Kratka zgodovina laserjev

Izumitelji in napredek v laserski tehnologiji

Argonov laser, ki oddaja pline v testnem laboratoriju. Getty Images: fotograf Kim Steele

Ime LASER je akronim za L prav A pomnoževanje z S stimuliran IN poslanstvo R adiacija. To je naprava, ki oddaja žarek svetlobe s postopkom, imenovanim optično ojačanje. Od drugih virov svetlobe se razlikuje po tem, da oddaja svetlobo na prostorsko in časovno koherenten način. Prostorska koherenca ohranja žarek znotraj ozke in tesne poti na dolgih razdaljah. To omogoča, da se proizvedena energija uporabi v aplikacijah, kot sta lasersko rezanje in lasersko kazanje. Imeti časovno koherenco pomeni, da lahko oddaja svetlobo v ozkem spektru, da ustvari svetlobni žarek določene barve.

Leta 1917, Albert Einstein prvi teoretiziral o procesu, ki omogoča laserje, imenovanem 'Stimulirana emisija'. Svojo teorijo je podrobno opisal v članku z naslovom O kvantni teoriji sevanja (O kvantni teoriji sevanja). Danes se laserji uporabljajo v številnih tehnologijah, vključno z optičnimi diskovnimi pogoni, laserskimi tiskalniki in čitalniki črtnih kod. Uporabljajo se tudi v laserski kirurgiji in zdravljenju kože ter rezanju in varjenju.

Pred laserjem

Leta 1954 sta Charles Townes in Arthur Schawlow izumila maser ( m icvalovna pečica a pomnoževanje s s stimuliran in poslanstvo r adiacija) z uporabo plinastega amoniaka in mikrovalovnega sevanja. Maser je bil izumljen pred (optičnim) laserjem. Tehnologija je zelo podobna, vendar ne uporablja vidne svetlobe.

24. marca 1959 sta Townes in Schawlow prejela patent za maser. Maser je bil uporabljen za ojačanje radijskih signalov in kot ultra občutljiv detektor za vesoljske raziskave.

Leta 1958 sta Townes in Schawlow teoretizirala in objavila članke o vidnem laserju, izumu, ki bi uporabljal infrardeče in/ali svetloba vidnega spektra. Vendar takrat niso nadaljevali z nobeno raziskavo.

Veliko različnih materialov je mogoče uporabiti kot laserje. Nekateri, kot je rubinasti laser, oddajajo kratke impulze laserske svetlobe. Drugi, kot so helij-neonski plinski laserji ali laserji s tekočim barvilom, oddajajo neprekinjeno snop svetlobe .

Ruby Laser

Leta 1960 je Theodore Maiman izumil rubin laser velja za prvo uspešno optično ali svetlobno laser .

Mnogi zgodovinarji trdijo, da je Maiman izumil prvi optični laser. Vendar pa obstaja nekaj polemik zaradi trditev, da je bil Gordon Gould prvi, in obstajajo dobri dokazi, ki podpirajo to trditev.

Laser Gordon Gould

Gould je bil prvi, ki je uporabil besedo 'laser'. Gould je bil doktorski študent na univerzi Columbia pod vodstvom Townesa, izumitelja maserja. Gould je bil navdihnjen za izdelavo svojega optičnega laserja od leta 1958. Svojega izuma ni prijavil za patent do leta 1959. Posledično je bil Gouldov patent zavrnjen, njegovo tehnologijo pa so izkoriščali drugi. Trajalo je do leta 1977, da je Gould končno dobil svojo patentno vojno in prejel svojega prvega patent za laser.

Plinski laser

Prvi plinski laser (helij-neon) je izumil Ali Javan leta 1960. Plinski laser je bil prvi laser z neprekinjeno svetlobo in prvi, ki je deloval 'na principu pretvarjanja električne energije v lasersko svetlobo.' Uporabljen je bil v številnih praktičnih aplikacijah.

Hallov polprevodniški injekcijski laser

Leta 1962 je izumitelj Robert Hall ustvaril revolucionarno vrsto laserja, ki se še vedno uporablja v številnih elektronskih napravah in komunikacijskih sistemih, ki jih uporabljamo vsak dan.

Patelov laser z ogljikovim dioksidom

Laser z ogljikovim dioksidom je izumil Kumar Patel leta 1964.

Walkerjeva laserska telemetrija

Hildreth Walker izumil lasersko telemetrijo in ciljne sisteme.

Laserska očesna kirurgija

Newyorški oftalmolog Steven Trokel je vzpostavil povezavo z roženico in leta 1987 izvedel prvo lasersko operacijo na pacientovih očeh. Naslednjih deset let so porabili za izpopolnjevanje opreme in tehnik, ki se uporabljajo pri laserski operaciji oči. Leta 1996 je bil v ZDA odobren prvi laser Excimer za oftalmološko refrakcijsko uporabo.

Trokel je patentiral laser Excimer za korekcijo vida. Laser Excimer je bil prvotno uporabljen za jedkanje silikonskih računalniških čipov v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Rangaswamy Srinivasin, James Wynne in Samuel Blum, ki so leta 1982 delali v raziskovalnih laboratorijih IBM, so videli potencial laserja Excimer pri interakciji z biološkim tkivom. Srinivasin in IBM-ova ekipa sta spoznala, da lahko z laserjem odstranimo tkivo, ne da bi pri tem povzročili toplotno škodo na sosednjem materialu.

Toda opažanja dr. Fjodorova v primeru očesne travme v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so privedla do praktične uporabe refrakcijske kirurgije z radialno keratotomijo.