перший лазер

Лазерний промінь може різати метал точніше будь-пили, але лазери використовують і для найтонших очних операцій. Топографи вимірюють лазерами відстані, лазери, встановлені на літаках, відзначають найдрібніші деталі, що дозволяють складати дуже точні карти земної поверхні. Лазери застосовуються в багатьох комп'ютерних принтерах, без лазерів не було б ні CD-, ні DVD-дисків.

У 1917 р Альберт Ейнштейн встановив, що при певному порушенні можливо вимушене випускання світла атомами і молекулами. На цьому принципі і заснована дія лазера, однак фізики тільки в 1950-х рр. запропонували пристрій, здатний генерувати вузькоспрямований промінь. У 1952 році американський фізик Чарлз Таунс описав спосіб збудження молекули аміаку для випускання мікрохвильового радіовипромінювання і створив на його основі генератор мікрохвильового випромінювання - мазер. Одночасно з ним той же відкриття зробили радянські фізики Олександр Михайлович Прохоров і Микола Геннадійович Басов. У 1964 р всі троє отримали за це Нобелівську премію. Мазери працюють в атомних годинниках, радіотелескопах і підсилювачах сигналів, що надходять із супутників.

Надвисокочастотне радіовипромінювання невидимо, але в 1958 р Таунс і інший американський фізик Артур Шавлов описали пристрій для отримання лазерного ефекту на видимому світлі - лазер. Перший такий прилад створив американський фізик Теодор Мейман в 1960 р

При поглинанні речовиною енергії, наприклад тепла, його атоми або молекули переходять з низькоенергетичного рівня на високоенергетичний. Повертаючись на низькоенергетичний рівень, вони випускають надлишкову енергію в формі світла. У звичайних умовах кожен атом або молекула випромінюють світло незалежно від інших і з різною довжиною хвилі. Але якщо речовина піддати короткочасному інтенсивному впливу світла з певною довжиною хвилі, коли атоми перебувають на високоенергетичному рівні, воно буде випромінювати світло з тією ж довжиною хвилі, як і той, яким його висвітлювали. Наступний крок - посилення світла за допомогою дзеркал. Дзеркало, встановлене з одного боку пристрою, відображає світло назад на порушену речовина. Полупосеребренное дзеркало, розташоване з іншого боку, відображає частину світла, а решта виходить назовні у вигляді лазерного променя. Лазер випускає вузький промінь когерентного випромінювання, що представляє собою світло з одного довжиною хвилі, в якому хвильові коливання відбуваються синхронно. Випромінювання може відбуватися безперервно або у вигляді серії спалахів.

На знімку 1960 р Теодор Мейман розглядає виготовлений ним перший в світі лазер. Головна деталь знаходиться в скляній посудині - це кристал рубіна, що випускає лазерний промінь.

Когерентне світлове випромінювання при порушенні дають багато речовин. Мейман використав штучний кристал оксиду алюмінію (рубіновий). Крім того, в лазерах використовується неодимовий скло і рідкі сполуки оксиду або хлориду неодиму, розчинені в хлорокиси селену, а також гази - двоокис вуглецю, синильна кислота і суміш гелію з неоном.

Промінь світла від прожектора помітно розходиться, висвітлюючи широкий простір, а промінь гелій-неонового лазера розходиться менш ніж на одну тисячну довжини. Розбіжність можна зменшити, пропускаючи лазерний промінь через телескоп в зворотному напрямку, від окуляра до об'єктиву. Лазери такого типу визначають точний напрям при укладанні трубопроводів і бурінні тунелів. Рубіновий лазер просвердлює алмаз.

Коли лазерний промінь зустрічається з перешкодою, вона поглинає частину світлової енергії і нагрівається. Лазери забезпечують сильне нагрівання на дуже малій площі, завдяки чому їх можна використовувати для обрізки крайок в електронних компонентах і для операцій на сітківці ока.

Лазерним променем вимірюють відстані. Коли світловий імпульс досягає поверхні, частина його відбивається. Оскільки швидкість світла завжди однакова, відстань легко розрахувати за часом між випромінюванням імпульсу і поверненням відображення. Такий пристрій називається лидара (світловим радаром). Астронавти з «Аполлона-11» встановили рефлектори на Місяці, і лідар виміряв відстань між Землею і Місяцем з точністю до декількох сантиметрів. Топографи лазерами здійснюють візування об'єктів на поверхні, а лидара вимірюють відстані. Лидара вимірюють також швидкість рухомих предметів. Якщо предмет віддаляється, довжина хвилі відбитого світла буде трохи більше, ніж излученного, а якщо наближається, довжина хвилі стане менше.

Операційна сестра стежить за хірургом, які оперують за допомогою лазера. Лазерний промінь забезпечує більш точний і акуратний розріз, ніж скальпель або ніж, і менше травмує пацієнта.