גילויים מדעיים שהובילו לפיתוח לייזר

הלייזר כל כך מוטבע בחיי היומיום – מסורקי ברקוד ועד לתקשורת אופטית וסיבים רפואיים – שקל לשכוח את מקורותיו נמצאים בסדרה של תגליות מדעיות בסיסיות המשתרעות על פני יותר ממאה שנים.המסע מהיפותות הראשונות על אור לייזר התפעולי הראשון בשנת 1960 סלול באמצעות תובנות לאלקטרומגנטיות, מכניזם קוונטי, מבנה אטומי, וטבעו של מאמר זה, אשר נבדקו יחד עם לייזרים, אשר נוצרו יחד, עד 20 שנה.

הבנה קלאסית של אור

לפני עידן הקוונטים, האור היה מובן בעיקר כתופעה גל. במאה ה-17, כריסטואן הויגנס הציע את תאוריית האור המתוחכמת, אך הוא הוטבע במאה על ידי השקפתו הגשמית של אייזק ניוטון, אשר דמיין אור מסתורי רק כזרם של חלקיקים זעירים.

התחלות קוונטיות והתצלום

בסוף המאה ה-20, תיאוריית הגל הקלאסיקה התנגשה בנתונים ניסיוניים שלא ניתן להסביר, בעיקר את הספקטרום של קרינת גוף שחורה והאפקט הפוטואלקטרי של ה- 1900, מקס פלאנק הראה כי ספקטרום ה-Blackbody יכול להיות מתואר במדויק רק אם הוא הניח כי אנרגיה אלקטרומגנטית פולטת פולטת ונקלטה רק בחבילות של אור מפוסות, או קוונטין, אלברט איינשטיין לקח את זה עוד יותר ב-1905, בטענה כי אור קוונטית הסביר לעצמו רק חומר קוונטי, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, רק לדגום, רק לדגמי, רק על ידי אטומים, רק כדי למנוע את התדירות, אם הוא מסוגל לספוג את המולקולות, רק כדי לספוג את המולקולות, או לספוג את המולקולות של חומר זה, אם הוא, אם הוא, אם הוא, אם הוא, רק כדי לספוג את המולקולות, רק ב-ידי תמונה מדויקת, או קוונטית, רק בדגום, רק ב-ידי המולקולות, רק בדגום, רק ב-ידי תמונה קוונטית, או קוונטית, רק ב-ידי תמונה מדויקת, רק ב-ידי תמונה קוונטית, או קוונטית, אם הוא,

מבנה אטומי ורמות אנרגיה קוונטיות

בשנת 1913, בוהר הציע כי אלקטרוניםמקיפים את הגרעין ברמות אנרגיה נפרדות ויציבות ויכולים לקפוץ מרמה אחת לשנייה רק על ידי קליטת או פולטים פוטון שהאנרגיה שלו בדיוק מתאימה את ההבדל בין הרמות.מודל פשוט זה הסביר בהצלחה את הקווים המרכזיים של מימן והציג את המושג הבסיסי של מצבי אנרגיה מוגדרים בתוך אטומים.כאשר אלקטרונים קולטים תמונה, המעבר לרמה גבוהה יותר; כאשר הוא שימש משוואות צבע קוונטיות יותר, אך ורקורדות, כלומר, כלומר, המולקולות פשוטות יותר, המולקולות, הן יכולות לספוגות, הן יכולות לספוגות, אך ורקמות, הן יכולות לספוגות, כלומר, הן יכולות לספוגות, כלומר, כלומר, הן יכולות לספוגות יותר, הן יכולות לספוגות יותר, הן יכולות לספוגות יותר, כלומר, כלומר, הן יכולות לספוגות יותר, כלומר, הן יכולות לספוגות יותר, כלומר, כלומר, כלומר, הן יכולות לספוגות יותר, הן יכולות לספוגות יותר, כלומר, לאחר מכן, משוואות פשוטות יותר, לאחר מכן, משוואות פשוטות יותר, הן יכולות לספוגות, הן יכולות לספוגות, לאחר מכן, משוואות פשוטות יותר, הן יכולות לספוגות, הן יכולות לספוגות יותר, הן יכולות

הרעיון המהפכני של איינשטיין: ⁇

הקפיצה האינטלקטואלית הקריטית ביותר ל לייזר הגיעה בשנת 1917, כאשר איינשטיין פרסם את המאמר שלו "Zur Quantentheorie der Strahlung" (על תורת האור הקוונטית של קרינה) בו, הוא ניתח את שיווי המשקל התרמודינמיקה בין גז של אטומים וקרינה אלקטרומגנטית, וסיים כי שלושה תהליכים בסיסיים חייבים לשלוט באינטראקציה, פליטה ספונטנית, ו - בפעם הראשונה - ספוג פליטה ברזולוציה גבוהה יותר, היא ירידה אלקטרונית.

אתגר ה-Inversion

כדי לעורר פליטה לשלוט על ספיגה לייצר amplification נטו, יש צורך להיות יותר אטומים במצב נרגש מאשר במצב אנרגיה נמוך יותר - מצב שנקרא הסתלקות האוכלוסייה.במאזן תרמי, סטטיסטיקות בולצמן מבטיח כי מדינות אנרגיה נמוכות יותר מאוכלסות הרבה יותר בכבדות, כך שכל פוטון נכנס לתוך מדדאר מסוים הוא הרבה יותר צפוי להיקלט מאשר לעורר אוכלוסייה בסתבת דורש משאבה מאוחרת יותר של אנרגיה, אבל מאוחר יותר, כנראה, כי הוא מקבל יותר זמן קצר יותר, כי הוא מקבל אנרגיה, 000 מוקדם יותר, 000, 000, 000, 000, 000 מוקדם יותר, אבל סביר יותר, כי הוא כבר יותר, כי הוא כבר יותר, 000 זמן קצר יותר, 000, 000 זמן קצר יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מוקדם יותר, 000 מוקדם יותר, 000 מוקדם יותר, 000 מוקדם יותר, 000, 000, 000, 000 מוקדם יותר, 000 מוקדם יותר, 000 מוקדם יותר, 000 מוקדם יותר, 000, 000, 000, 000, 000 מוקדם יותר, 000 זמן קצר יותר, 000 מוקדם יותר, 000, 000 מוקדם יותר, 000, 000, 000, 000 זמן קצר יותר, 000, 000, 000, 000, 000 זמן קצר יותר, 000

The Maser: Ampling מיקרוגלs by Stimulated Emission

פריצת הדרך הגיעה ב-1954, כאשר צ'ארלס טאוןס, ג'יימס גורדון, וברטו ז'יר מאוניברסיטת קולומביה בנה את המייזר הראשון - מ-Microwave Amplification על ידי Stimulated Emission ofקרינה.הם השתמשו בשדה חשמלי כדי להפריד קרן של מולקולות אמוניה במצב רטט נלהב מדי של כלי שיט במצב הקרקע, יצירת הסתה של אוכלוסייה, ולאחר מכן הפנה נרגשת לתוך מכוד מיקרוגל טבעי 24 גרם לקרינת גלימה נמוכה של חומר מכחול היה יכול היה להמריץ במהירות גבוהה יותר של חומר גלימה.

מתוך Maser to Optical Maser

עיירות, יחד עם אחיו-בחוק וחתן פרס נובל לעתיד ארתור שאלולו, התמודדו עם ראש הבעיה על הנייר ציון הדרך 1958, FLT:0 "לא-אדום ואופטימי מזררים", ו-FLT:1 הם הציעו להשתמש ב-Pérot etalon - שתי מראות מקבילים - כמו cavson Reson Refrared ו-Optical Masers, אשר הפכו באופן חלקי ל-reshoventams-reta-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-

האור הראשון: לייזר רובי של מאימן

בעוד קבוצות רבות רדפו אחר המטרה באמצעות גזים, תיאודור מאימן במעבדות המחקר יוז לקח מסלול שונה.הוא בחר בגלימה ורודה, גביש של תחמוצת אלומיניום, אשר נעשה עם ריכוז קטן של כריזום, אשר ספג אור ירוק וכחול, והפך את עצמו לפחם אדום עמוק.

פיצוץ של סוגי לייזר

לאחר הדופק הראשוני של פריצות הדרך, טכנולוגיית לייזר מגוונת בקצב עוצר נשימה בשנת 1962, רוברט הול ב- General Electric יצר את הלייזר הזרקת למחצה הראשונה של גליום ארנסנס, מה שהופך זרם חשמלי ישירות לאור קוהרנטי - צעד מרכזי לעבר מכשירים קומפקטיים ויעילים שדוחקים כעת סיבים אופטיים, סורקים ונקודות לייזר מוצקות.

כיצד פועל לייזר: שלושת היסודות החיוניים

ללא קשר לסוג הספציפי, כל לייזר מורכב משלושה מרכיבים עיקריים: חומר רווח, מקור משאבה, ומדורג אופטית.מדיום הרווח הוא החומר הפעיל - גז, גבישי, סמיטור, או סיבים נדירים-דופדים-דופדים-בתוכו נוצר כוח פיזור חיצוני, אשר מאפשר לנו גם את האנרגיה להרים אטומים או מולקולות לתוך מצבים נרגשים; שיטות נפוצות כוללות פלאשלאמים, זרמים חשמליים, זרמים חשמליים, או לייזרים אחרים, בדרך כלל, בדרך כלל, כדי לעבור את התדירות גבוהה יותר, כדי לעבור את המשתנים פנימיים, דרך כוחות אופטיים.

יישומים טרנספורמטיביים ברחבי החברה

הגעת הלייזר היא עצומה וממשיך להעמיק.ברפואה, לייזרים עיצבו מחדש את האוטפתולוגיה דרך LASIK וטיפולים רטיניים, אפשרו ניתוחים מדויקים, פולשניים מינימליים, והופכים לכלים סטנדרטיים ב- dermatology, דינמיקה של רופאי שיניים, וכן הלאה, גם חומרים אולטרה-אוויריים, ללא שיחות טלפון ותנועה באינטרנט, כמו הדופק של לייזר באמצעות סיבים אופטיים, ו-cookicial, בעוד שחצני לייזר אוטומטיים, הם סורקים, בעוד שחצני לייזר אוטומטיים, ו-חמצני, ו-cookicial, בעוד שכמעט כל הזמן, ו-cookicial, הם רכיבי לייזר אוטומטיים, ו-cookicial לייזר, בעודם נמצאים במרחק של כלי רכב אוטומטיים, כמעט כל הזמן, ו-co-cookicial לייזר בטווח הארוך, כמעט כל הזמן, ו-חמצני, ו-חמצני, ו-co-אוויר, כמעט כל הזמן, ו-cookicial, כמעט כל כך שכמעט כל כך הרבה יותר מדי יום-cookicial לייזר בטווח הארוך, כמעט כל כך שכמעט כל כך שכמעט כל כך הרבה יותר מדי יום-אוויר, ו-co-אוויר, בעוד שכמעט כל-אוויר, ו

מורשת של מחקר בסיסי

המצאת הלייזר עומדת כאנדרטה לכוחו של מדע מונע סקרנות.אין מדען אחד המציא את הלייזר לבדו; אלא, היא התפתחה מתוך שרשרת של תובנות המתנשאות בחזרה למשוואות מקסוול, הקוונטיה של פלאנק, הפליטה הממריץ של איינשטיין, אטום בוהר, וההנדסת מיקרוגל של עידן שלאחר המלחמה.