Винахід лазера, великі відкриття людства

За минулі тисячоліття людина винайшла безліч різних джерел світла, починаючи від скіп і свічок до сучасних ламп денного світла і ламп розжарювання. У 60-ті роки ХХ-го століття були виявлені нові джерела світла - лазери. Якщо колишні джерела використовувалися в основному для освітлення, то лазери, джерела оптичного випромінювання, призначені для зварювання, обробки і розрізання різних матеріалів (скла, дерева, тканин, сталевих листів і т.д.), виконання хірургічних операцій, застосовуються в обчислювальних комплексах і сучасних вимірювальних приладах.

Схема лазера передбачає наявність двох взаємно паралельних дзеркал, що утворюють оптичний резонатор. Одне з них є трохи прозорим, крізь нього з резонатора проходить лазнрний промінь. Між дзеркалами поміщають активний елемент, накачаний енергією від спеціального пристрою накачування, для генерації лазерного випромінювання.

Слово лазер складене з початкових літер вираження, яке перекладається з англійської, як «посилення світла в результаті вимушеного випромінювання». Перший в світі лазер сконструював фізик Теодор Мейман в 1960 році. Однак народження лазерної техніки почалося ще в 50-і роки. Так, в 1955 році радянські вчені Н. Басов і А. Прохоров розробили квантовий генератор (підсилювач мікрохвиль індукованим випромінюванням, з використанням аміаку в якості активного середовища). На підставі даного винаходу американські вчені Ч. Таунс і А. Шавлов взялися за створення розробки принципів лазера. У 1958 році А. Прохоров при конструюванні лазера використовував резонатор Фабрі-Перо, який складався з двох паралельних дзеркал, одне з них - напівпрозоре.

Рубіновий лазер Меймана містив такі компоненти: кварцову трубку, кристал рубіна, два паралельних дзеркала, а також джерело живлення. Рубін представляв кристал оксиду алюмінію. Деякі атоми алюмінію замінили в ньому атомами хрому, що додає рубіну червоний колір. При цьому синій і зелений світло поглинається і тільки червоне світло випускається і відбивається. Щоб змінити природне кристалічний стан рубіна, його п

оместілі в циліндр, навколо якого Мейман загорнув кварцову трубку, яка забезпечувала спалах білого світла. При спалаху електрони в атомах хрому за допомогою синіх і зелених хвиль потрапляють на вищий енергетичний рівень. Потім електрони повертаються в нормальний стан, випускаючи при цьому рубіново-червоне світло. На одній стороні кристала Мейман закріпив повністю відбиває дзеркало, з іншого - відбиває. Дзеркало відображало всередині кристалу деякі червоні довжини хвиль фотонів взад-вперед, що було стимулом до порушення інших атомів хрому і народженню нового кількості фотонів. Між дзеркалами наростає фотонна лавина. Виходячи з резонатора через частково відображає дзеркало, ця лавина і утворює лазерний промінь. Сьогоднішні лазери відрізняються за розмірами (малятка, гіганти), конструкції, зовнішнім виглядом. Різноманітність лазерів залежить від типів активних елементів (кристали, напівпровідники, рідкі розчини барвників, газові суміші), способів накачування і поставлених перед ними завдань.