XS
SM
MD
LG
Державний університет телекомунікацій

Адреса:
03110, Україна
м. Київ, вул. Солом'янська, 7
Контактна інформація:
Державний університет телекомунікацій

Із історії винаходу лазера - мазера

10:14, 27-04-2015

22 березня виповнилося 55 років з дати видачі патенту на квантовий генератор оптичного та інфрачервоного діапазону. Патент було видано в 1960 році Чарльзу Х. Таунсу (Charles H.Townes) (на рисунку) та Артуру Шавлоу (Arthur L.Schawlow).

Як відомо, назву "мазер" (Посилення мікрохвиль за допомогою вимушеного випромінювання, microwave amplification by stimulated emission of radiation) - було запропоновано в 1954 році американцем Ч. Таунсом. Крім Таунса до відкриття безпосереднього принципу роботи квантового генератора причетні радянські вчені А. М. Прохоров, Н. Г. Басов, а також американці Дж. Вебер, Д. Гордон і Г. Цейгер.

У 1964 році Прохорову, Басову і Таунсу була присуджена Нобелівська премія з фізики «за фундаментальні роботи в галузі квантової електроніки, які привели до створення осциляторів і підсилювачів, заснованих на принципі лазера - мазера». Спочатку, після винаходу, вважалося, що мазер - чисто людське творіння, однак пізніше астрономи виявили, що деякі з далеких галактик працюють як велетенські мазери. У величезних газових хмарах, розміром в мільярди кілометрів, виникають умови для генерації, а джерелом накачування служить космічне випромінювання. Мазери використовуються в техніці (зокрема, у космічній зв'язку), у фізичних дослідженнях, а також як квантові генератори стандартної частоти.

Цікаво, що  перший мікрохвильової генератор - мазер на аміаку (Ч. Таунс, Басов Н.Г. і Прохоров А.М.), було створено ще в 1954 році. Роль зворотного зв'язку грав об'ємний резонатор, розміри якого були близько 12,6 мм (довжина хвилі, випромінюваної при переході аміаку зі збудженого коливального рівня на основний). Для посилення електромагнітного випромінювання оптичного діапазону необхідно було створити об'ємний резонатор, розміри якого були б порядку мікрона. Через пов'язаних з цим технологічних труднощів багато вчених на той час вважали, що створити генератор видимого випромінювання неможливо.

Роботу першого оптичного квантового генератора (лазера) було продемонстровано 16 травня 1960 року (Т. Мейман). В якості активного середовища використовувався кристал штучного рубіна (оксид алюмінію Al2O3 з невеликою домішкою хрому Cr), а замість об'ємного резонатора служив резонатор Фабрі-Перо, утворений срібними дзеркальними покриттями, нанесеними на торці кристала. Цей лазер працював в імпульсному режимі на довжині хвилі 694,3 нм. У грудні того ж року був створений гелій-неоновий лазер, що випромінює в безперервному режимі (А. Джаван, У. Беннет, Д. Херріот). Спочатку лазер працював в інфрачервоному діапазоні, потім був модифікований для випромінювання видимого червоного світла з довжиною хвилі 632,8 нм.

Фізика лазерів і донині інтенсивно розвивається. З моменту винаходу лазера майже щороку з'являлися все нові його види, пристосовані для різних цілей. У 1961 р був створений лазер на неодимовому склі, а протягом наступних п'яти років були розроблені лазерні діоди, лазери на барвниках, лазери на двоокису вуглецю, хімічні лазери. У 1963 р Ж. Алфьоров та Г. Кремер (Нобелівська премія з фізики 2000) розробили теорію напівпровідникових гетероструктур, на основі яких було створено багато лазери.

Унікальні властивості випромінювання лазерів дозволили використовувати їх у різних галузях науки і техніки, наприклад, в оптичних системах зв'язку.

Переглядів: 6 510