Log In

Винахід лазера

lazerКолись світ жив без лазерів. Це зараз досягнення квантової фізики, лазерної електроніки, комп’ютерні технології є невід’ємними складовими нашого життя і застосовуються навіть у побуті. А біля витоків глобальних змін стояли видатні фізики XX століття М.Г. Басов, А.М. Прохоров і Ч. Таунс.

Слово «лазер» — це абревіатура: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (посилення світла в результаті вимушеного випромінювання). Лазери є принципово новими джерелами світла (а також випромінювання інфрачервоного та ультрафіолетового діапазону), якого не існує в природі. Лазерне випромінювання когерентно, тобто строго упорядковане по фазі, тому його можна дуже сильно фокусувати. Для висвітлення лазери застосовувати безглуздо, а ось у вимірювальній техніці, в лініях зв’язку, в комп’ютерах (для зчитування і запису інформації на компакт-дисках), в медицині (операції на очах), в технологічному обладнанні (гравірування, зварювання, поверхневе загартування, свердління , різка важкооброблюваних матеріалів) вони знайшли найширше застосування. Дешеві напівпровідникові лазери використовуються навіть у дитячих іграшках.
Лазери прості по конструкції: активний елемент поміщений між двома строго паралельними дзеркалами. Одне з дзеркал роблять напівпрозорим — для виходу променя. Активний елемент «накачують» енергією від зовнішнього джерела, збуджені атоми при дотриманні деяких умов випускають фотони узгоджено, і лазер народжує майже нерозгалужений промінь.

Першими (1960 р.) були створені імпульсні лазери з вирощеним кристалом рубіна в якості активного елементу. «Накачування» відбувалося від газорозрядної лампи.

Зараз розроблено безліч типів лазерів — газові (на інертних газах, на вуглекислому газі), рідинні (на барвниках), твердотільні (на кристалах і спеціальнім склі), напівпровідникові. Лазерний промінь можна отримати навіть від струменя реактивного двигуна або ядерного вибуху.

Басовий народився у 1922 р. в місті Усмані Липецької області у професорській родині. Ледь закінчивши школу, він відправився на фронт Великої Вітчизняної. Після демобілізації в грудні 45-го вступив до Московського механічний інститут (згодом — знаменитий МІФІ). Він розумів, що фізика — його наука, незважаючи на те, що батьки пророкували йому кар’єру лікаря. І з 1948 року, поряд з навчанням, Микола Басов починає наукову діяльність в лабораторії коливань Фізичного інституту ім. Лебедєва АН СРСР (ФІАН) під керівництвом професора Прохорова. Перші його роботи відносяться до області радіоспектроскопічних методів визначення ядерних моментів.

Приблизно в цей же час в США відомий вчений Чарльз Таунс, один з «батьків» квантової фізики, працював над тим же, над чим міркували Прохоров і його підопічний Басов. Одночасно і незалежно один від одного Таунс і Басов з Прохоровим висунули і теоретично обгрунтували принципи посилення і генерації електромагнітних хвиль квантовими системами з інверсною заселеністю. Ця теорія дозволила створити в 1955 р. принципово нові джерела електромагнітних хвиль мікрохвильового діапазону — квантові генератори, так звані мазери, і малошумні квантові підсилювачі радіохвиль діапазону НВЧ.

Це було одним з найважливіших відкриттів XX століття. У 1958 р. Прохоров запропонував застосовувати в квантовій електроніці рубіни і висунув ідею відкритих резонаторів. Ці ідеї були використані при створенні джерел когерентного світла — лазерів. За відкриття нового принципу генерації випромінювання і створення квантового генератора на пучку молекул аміаку в 1959 р. Басову і Прохорову була присуджена Ленінська премія. А дослідження по напівпровідникових лазерах і зовсім визначили інтенсивний розвиток фізики і техніки.
Значимість нової науки стала незаперечною. Сьогодні обсяг виробництва напівпровідникових лазерів різних типів становить сотні мільйонів штук на рік, а вартість випромінювача часто не перевищує одного долара. За розробки в квантовій електроніці, що призвели до створення мазерів і лазерів, Прохоров, Басов і Таунс були удостоєні в 1964 р. Нобелівської премії.

Басов, не зупиняючись на досягнутому, висунув здававшуся в той час утопічною ідею лазерного підходу до проблеми керованого термоядерного синтезу. І вже в 1968 р. він і його співробітники зареєстрували нейтрони, отримані лазерним опроміненням. Ці результати, представлені Басовим на Міжнародній конференції з квантової електроніки в США (1968 р.), створили грунт для міжнародного співробітництва по лазерному термоядерному синтезу. Під керівництвом Басова була створена багатоканальна лазерна установка «Кальмар», яка забезпечувала симетричне і одночасне імпульсне опромінення мішеней, що містять термоядерне паливо. Найважливішим достоїнством даного підходу була його повна безпека.

Лазерні технології були визнані дуже перспективними, і з 1962 року Басов очолює розробку пристроїв квантової електроніки підвищеної потужності, орієнтованих на використання в обороні країни, зокрема, для лазерної поразки повітряно-космічних цілей. На основі цих розробок вчені створили безліч всяких типів лазерів — фотодіссоціонних (йодних), ексимерних, електроіонізаційних, хімічних. Разом з науковим колективом знаменитого секретного міста Арзамас-16 Басов створює надпотужні йодні лазери вибухового типу.

М.Г. Басов виховав плеяду високопрофесійних, талановитих фізиків, створив і очолив Вищу школу фізики при МІФІ і ФІАН. Перелік його регалій величезний: член Президії РАН, тривалий час директор ФІАН, голова товариства «Знання», головний редактор журналів «Квантова електроніка» і «Природа», двічі Герой Соціалістичної Праці, лауреат Ленінської, Нобелівської та Державної премій, нагороджений п’ятьма орденами Леніна і орденом Вітчизняної війни II ступеня, удостоєний Золотої медалі ім. Ломоносова АН СРСР. З 1966 року він — академік АН СРСР (РАН), обраний членом багатьох іноземних академій.Помер Микола Геннадійович у грудні 2002 року.

 

views:
2769
snap_MYURL:
snapEdIT:
1
snapTW:
s:1:"1";
snapVK:
s:1:"1";

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

пять × два =