Кто изобрел лазер: в каком году придумали, история возникновения и его использование

Содержание

История первого лазера
Как он выглядел
Мазер – предшественник лазера
Отличие лазера и мазера
Интересные факты

В течение тысячелетий люди старались изобретать различные источники света – от лучин до современных ламп накаливания. При этом в шестидесятые годы двадцатого века появились новые виды освещения – лазеры. Если прежние находки применялись преимущественно для освещения, то лазеры использовались для сваривания и обработки различных материалов. При этом далеко не каждому человеку известно, кто конкретно изобрел лазер.

История первого лазера

Кто именно придумал лазер? Это сделал физик Теодор Мейман. Его разработка датируется 1960 годом. При этом зарождаться лазерная технология начала на 5 лет раньше. Так, в 1955 году исследователи из СССР Басов и Прохоров придумали квантовый генератор, который усиливал микроволны индуцированным излучением. Функции активной среды выполнял аммиак.

На основании этой разработки ученые из США Шавлов и Таунс начали создавать принципы лазерных технологий. В 1958 году Прохоров при создании лазера воспользовался резонатором Фабри-Перо. Он включает 2 параллельных зеркала. Причем одно из них было полупрозрачным.

Как он выглядел

В конструкцию рубинового лазера, предложенного Мейманом, входили такие элементы:

рубиновый кристалл;
кварцевая трубка;
2 зеркала, расположенные параллельно;
источник питания.

Между зеркалами устройства нарастала фотонная лавина. Именно она и формировала лазерный луч при выходе из резонатора через зеркало, которое частично отражает изображение.

Мазер – предшественник лазера

Возможность получения такого генератора первым понял физик Чарльз Таунс. Такая идея появилась у него в 1951 году. Ученый понял, что есть возможность получить микроволновой генератор посредством использования пучка молекул с разными уровнями энергии. Для этого требуется поделить их электростатическими полями и загнать в металлическую полость. Там пучок молекул переместится на нижний уровень и начнет изучать электромагнитные волны.

Чтобы полость могла функционировать в качестве резонатора, ее линейные размеры должны совпадать с длиной волн, которые излучаются. Своей идеей Таунс поделился с коллегами – Гордоном и Цайгером. В качестве среды ученые решили использовать аммиак. В 1954 году исследователи изобрели первый микроволновый квантовый генератор. Этот прибор получил название «мазер».

Отличие лазера и мазера

Микроволновой квантовый генератор внес значительный вклад в развитие науки. С его помощью удалось точно определить параметр скорости света. Это помогло подтвердить принципы теории относительности и даже выявить реликтовое излучение Вселенной. При этом мазеры не приносили нужных результатов при использовании традиционной электроники. На практике СВЧ-мазеры ничем помочь не могли. Длина волны устройства составляла 1 сантиметр. При этом оно генерировало мощность на уровне 10 Ватт.

Главным отличием лазеров стало то, что они тут же получили применение в повседневной жизни. В 1962 году рубиновые изделия уже стали использовать для сварки швов корпусов часов. Сейчас такие приспособления применяются практически каждый день. В повседневной жизни людей стали широко использоваться лазерные указки, принтеры, линейки. Также эта технология нашла применение в медицине. Ее появление стало настоящим прорывом в хирургии.

Интересные факты

Когда появились лазеры, жизнь людей существенно изменилась. С этой технологией связано много интересных фактов:

Само понятие «лазер» стало производным от аббревиатуры. Она означала «усиление света путем вынужденного излучения».
Сегодня известно много разновидностей лазеров, каждая из которых характеризуется определенными особенностями и имеет свои цели применения.
Для правильного функционирования лазеру требуется много атомов, пребывающих в возбужденном состоянии. Оно должно превышать основу на 2-3 уровня. Это помогает увеличить степень инверсии населенности.
Перед лазером использовался мазер, который означал усиление микроволн с помощью вынужденного излучения. Его действие базировалось на теории Эйнштейна.
Лазерное измерение обеспечивает очень высокую точность – до нанометра.
Наиболее мощный лазер сопоставим с водородной бомбой.
Применение качественного лазера на расстоянии 1 километр позволяет осветить объект с точкой примерно 60 миллиметров в радиусе.
Современные лазерные технологии помогают выявлять рак и сахарный диабет.
В 1969 году астронавты пользовались лазерными технологиями, чтобы измерить расстояние между Землей и Луной. Благодаря этому им удалось получить очень точные показатели в пределах ширины пальцев.

В коммерческих целях лазерные технологии стали применять в 1974 году. Именно тогда впервые появились сканеры для штрих-кодов в магазинах.
Зернистое излучение, продуцируемое лазером, называется лазерным пятном. Потому в луче, как правило, присутствуют светлые и темные пятна.
Лазеры невозможно увидеть в космосе, так как они не имеют значения. Вещество провоцирует рассеивание, которое создает вид лампочки.
Такие технологии применяются для гравировки. С их помощью удается уничтожать опухолевые образования и избавляться от нежелательной растительности на теле.
Это открытие внесло весомый вклад в полицейские операции и помогло повысить безопасность. С помощью лазерных технологий удается быстро сканировать отпечатки пальцев и проверять значительные базы данных.
Такие устройства делятся на ряд классов – классификация осуществляется по уровням опасности. Самый высокий класс равен 5. При его достижении человек может ослепнуть или получить серьезное поражение кожи.
Лазерные методики используются в камерах определения скорости движения автомобиля.
Такие игры, как лазертаг или лазерный квест, были придуманы для обучения армии США. Это произошло в семидесятых годах двадцатого века.
Сразу после появления на рынке лазерные указки стоили сотни фунтов. Сегодня их стоимость не превышает 1 фунта.

Изобретение лазера внесло весомый вклад в развитие науки. Сегодня эта технология получила широкое распространение в повседневной жизни. Также она активно используется в медицине.