје и приједлози постали кристализовани, оба логора су се бринула да сачувају своја права: "Гоулд је патентирао ласерски патент у априлу 1959. године, али је то патентирао амерички патентни уред у корист патентног оптичког масера ​​Сцхавлова и Товнесаа (додијељен 1960.) ...

Не тако неправедно колико звучи, Товнес и Сцхавлов су се пријавили за свој патент, у име Белл Лабораториес, девет мјесеци прије него што је Гоулд поднео. У сваком случају, након што је патент додељен Беллу, "Тридесетогодишњи патентни рат" започео је Гоулдовим одјевним одјевним предметом. Судски поступак се повукао, али коначно, почевши од 1987. године, Гоулд је почео освајати поравнања по патентним захтевима. На крају правног сукоба Гоулду је на крају додијељен "48 патената. . . за комерцијално вредне аспекте ласера. . . . "

Оставите Коментар

Популар Постс

Избор Уредника

Категорија