Der laser verändert alles. Dies ist seine Geschichte

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Ohne die laser, die Hälfte der heutigen besten tech nicht funktionieren würde. Aber die Geschichte Ihrer Entwicklung wird Sie überraschen

Der laser ist einer der grundlegenden Bausteine der modernen Technik. Seltsam zu sagen, dann, dass, wenn der laser zunächst konzipiert wurde, hatte niemand eine konkrete Vorstellung davon, warum möchten Sie vielleicht ein, und einige haben sogar überlegt, den laser eine Verschwendung von Zeit. Wir verdanken Sie Ihre Existenz einer kleinen Gruppe von Menschen, die dachten anders, und die waren schlau genug, Sie zu überwinden jedes Hindernis in den Weg.

Ursprünge der laser

Die Geschichte des Lasers beginnt eigentlich mit Albert Einstein, der 1917 lieferte einen Beitrag mit dem Titel Auf der Quantentheorie der Strahlung. Unter Max-Planck-Gesetz von Strahlung, die als Ausgangspunkt, Einstein theoretisiert, dass neben Absorption und Emission von Licht, spontan, Elektronen, könnte angeregt werden und emittieren Licht einer bestimmten Wellenlänge. So die theoretischen Grundlagen für den laser gelegt wurden.

Es dauerte über dreißig Jahren für jedermann zu bringen, Einsteins Ideen zu verwirklichen. Im Jahre 1928 der Deutsche Physiker Rudolf Ladenburg, bestätigt die Existenz der stimulierten emission, während im Jahr 1939 die russische Valentin A. Fabrikant vorhergesagt, könnte es verwendet werden, um zu verstärken, kurze Wellen sichtbar. Es war nur im Jahr 1947, dass die Amerikaner Willis E. Lamb und R.C. Retherford konnte zunächst zeigen die Phänomene.

Die Erfindung des maser

Durch den frühen 1950er Jahren, die Physiker in den USA, Europa und Sowjetunion wurden die arbeiten auf die Umsetzung stimulierte emission praktisch, doch Ihr erstes Ziel war nicht das Licht, sondern Mikrowellenstrahlung. 1953, Charles H. Townes von der Columbia University, die Arbeit mit Studenten James P. Gordon und Herbert J. Zeiger, produzierte die ersten Maser (microwave amplification by stimulated emission of radiation), ein Gerät, das verwendet stimulierte emission in einem Strom angezogen von Ammoniak-Moleküle zu produzieren, die einen kohärenten Strahl von elektromagnetischen Wellen. Inzwischen, in der UdSSR, Nikolai Basov und Alexander Prochorow des Lebedev-Instituts für Physik waren bei der Arbeit auf Ihre eigenen maser-Technologie. Beschrieben die Grundsätze, die bei einer Russischen Konferenz im Jahr 1952, Sie weiterhin arbeiten im Feld, schlägt wesentliche Verbesserungen, die machen würde, Maser, mehr praktisch und effizient.

Vom maser zum laser

Pionier der maser, Townes und sein Schwager Arthur Schawlow, arbeiten bei den Bell Labs, begann die ernsthafte Forschung in Infrarot-Maser, bevor er die Infrarot-Spektrum, um den Fokus auf die emission von sichtbarem Licht. Townes nannte das Konzept einen optischen maser. Zur gleichen Zeit, ein student an der Columbia University, Gordon Gould, arbeitete an einer Dissertation über die Energieniveaus der angeregten thallium. Gould und Townes diskutiert Strahlung emission, und im Jahr 1957 Gould schrieb seine Ideen für einen laser, prägen das Akronym und beschreibt seine wesentlichen Elemente. Gould, arbeitet jetzt für die private Forschungs-Unternehmen TRG, Fortsetzung der arbeiten während der Jahre 1958, als wollte Townes und Schawlow unabhängig bei den Bell Labs. Mittlerweile, Prokhorov und Basov vorgeschlagen und erforscht Ihre eigenen optischen maser-design.

Es kann nie klar sein, wer erfand den laser. Gould veröffentlichte seine Forschungsergebnisse in einem 1959 Papier und ein patent auf der core Technologie mit TRG. Jedoch im Jahre 1960 wurde das patent verweigert und eine ausgezeichnet Townes, Schawlow und den Bell Labs. Das Ergebnis war eine der längsten patent-Kriege in der Geschichte, nur ließ sich in Gould zugunsten von 1977, mit 48 Patente zugesprochen, die viele wirtschaftlich wertvolle Elemente und Anwendungen.

Aufbau der laser

Klar ist: wer baute den ersten laser. Bell Labs, RCA, IBM und alle anderen rannten zu entwickeln, laser-Technologie, aber es war Theodore Maiman an Hughes Forschungslabors, zeigten die ersten funktionierenden Lasers im Mai 1960. Wie Townes und Schwlow, Maiman hat sich auf den Rubin als medium für seine laser, aber eines der Probleme Bestand darin, eine Lichtquelle intensiv genug, um zu erregen oder “Pumpen” Elektronen in der ruby rod. Genial, Maiman versucht gewerblichen Xenon flashtubes, und so produzierte die ersten laser-Licht.

Das war ein Durchbruch, und Labors auf der ganzen Welt gearbeitet, schnell zu replizieren, viele bauen Ihre eigenen Laser innerhalb weniger Monate. Doch Maiman den laser war nur in der Lage, pulsierenden Betrieb, nicht einen Konstanten Strahl. Ein Jahr später, Ali Javan, William R. Bennett und Donald Herriot von den Bell Labs konstruiert das erste gas-laser, der mit Hilfe von helium und neon, die fähig war, einen kontinuierlichen Betrieb. Javan dann folgte der Vorschlag der laser-diode mit Nikolay Basov – ein Konzept, das real im Jahr 1962 von Robert N. Hall und seine gallium-Arsenid-laser-diode, und durch Nick Holonyak Jnr, deren Rotlicht-Halbleiter-laser war der Vorfahre des Laser-CDs und DVD-Spieler heute.

Da ist dann der laser hat gesehen, zahlreiche Verbesserungen, immer kleiner, leistungsfähiger, präziser und energieeffizienter. Maiman bekanntlich beschrieb seine laser als “Lösung auf der Suche nach einem problem”, während sein Chef, Howard Hughes, kämpfte sich ins Auge zu fassen-Anwendungen, aber wir sind immer noch die Suche nach neuen Einsatzmöglichkeiten für den laser. Aus dem CD-player und laser-Drucker die Geschwindigkeit des Lichts-optische Prozessoren vielleicht sehen wir in den laptops von morgen, es ist eine Technologie, die nie scheint zu schwach.

Bild von Silver Smith

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Schwester-Titel Alphr