تاريخ الليزر - تاريخ تطور الليزر

معظم الناس يعرفون بالفعل كيف يبدو الليزر ، على التوالي ، رفيع ، قوي ، ولكن كيف يحدث الليزر؟ الليزر (تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع) عبارة عن جهاز يستخدم تأثير ميكانيكا الكم ، انبعاث محفز أو محفز ، لتوليد شعاع ضوء متماسك لوسط مناسب مع حجم وشكل ونقاء متحكم فيه. [تاريخ الليزر]

في عام 1916 ، وضع ألبرت أينشتاين أسس تطوير الليزر وأسلافه ، الماسرات (التي تنبعث منها الموجات الدقيقة) ، [تاريخ الليزر] باستخدام قانون الإشعاع ماكس بلانك القائم على مفاهيم الانبعاث التلقائي والإشعاع المستحث. تم نسيان النظرية حتى بعد الحرب العالمية الثانية ، عندما تم إثباتها بشكل نهائي من قبل ويليس يوجين لامب و ر.

في عام 1953 ، قام Charles H. Townes وطلاب الدراسات العليا James P. Gordon و Herbert J. Zeiger ببناء الماسح الأول: جهاز يعمل بنفس المبادئ الفيزيائية مثل الليزر ولكنه ينتج شعاع ميكروويف متماسك. كان ماس تاونز غير قادر على العمل بشكل مستمر. عمل نيكولاي جينادييفيتش باسوف وأليكساندر ميخائيلوفيتش بروخوروف من الاتحاد السوفييتي بشكل مستقل على المذبذب الكمومي وحلوا مشكلة الحصول على ماسح ضوئي مستمر باستخدام أنظمة ذات أكثر من مستويين للطاقة. Townes،. [تاريخ الليزر]. تقاسم بازوف وبروخوروف جائزة نوبل للفيزياء في عام 1964 عن \"الأعمال الأساسية في مجال الإلكترونيات الكمومية \" ، مما أدى إلى بناء مذبذبات ومكبرات صوت بناءً على مبادئ الماسر -ليزر .. [تاريخ الليزر]

يعتبر تاونز وآرثر ليونارد شاولو مخترعي الليزر ، اللذين حصلا على براءة اختراعهما عام 1960. وبعد ذلك بعامين ، ابتكر روبرت هول ليزر أشباه الموصلات. في عام 1969 كان أول تطبيق صناعي لليزر يستخدم في لحام عناصر الصفيحة في تصنيع المركبات ، وفي العام التالي حصل جوردون جولد على براءة اختراع العديد من التطبيقات العملية الأخرى لليزر .. [تاريخ الليزر]

في عام 1980 ، سجلت مجموعة من الفيزيائيين من جامعة هال بقيادة جيفري بريت أول انبعاث ليزر في نطاق الأشعة السينية. بعد خمس سنوات ، بدأ تسويق القرص المضغوط ، حيث \"يقرأ \" شعاع الليزر منخفض الطاقة البيانات المشفرة على شكل ثقوب صغيرة (نقاط وشرطة) على قرص بصري ذو وجه عاكس. في وقت لاحق يتم تحويل تسلسل البيانات الرقمية إلى إشارة تناظرية تسمح بالاستماع إلى الملفات الموسيقية. مباشرة بعد ذلك يتم استخدام التكنولوجيا المطورة في مجال تخزين البيانات الضخمة. في عام 1994 في المملكة المتحدة ، تم استخدام تقنية الليزر لأول مرة في مقاييس السينما للكشف عن السائقين السرعة. في وقت لاحق انتشر استخدامه في جميع أنحاء العالم .. [تاريخ الليزر]

بالفعل في القرن الحادي والعشرين ، ابتكر العلماء في جامعة سانت أندروز ليزر يمكنه التعامل مع الأشياء الصغيرة جدًا. في الوقت نفسه ، يقوم العلماء اليابانيون بإنشاء أشياء بحجم خلية الدم الحمراء باستخدام الليزر. في عام 2002 ، نجح العلماء الأستراليون في نقل شعاع من ضوء الليزر من مكان إلى آخر. بعد ذلك بعامين ، يسمح الماسح الضوئي بالليزر للمتحف البريطاني بعمل معارض افتراضية. في عام 2006 ، اكتشف العلماء في شركة Intel كيفية العمل مع شريحة ليزر قائمة على السيليكون تفتح الأبواب لتطوير شبكات اتصالات أسرع وأكثر كفاءة .. [تاريخ الليزر]

العمليات

يتكون الليزر من وسط نشط قادر على توليد الليزر. هناك أربع عمليات أساسية تحدث في توليد الليزر تسمى الضخ والانبعاث التلقائي للإشعاع والانبعاث المحفز للإشعاع والامتصاص .. [تاريخ الليزر]

ضخ

وهو ناتج عن مصدر إشعاع مثل المصباح أو مرور تيار كهربائي أو استخدام أي نوع آخر من مصادر الطاقة التي تسبب انبعاث .. [تاريخ الليزر]

انبعاث الإشعاع التلقائي

الإلكترونات التي تعود إلى حالة الأرض تنبعث منها الفوتونات. إنها عملية عشوائية ويتكون الإشعاع الناتج عن الفوتونات التي تتحرك في اتجاهات مختلفة وبمراحل مختلفة تولد إشعاعًا أحادي اللون غير مترابط .. [تاريخ الليزر]

انبعاث الإشعاع المحفز

يحدث الانبعاث المحفز ، وهو أساس توليد الإشعاع من الليزر ، عندما تتلقى ذرة في حالة مثارة محفزًا خارجيًا يجعلها تبعث الفوتونات وبالتالي تعود إلى حالة أقل إثارة. يأتي الحافز المذكور من وصول فوتون مع طاقة تشبه فرق الطاقة بين الدولتين. وبالتالي فإن الفوتونات المنبعثة من الذرة المحرضة لها طور وطاقة واتجاه مشابه لتلك الفوتون الخارجي الذي أدى إلى ظهورها. الانبعاث المحفز الموصوف هو جذر العديد من خصائص ضوء الليزر. فهو لا ينتج ضوءًا متماسكًا وأحادي اللون فحسب ، بل إنه أيضًا \"يضخم \" انبعاث الضوء ، نظرًا لأن كل فوتون يضرب ذرة متحمسة يتم إنتاج فوتون آخر .. [تاريخ الليزر]