Lazer günlük yaşamda çok derinden gömülüdür - ilk işletim lazerine ışıktan elektromanyetizme, kuantum mekaniklerine, atomik yapıya ve uyarılı emisyonların doğasını unutmak kolay.Bu makale, lazer teknolojisi için temel oluşturan temel bilimsel keşifleri ve 1960'ta ilk işletim lazerin nasıl ortaya çıktığını inceler.

Işık Anlayışı

Basit frekanstan önce, ışık öncelikle bir dalga fenomeni olarak anlaşılmıştı. 17. yüzyılda, Christiaan Huygens sofistike bir dalga teorisi önermişti, ancak Isaac Newton'un korpusüler görünümü ile bir araya gelen güçlü bir matematiksel dalga teorisine gölgede ışık, Thomas Young’ın ünlü çift boyutlu bir deneyi ile ilgili tüm manyetik yasaları nasıl tepki verdiğinde, eleştirel bir şekilde yükselttiği zaman, x 16. yüzyıl boyunca ışıkla dalga geçiyordu.

Kuantum Başlangıçları ve Foton

20. yüzyılın başında, klasik dalga teorisi deneysel verilerle çarpışmış, özellikle de siyahi radyasyonun spektrumu ve fotoelektrik etkisi. 1900 yılında Max Planck, karabody spektrumunun sadece fotoelektrik etkisinin yayılıp emildiğini ve bu elektriksel enerjinin 1905'te daha fazla sayısallaştırmadığını fark ettiyse, ışığın kendisini de nicel enerjilere doğrultebileceğini belirtti.

Atom Yapısı ve Sayıları Enerji Seviyeleri

1913 yılında, Bohr elektronların farklı, istikrarlı enerji seviyelerindeki çekirdekleri yörüngedep atabileceğini ve sadece bir enerji seviyesine geçiş yaparak başka bir seviyeden atabileceğini önerdi; enerjileri tam olarak seviyeler arasındaki farkı karşılaştırdığında, bu basit bir model, atomların nicelleştirilmiş enerji durumlarını sayısal olarak ortaya çıkardı.Bir elektronun daha yüksek enerji seviyesine geçişleri ve daha yüksek enerji seviyesine geçişleri yaptı; o zaman, bir görüntüyü tamamen geri döndürdüğünde, Scheratif bir şekilde aydınlatır.

Einstein'ın Devrimci Fikir: Emisyon Edilmiş Emisyon

Einstein'ın lazere yönelik en kritik entelektüel atışı 1917'de geldi, üç temel işlem, bir fotonasyona karşı, tam anlamıyla bir enerji emisyonu ve daha yüksek bir duruma doğru çıkan bir elektronla birlikte ortaya çıktı.

Nüfus İnvers Challenge

Gaz emisyonlarının üzerine hükmetmesi ve net bir amplifikasyon üretmesi için, daha düşük bir enerji durumundan daha fazla atom olması gerekir - sürekli olarak enerji seviyelerinin çürümesine karşı daha yüksek enerji seviyelerinin tanınmasını sağlar. Konsept erken kabul edilebilir bir pratik problem olarak ortaya çıkabilir.

Maser: Stimated Emission tarafından Mikrodalgalar

Bu atılım 1954 yılında geldi, Charles Townes, James Gordon ve Columbia Üniversitesi'ndeki bir nüfus geri dönüşüm yaratması ilk erkek – Radyasyonun Stimated Emission of amonyak moleküllerin bir kirişi, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir mikrodalga radyasyon kaynağının, daha kısa sürede sabit bir makineye kadar uzanan bir alana kadar uzanan bir alana kadar uzanan heyecan verici bir boşlukta bir araya getirilmesini sağladı.

Maser'dan Optik Maser'e

Erkek kardeşiyle birlikte, Nobel laureate Arthur Schawlow, problemin başını ele geçirdi. 1958 tarihli makalesinde, “Infrared ve Optik Masers” [Döneticileri ve nadir görülenler) , daha önce de bir optik diskoyu kullanarak, daha sonra da karmaşık bir şekilde inşa edilen St. Gould Prohor'da bulunan bir programla birlikte, karmaşık bir şekilde, karmaşık bir şekilde, karmaşık bir şekilde yapılanma ile birlikte, karmaşık bir şekilde yapılanma ihtiyacının altını çizdiler.

İlk Işık: Maiman'ın Ruby Lazeri

Birçok kızılötesi grup, doğa gazlarını kullanarak hedef kovaladı, Theodore Maiman at Hughes Research Laboratories farklı bir rota aldı.Sekspertici bir optik siyonel, ancak küçük bir blok özelliklerini ölçtü ve güçlü bir flaşın gerekli olduğunu fark etti.En çok basit bir şekilde basit bir şekilde incelendiren bir optik pompalanma, 16. Maiman'ın son derece düşüklüğünde küçük bir yanaklık bir lazerle birlikte, kırmızı renkte bir ışıkla birlikte, kırmızı renkte bir ışıkla birlikte, yüksek çözünürlükte bir ışıkla birlikte, kırmızı renkte bir ışıkla birlikte, kırmızı renkte bir ışıkla birlikte, yüksek çözünürlükte bulundu.

Lazer Tiplerinin Bir Patlaması

İlk atılımlardan sonra, lazer teknolojisi nefes kesen bir hızda çeşitlendi. 1962 yılında, Robert Hall, 1964 yılında ilk yarı iletken enjeksiyon lazerini galaidasyondan yarattı, elektrik akımını doğrudan koherent ışık haline getirdi - kompakt, verimli cihazlara doğru yol açtı, fiber optikler, barkod tarayıcılar ve ışık şovları için.

Bir Lazer Nasıl Çalışır: Üç Temel Elements

Belirli tipten bağımsız olarak, her lazer üç temel bileşenden oluşur: bir kazanç ortamı, bir pompa kaynağı ve optik rezonans. kazanmak orta derece zarif malzemedir -gas, kristal, yarı iletken veya nadir olarak ortaya çıkan fiber - bir popülasyonun birçok kez ortaya çıkması için enerji sağlar, böylece iç içe geçmiş bir yöntem daha ortaya çıkıyor.

Dönüşümlü Uygulamaları Across Society

Lazerin erişimi geniştir ve derinleştirmeye devam etmektedir. Tıpta lazerler LASIK ve retina tedavileri yoluyla lazer ışınlamaları ve lazerler ile en az invazif cerrahiler ve optik disk oyuncuları, günlük ticaret ve eğlencede standart araçlar haline gelir.

Temel Araştırmanın Bir Mirası

Lazerin icadı, merak odaklı bilim gücüne bir anıt olarak duruyor. Tek bir bilim adamı lazeri tek başına icat etmedi; aksine, Maxwell denklemlerine geri dönen bir cihazdan ortaya çıktı ve neredeyse her bilimsel araştırma alanı olarak lazer bilimi, Bohr'un atomu ve tüm fotonik devrelerinin içine itti, sonundaki atomların sert bir şekilde ortaya çıktı.