De laser heeft alles veranderd. Dit is haar verhaal

0
58

Zonder dat de laser, de helft van de huidige beste tech niet zou werken. Maar het verhaal van de ontwikkeling die u zal verrassen

De laser is een van de fundamentele bouwstenen van de moderne technologie. Vreemd om te zeggen, dat wanneer de laser werd voor het eerst bedacht had niemand een concreet idee van waarom wilt u misschien één, en sommigen zelfs beschouwd als de laser een verspilling van tijd. We danken haar ontstaan aan een kleine groep mensen, die anders dachten, en die waren slim genoeg om te overwinnen elke hindernis op hun weg.

De oorsprong van de laser

De geschiedenis van de laser begint eigenlijk met Albert Einstein, die in 1917 leverde een papier met de titel Op de Quantum Theorie van Straling. Het nemen van het Max-Planck-de wet van straling als uitgangspunt de theorie van Einstein dat, naast het absorberen en uitzenden van licht spontaan, elektronen kunnen worden gestimuleerd om te stralen licht van een specifieke golflengte. Dus de theoretische grondslagen van de laser werden neergelegd.

Het duurde meer dan dertig jaar voor iedereen om Einstein ‘ s ideeën tot bloei. In 1928, de duitse fysicus Rudolf Ladenburg, bevestigde het bestaan van de gestimuleerde emissie, terwijl in 1939 de russische Valentin A. Fabrikant voorspeld kan worden gebruikt voor het versterken van korte golven zichtbaar. Het was pas in 1947 dat de Amerikanen Willis E. Lam en R.C. Retherford voor het eerst kon aantonen dat de verschijnselen.

Het uitvinden van de maser

Door de vroege jaren 1950, natuurkundigen in de VS, Europa en de Sovjet-Unie waren bezig met de gestimuleerde emissie naar de praktijk, toch is hun eerste doel was niet het licht, maar microgolfstraling. In 1953, Charles H. Townes van de Universiteit van Columbia, het werken met studenten James P. Gordon en Herbert J. Zeiger, produceerde de eerste Maser (microwave amplification by stimulated emission of radiation), een apparaat dat gebruikt stimulated emission in een stroom van energie ammoniak moleculen te produceren een coherente lichtbundel van elektromagnetische golven. Ondertussen, in de SOVJET-unie, Nikolaj Basov en Aleksandr Prokhorov van de Lebedev Instituut van de Natuurkunde waren aan het werk op hun eigen maser-technologie. Het hebben beschreven op de beginselen in een russische conferentie in 1952, ze zette het werk in het gebied, met voorstellen voor belangrijke verbeteringen die masers meer praktisch en efficiënt.

Van maser laser

Als pionier op het gebied van de maser, Townes en zijn broer-in-law Arthur Schawlow, werkzaam bij Bell Labs, begon serieus onderzoek naar infrarood masers, vóór het verlaten van het infrarood spectrum te richten op de emissie van zichtbaar licht. Townes genaamd het concept van een optische maser. Op hetzelfde moment, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Columbia, Gordon Gould, werkt aan een proefschrift over de energie-niveaus van opgewonden thallium. Gould en Townes besproken straling emissie, en in 1957 Gould schreef zijn ideeën voor een laser, de munten van de afkorting en het beschrijven van de essentiële elementen. Gould, die nu werkzaam is voor het eigen onderzoek bedrijf TRG, zette het werk tijdens 1958, net als Townes en Schawlow onafhankelijk bij Bell Labs. Ondertussen Prokhorov en Basov voorgesteld en onderzocht hun eigen optische maser ontwerp.

Het kan nooit duidelijk wie de uitvinder van de laser. Gould publiceerde zijn onderzoek in een 1959 papier en vroeg een patent aan op de core-technologie met TRG. Echter, in 1960, het octrooi werd geweigerd en één toegekend aan Townes, Schawlow en Bell Labs. Het resultaat was een van de langste patent oorlogen in de geschiedenis, alleen vestigde zich in Gould ‘ s genade in 1977, met 48 octrooien toegekend, met betrekking tot vele commercieel waardevolle elementen en toepassingen.

Het bouwen van de laser

Wat duidelijk is, is wie bouwde de eerste laser. Bell Labs, RCA, IBM en anderen alle rende naar het ontwikkelen van laser technologie, maar het was Theodore Maiman in Hughes Research Labs die aangetoond de eerste werkende laser in Mei 1960. Zoals Townes en Schwlow, Maiman had gevestigd op de ruby als een medium voor zijn laser, maar een van de problemen was het vinden van een lichtbron intens genoeg zijn om te prikkelen of “pomp” de elektronen in de ruby staaf. Ingenieus, Maiman geprobeerd commerciële Xenon flashtubes, en zo produceerde de eerste bundel van de laser van de lichte.

Dit was een doorbraak, en laboratoria over de hele wereld werkten snel te repliceren, veel bouwen van hun eigen lasers binnen enkele maanden. Nog Maiman de laser was alleen in staat om een pulserende werking, niet een constante lichtbundel. Later dat jaar, Ali Javan, William R. Bennett en Donald Herriot van Bell Labs de bouw van de eerste gas-laser, met behulp van helium en neon, die in staat was om een continue werking. Javaanse gevolgd wordt dit door het voorstellen van de laser diode met Nikolaj Basov – een begrip heeft gemaakt in 1962 door Robert N. Hall en zijn galliumarsenide laser diode, en door Nick Holonyak Jnr, waarvan de rood-licht halfgeleider laser was de stamvader van de lasers gebruikt in Cd ‘ s en DVD-spelers vandaag.

Sindsdien is de laser heeft gezien de vele verbeteringen, steeds kleiner, krachtiger, meer precieze en meer energie-efficiënt is. Maiman beroemde beschreven zijn laser als “een oplossing op zoek naar een probleem”, terwijl zijn baas, Howard Hughes, de moeite om te overwegen toepassingen, maar we zijn nog steeds het vinden van nieuwe toepassingen voor de laser. Van de CD-speler en de laser printer met de snelheid van het licht optische processors we kunnen zien in de laptops van morgen, het is een technologie die nooit lijkt te dimmen.

Afbeelding door zilversmid

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op zuster titel Alphr