Евмhistory лазер

Лазер - одне з найважливіших винаходів ХХ століття і по праву стоїть в одному ряду з видатними досягненнями науки і техніки. Якщо на секундочку відкинути в сторону в технічні сфери де використовується лазер, то в голові спливає, наприклад, будь-який сучасно шоу, звичайна дискотека в клубі, мега-вечірка на відкритому повітрі або лазертаг. Як же нині без світломузики у вигляді променів лазера?

Як тільки більш півстоліття назад з'явився перший лазер, відразу ж почався бурхливий розвиток лазерної техніки. За короткий період часу було створено велику різноманітність типів лазерів і лазерних пристроїв, призначених для вирішення конкретних наукових і технічних завдань. Лазери завоювали міцні позиції в багатьох сферах життя.

Отже, що таке лазер? Чим він корисний або цікавий? «Лазер - це пристрій, в якому, в енергія, наприклад, теплова, хімічна, електрична. перетвориться в енергію електромагнітного поля - лазерний промінь », так відповідає на це питання один з основоположників науки про лазерах - квантової електроніки - академік Н.Г.Басов. Нехай, при такому перетворенні частина енергії втрачається, але важливо те, що отримана в результаті лазерна енергія володіє більш високою якістю, яке, в свою чергу, визначається її концентрацією і можливістю передачі на значну відстань. Досягти найвищих значень напруженості магнітного поля, температури, тиску вдалося саме за допомогою лазерного випромінювання. Ну і, звичайно, не можна не озвучити те, що саме лазерний промінь самий ємний носій інформації. будучи принципово новим засобом її передачі та обробки. Найширше застосування лазерів у багатьох галузях, особливо в сучасній науці і техніці, пояснюється специфікою лазерного випромінювання. Лазер - генератор когерентного світла і на відміну від інших джерел світла, на зразок звичайних лампочок розжарювання. лазер дає оптичне випромінювання, яке характеризується високим ступенем впорядкованості світлового поля (високим ступенем когерентності). Лазерне випромінювання відрізняється високоюмонохроматичністю і спрямованістю.

Звідки пішла така слово «лазер?» Воно складене з початкових букв в англійському словосполученні L ight A mplification by S timulated E mission of R adiation, що переводячи на українську мову означає: посилення світла за допомогою вимушеного випускання. У самому терміні «лазер» відображена та фундаментальна роль процесів вимушеного випускання, яку вони грають в генераторах і підсилювачах когерентного світла.

пристрій лазера
Історія лазера почалася коли А. Ейнштейн вперше ввів поняття про вимушене випромінюванні, відбулася ця знаменна подія в 1917 році (за деякими даними роком раніше). Це перша сходинка по сходах винаходу лазера. Майже через 20 років, в 1938 році, радянський фізик В.А.Фабрікант вказав на можливість використання вимушеного випускання для посилення електромагнітного випромінювання при його проходженні через речовину. Після закінчення Великої Вітчизняної війни, Валентин Олександрович на основі своїх досліджень подав заявку на винаходи способу посилення випромінювання за допомогою вимушеного випускання. На дану заявку було видано свідоцтво, в якому в рубриці «Предмет винаходи» вписано наступне: «Спосіб посилення електромагнітних випромінювань (ультрафіолетового, видимого, інфрачервоного і радіодіапазонів хвиль), що відрізняється тим, що посилюється випромінювання пропускають через середу, в якій за допомогою допоміжного випромінювання або іншим шляхом створюють надлишкову порівняно з рівноважною концентрацію атомів, інших частинок або їх систем на верхніх енергетичних рівнях, відповідних порушеними станів ». Спочатку такий спосіб посилення випромінювання виявився реалізованим в радіодіапазоні (точніше в СВЧ).

Навесні 1952 року загальносоюзної конференції по радиоспектроскопии Н.Г.Басов і А.М.Прохоров зробили доповідь про принципову можливість створення підсилювача випромінювання в НВЧ діапазоні, який вони назвали «молекулярним генератором». Приблизно в цей же час в Колумбійському університеті, що в США, фізик Ч.Таунс запропонував використовувати вимушене випускання для посилення і генерування міліметрових хвиль. У 1954 році молекулярний генератор, названий Мазер, став реальністю. Примітно, що мазер був створений незалежно одночасно в двох точках Землі: у Фізичному інституті імена П. Н. Лебедєва Академії наук СРСР (групою під керівництвом вже згаданих видатних фізиків Н.Г.Басова і А.М.Прохорова) і в Колумбійському університеті в США (під керівництвом Ч.Таунса). Надалі від терміна «мазер» і стався термін «лазер», виною тому заміна літери «M», від слова Microwave (мікрохвильової, тобто СВЧ), на «L», від слова Light (світло). В основі роботи мазера і лазера лежить принцип, сформульований в 1951 році В.А.Фабрікантом. Поява мазера означало не просто поява чогось нового: з'явилася цілий напрям в науці і техніці. Спочатку його називали квантової радіофізикою, а пізніше - квантової електронікою.

У 1964 році, через 10 років після створення мазера, на церемонії, присвяченій врученню Нобелівської премії. академік А.М.Прохоров заявив: «Здавалося б, що після створення мазерів в радіодіапазоні незабаром будуть створені квантові генератори в оптичному діапазоні. Однак цього не сталося. Вони були створені тільки через 5-6 років. Чим це пояснюється? Тут були дві проблеми. Перша складність полягала в тому, що тоді не було запропоновано резонатори для оптичного діапазону довжин хвиль, і друга - були запропоновані конкретні системи і методи отримання інверсної заселеності в оптичному діапазоні ». Ті 6 років, які згадав Прохоров і були присвячені дослідженням, які дозволили, в кінцевому рахунку, перейти від мазера до лазеру.

Лазери успішно трудяться на сучасному виробництві. З їх допомогою розкроюють тканини, ріжуть листи металу, зварюють кузова авто, приварюють найдрібніші деталі в різній апаратурі, роблять отвори в крихких і надтвердих матеріалах. Лазерна обробка матеріалів підвищує ефективність і конкурентоспроможність у порівнянні з іншими видами обробки. Лазер, звичайно ж, застосовується в медицині: в руках хірурга лазерний промінь стає скальпелем. Лазери широко використовуються в сучасних контрольно-вимірювальних приладах, системах локації / зв'язку, обчислювальних комплексах. Лазери застосовуються в екології: з їх допомогою люди можуть швидко і надійно контролювати забрудненість водного простору і атмосфери. У техніці лазери допомагають виявляти найбільш навантажені ділянки деталей різних механізмів і визначати дефекти в них. Лазер застосовується в будівництві, картографії, археології, криміналістиці. Постійно розширюється сфера застосування лазерів в наукових дослідженнях - біологічних, фізичних, хімічних і ін.

З роками з'являються все нові типи лазерів і одночасно вдосконалюються старі: створюються лазерні установки з необхідними для різних цілей характеристиками, модернізується вимірювальна техніка. Все перераховане вище і стало причиною проникнення лазерів в різні галузі, зокрема, в машинобудуванні і приладобудуванні.

Велика імпульсна потужність і енергія лікування сучасних твердотільних і газових лазерів дозволили впритул підійти до вирішення проблем лазерної енергетики - керованого термоядерного синтезу, розділення ізотопів, розробці лазерної зброї для систем ППО або променевої передачі енергії, включаючи космічні об'єкти.

Освоєння лазерних технологій серйозно підвищує ефективність сучасного виробництва. Дані технології дозволяють здійснювати найбільш повну автоматизацію виробничих процесів, тим самим економиться сировину, робочий час, підвищується якість продукції. Наприклад: майже миттєва пробивання отворів лазерним випромінюванням у багато разів збільшує продуктивність роботи свердлувальника і, звичайно ж, підвищує якість цієї роботи. Виготовлення лазером мікросхем теж підвищує продуктивність і відрізняється високою якістю.