فالليزر مدمجة في الحياة اليومية - من الماسحات المشبوهة إلى الاتصالات البصرية والأجهزة الطبية - بحيث يسهل نسيان أصوله في سلسلة من الاكتشافات العلمية الأساسية التي تمتد لأكثر من قرن، وقد تم تم تم تمهيد الرحلة من أول فرضيات حول الضوء إلى أول ليزر تشغيلي في عام 1960 بواسطة البصيرة إلى الكهرباء، والميكانيكيات الكمية، والهيكل الذري.

الفهم الكلاسيكي للضوء

وقبل فترة الطول، كان الضوء مفهوماً في المقام الأول على أنه ظاهرة موجة، ففي القرن السابع عشر، اقترح كريستيان هيغنز نظرية متطورة للموجات، ولكن هذه الموجة كانت مطهرة في القرن من خلال النظرة المغناطيسية لـ " إيزاك نيوتن " ، التي تصورت الضوء بأنه تيار واسع من الجسيمات الصغيرة، واستعادت الصورة الزخم في أوائل القرن الثامن عشر عندما أثبت توماس يونغ تدخله في تجربة مزدوجة

عدد الكوانتوم

وفي بداية القرن العشرين، لم يكن بوسع نظرية الموجات التقليدية التي تتجمع مع بيانات تجريبية أن توضح، ولا سيما مجموعة الإشعاعات السود والأثر الكهربي، وفي عام 1900، أثبت ماكس بلانك أن طيف الجسم الأسود لا يمكن وصفه بدقة إلا إذا افترض أن الطاقة الكهرومغناطيسية قد انبثقت واستولت في حزمة ذات ترددات غير دقيقة، أو أن الصورة الكمية تتكون من هذه المادة الخفيفة

الهياكل النووية ومستويات الطاقة الكمي

وفي عام ١٩١٣، اقترح بورو أن يدار الكهرباء في مستويات الطاقة المتميزة والمستقرة، وأن يقفز من مستوى إلى آخر، إلا باستيعاب أو ظهور صورة لها تضاهي تماماً الاختلاف بين المستويات، وهذا النموذج البسيط يفسر بنجاح الخطوط الكميائية للهيدروجين، ويدخل المفهوم الأساسي لولايات الطاقة الكمي في ذرات، وعندما يستوعب الإلكترون وجوداً مصوراً، فإنه ينتقل إلى مستوى أعلى من الطاقة.

Einstein ' s Revolutionary Idea: Stimulated Emission

وقد حفزت هذه المادة على إحداث موجة من الانبعاثات في عام 1917، حيث كان من الممكن أن تكون هناك حالة من الانبعاثات في حالة الارتفاع، وهي حالة من الانبعاثات الاصطناعية، وهي حالة من التسارع، وهي حالة من حيث التواتر، وهي حالة من حيث التماثل، حيث كانت تُستخدم في حالة الارتفاع، وهي حالة من حيث الشكل، حيث تُستخدم فيها المادة (الأشعة)

التحدي المتعلق بتقلب السكان

وقد أدى حفز الانبعاث الى الهيمنة على الامتصاص الى زيادة صافية في عدد الذروات في دولة متحمسة أكثر مما كان عليه الحال في حالة أقل من الطاقة التي تسمى " تحويل السكان " ، وفي التوازن الحراري، فإن إحصاءات بولتزمان تضمن أن تكون دول الطاقة الأقل كثافة سكانية أكثر كثافة بكثير، وبالتالي فإن أي تحويل ملتقط في مرحلة متوسطة يكون أكثر احتمالاً من أن يؤدي الى خلق آلية مضاعفة.

الميسر: تمزيق الموجات الدقيقة بواسطة الانبعاثات المحاكاة

وقد جاء الانجاز في عام ١٩٥٤ عندما قام تشارلز تاونز وجيمس غوردون وهيربرت زيغر في جامعة كولومبيا ببناء أول امتصاص من العجلات المتحركة من الإشعاع، واستخدموا حقل كهربائي لفصل الكمائن من الكمائن الأمونيا في حالة حرجة من تلك التي توجد في الدولة الأرضية، مما أدى إلى حدوث تحول في السكان، ثم اتجهوا إلى الظواهر المتحركة المتحركة التي تشكلت.

من ماسر إلى صانعة فوتوغرافية

كما أن بلاد العشب، التي كانت تُعتبر في عهدها، هي وسامة النور، وها هي آرثر شولو، قد عالجت المشكلة، وفي ورقة عام ١٩٥٨، كان هناك عدد من الأفكار النادرة التي تُعتبر أن حزب النور، وحزب التحرر من الاختراع، و " يُعتبر أن هناك مظهراً متماسكاً " .

النور الأول: مدفع " مايمان " روبي لاسر

وفي حين طاردت مجموعات عديدة الهدف باستخدام الغازات، فإن ثيودور مايمان في مختبرات هيوز للبحوث قد سلك طريقاً مختلفاً، فقد اختار فرك الوردي، وهو بلورة أكسيد الألمنيوم التي تُنشر بتركّز صغير من أفران الكروم، والتي تستوعب الضوء الأخضر واللون الأزرق وتُحمّل في أعماقها.

انفجار أنواع اللازر

وبعد عمليات الانطلاق الأولى، أصبحت تكنولوجيا الليزر متنوعة بوتيرة تنفسي متواصلة، وفي عام 1962، قام روبرت هول في اللواء كهرباء بخلق أول ليزر شبه موصل من أريسينيد الغاليوم، وتحول التيار الكهربائي مباشرة إلى مضاربة لازرية متماسكة، وأجهزة مصممة خصيصا للأشعة الليزرية، وهي تعمل الآن على إنتاج الألياف الضوئية والأشعة الليزراعية.

كيف يعمل لاسر: العناصر الثلاثة الأساسية

وبغض النظر عن النوع المحدد، تتألف كل الليزر من ثلاثة عناصر أساسية: وهي متوسط المكسب، ومصدر للضخ، ومركب بصري، ومتوسط الكسب هو الغازات المادية النشطة، والبلورة، وشبه الموصلات، أو الألياف المحورة التي تخلق عادة الكثافة السكانية، حيث توفر الضخ الطاقة لرفع التواتر أو الجسيمات إلى الدول المتحركة؛ وتشمل الأساليب المشتركة المشاهدات الضوئية.

Transformative Applications Across Society

أما بالنسبة للليزر فهي واسعة النطاق، وما زالت تتعمق، ففي الطب، أعادت الليزرات تشكيل أشعة الليزر من خلال نظام ليزرك، وعالجات اللازر، ومكنت من إجراء عمليات جراحية غير شاملة، وأصبحت أدوات قياسية في مجال علم الجلد، وطب الأسنان، وعلم البلور، وأجهزة لاستقبال اللازري، وجميعها تقريباً أجهزة اتصال لاسلكية ذاتية، وأجهزة لاستكولوجية.

A Legacy of Fundamental Research

إن اختراع الليزر يمثل نصب تذكاري لقوة العلم الذي يدفعه الفضول، ولا يوجد عالم واحد يخترع الليزر وحده؛ بل إنه نشأ من سلسلة من الأفكار التي تمتد إلى معادلة ماكسويل، وثبات بلانك، والانبعاثات الحافزة التي ينتجها إنتصار، وذرة البهرات، وصناعة الأشعة الليزرية في وقت ما بعد الحرب.