Danas živimo u svijetu napretka tehnologije, kvantne fizike i laserske elektronike. Oni nas okružuju čak iu svakodnevnom životu i odavno su postali uobičajeni, ali jednom je takav izum kao laser napravio čitavu revoluciju.
Termin laser je akronim koji znači “pojačavanje svjetlosti stimuliranom emisijom”. Sam po sebi, to je vrsta uređaja koji energiju pumpe pretvara u energiju zračenja.
Izum lasera
Nekoliko naučnika je uključeno u istoriju nastanka lasera. Prije svega, to je Albert Einstein, koji je 1918. godine iznio pretpostavku o prisutnosti stimulirane emisije, koja je fizička osnova za rad svih lasera.
Postojanje stimulisane emisije prvi put su eksperimentalno potvrdili 1928. godine naučnici R. Ladenburg i G. Kopfermann.
Vjeruje se da je Theodore Maiman prva osoba koja je izumila radni laser. Desilo se to 16. maja 1960. godine u SAD. Do tada su razni naučnici pokušavali da stvore operativni laser, ali njihovi pokušaji su bili neuspješni. Za stvaranje radijacije, naučnik je koristio umjetni rubin, blic i rezonator. Maiman je svoj izum nazvao "rubin laserom" zbog nastale nijanse.
Primena lasera
Kao jedan od najvažnijih izuma prošlog veka, laser je našao svoju primenu u različitim oblastima ljudske delatnosti. Evo samo nekoliko primjera.
Laseri igraju veliku ulogu u poboljšanju oružja. To se tiče stvaranja laserskog oružja, laserskog nišana, laserskog navođenja, sistema za otkrivanje snajpera, stvaranja smetnji za njih, dovođenja u zabludu neprijatelja i daljinomjera.
U informatičkoj tehnologiji laseri se koriste za pohranjivanje podataka na diskove, optičke komunikacije i optičke, u laserskoj štampi i holografiji.
U industriji se manipulacije laserima koriste za produženje vijeka trajanja proizvoda, povećanje plastičnosti materijala, poboljšanje kvalitete površina i još mnogo toga.
Veoma važan događaj bila je pojava lasera za medicinu, a posebno za hirurgiju. Ovdje služi kao odlična alternativa skalpelu, jer smanjuje gubitak krvi tokom operacije. Osim u hirurgiji, laseri se široko koriste u oftalmologiji i medicini ljepote. Pojava lasera za medicinu. može se porediti sa izgledom ili.
Izum laserskog diska
Laserski disk je disk snimljenih zvukova i slika koji se reprodukuje pomoću lasera. Slično je CD-u.
Prvi laserski disk izumio je John Beyerd 1928. godine kada je stvorio Phonodisc. Bio je to 2,5-inčni disk koji je napravio 78 okretaja za 60 sekundi, poput sličnih diskova u to vrijeme. Međutim, ovaj izum nije imao komercijalni uspjeh.
Sedamdesetih godina prošlog vijeka na tržištu su se pojavili video diskovi koje su objavili divovi poput Philipsa i Sony. Postali su popularni u Aziji, ali laserski diskovi od 2,5 inča nikada nisu bili u širokoj upotrebi. To je prvenstveno zbog potrebe nabavke skupe opreme i nemogućnosti prepisivanja njihovog sadržaja. Nakon nekog vremena pojavili su se poznati CD-ROM-ovi, koji su svojom cijenom zamijenili druge analoge.
100 velikih događaja 20. veka Nepomnjači Nikolaj Nikolajevič
1960. izum lasera
Izum lasera
Svijet je nekada živio bez lasera. To su sada dostignuća kvantne fizike, laserske elektronike, kompjuterske tehnologije su sastavni dio našeg života, koriste se čak iu svakodnevnom životu. I izuzetni fizičari 20. veka N.G. Basov, A.M. Prokhorov i C. Gradovi.
Riječ "laser" je skraćenica za pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja. Laseri su fundamentalno novi izvori svjetlosti (kao i infracrveno i ultraljubičasto zračenje), kojih u prirodi nema. Lasersko zračenje je koherentno, odnosno strogo uređeno u fazi, tako da može biti vrlo snažno fokusirano. Nema smisla koristiti lasere za osvjetljenje, već u mjernoj tehnici, u komunikacijskim linijama, u kompjuterima (za čitanje i pisanje informacija na CD-ovima), u medicini (operacija na očima), u tehnološkoj opremi (graviranje, zavarivanje, površinsko očvršćavanje , bušenje , sečenje teško rezanih materijala) našli su najširu primenu. Jeftini poluvodički laseri se čak koriste i u dječjim igračkama.
Laseri su jednostavnog dizajna: aktivni element je postavljen između dva striktno paralelna ogledala. Jedno od ogledala je napravljeno prozirnim - za izlazak zraka. Aktivni element se "pumpa" energijom iz vanjskog izvora, pobuđeni atomi, pod određenim uvjetima, emituju fotone zajedno, a laser proizvodi gotovo nedivergentan snop. Može se reći da se ostvario san inženjera Garina iz knjige Alekseja Tolstoja.
Prvi (1960.) je stvorio pulsne lasere sa izraslim kristalom rubina kao aktivnim elementom. "Pumpanje" je dolazilo od lampe sa gasnim pražnjenjem.
Sovjetski fizičar N.G. bas
Američki fizičar Charles Townes
Sada su razvijene mnoge vrste lasera - plinski (na inertnim plinovima, na ugljični dioksid), tekući (na bojama), čvrsti (na kristalima i specijalnim staklima), poluvodički. Laserski snop se čak može dobiti iz mlaznog motora ili nuklearne eksplozije.
Godine 1922. u gradu Usmanu, Lipecka oblast, u profesorskoj porodici Basova rođen je dječak, koji je dobio ime Nikolaj. Čim je završio školu, otišao je na front Velikog otadžbinskog rata. Nakon demobilizacije u decembru 1945. godine, upisao je Moskovski mašinski institut (kasnije poznati MEPhI). Shvatio je da je fizika njegova nauka, uprkos činjenici da su mu roditelji predviđali da će postati doktor. A od 1948. godine, zajedno sa svojim studijama, Nikolaj Basov je započeo svoju naučnu aktivnost u laboratoriji vibracija. Institut za fiziku njima. Lebedeva Akademija nauka SSSR-a (FIAN) pod vodstvom profesora Prokhorova. Njegovi prvi radovi odnosili su se na oblast radiospektroskopskih metoda za određivanje nuklearnih momenata.
Otprilike u isto vrijeme u Sjedinjenim Državama, čuveni naučnik Charles Townes, jedan od "očeva" kvantne fizike, radio je na istoj stvari o kojoj su razmišljali Prokhorov i njegov štićenik Basov. Istovremeno i nezavisno jedan od drugog, Townes i Basov sa Prohorovim izneli su i teorijski potkrepili principe pojačavanja i generisanja elektromagnetnih talasa kvantnim sistemima sa inverznom populacijom. Ova teorija je 1955. godine omogućila stvaranje fundamentalno novih izvora elektromagnetnih talasa u mikrotalasnom opsegu - kvantnih generatora, takozvanih masera, i niskošumnih kvantnih pojačivača mikrotalasnih radio talasa.
Ovo je bilo jedno od najvažnijih otkrića 20. veka. Godine 1958. Prokhorov je predložio upotrebu rubina u kvantnoj elektronici i iznio ideju o otvorenim rezonatorima. Ove ideje su korištene za stvaranje koherentnih izvora svjetlosti - lasera. Basov i Prohorov su 1959. dobili Lenjinovu nagradu za otkriće novog principa generisanja zračenja i stvaranje kvantnog generatora zasnovanog na snopu molekula amonijaka. A istraživanja na poluvodičkim laserima u potpunosti su predodredila intenzivan razvoj fizike i tehnologije.
Značaj nove nauke postao je neosporan. Danas je obim proizvodnje različitih vrsta poluvodičkih lasera stotine miliona komada godišnje, a cijena emitera često ne prelazi jedan dolar. Za razvoj kvantne elektronike, koji je doveo do stvaranja masera i lasera, Prohorov, Basov i Towns dobili su Nobelovu nagradu 1964.
Basov je, ne odmarajući se na lovorikama, iznio ideju laserskog pristupa problemu kontrolirane termonuklearne fuzije, koja se u to vrijeme činila utopijskim. A već 1968. godine on i njegovi saradnici registruju neutrone proizvedene laserskim zračenjem. Ovi rezultati, koje je Basov predstavio na Međunarodnoj konferenciji o kvantnoj elektronici u SAD (1968), utrli su put međunarodnoj saradnji na laserskoj fuziji. Pod vodstvom Basova stvoreno je višekanalno lasersko postrojenje Kalmar, koje je omogućilo simetrično i istovremeno impulsno zračenje ciljeva koji sadrže termonuklearno gorivo. Najvažnija prednost ovog pristupa bila je njegova potpuna sigurnost.
Laserske tehnologije su prepoznate kao veoma obećavajuće, a Basov je od 1962. godine vodio razvoj kvantne elektronike velike snage za upotrebu u odbrani zemlje, posebno za lasersko uništavanje vazdušnih ciljeva. Na osnovu ovih razvoja, naučnici su stvorili mnogo različitih tipova lasera - fotodisocijacijski (jodni), ekscimerni, elektrojonizacioni, hemijski. Zajedno sa naučnim timom poznatog tajnog grada Arzamasa-16, Basov stvara super-moćne jodne lasere tipa eksploziva.
N.G. Basov je odgojio galaksiju visokoprofesionalnih, talentiranih fizičara, stvorio i vodio Višu školu fizike na MEPhI i FIAN. Spisak njegovih regalija je ogroman: član Prezidijuma Ruske akademije nauka, dugo vremena direktor Fizičkog instituta Lebedev, predsednik društva Znanie, glavni urednik časopisa Quantum Electronics i Nature, dva puta heroj socijalističkog rada, laureat Lenjinove, Nobelove i Državne nagrade, odlikovan pet ordena Lenjina i ordenom Otadžbinski rat II stepen, odlikovan zlatnom medaljom. Lomonosov akademija nauka SSSR-a. Od 1966. godine je akademik Akademije nauka SSSR-a (RAN), biran je za člana mnogih inostranih akademija.
Iz knjige Enciklopedija serijske ubice autor Shechter HaroldIZUM DEFINICIJE U prošlosti su psihopatske ubice koje su ubijale mnoge ljude smatrane proizvodom zlih duhova i nazivali su ih drugačije – demoni, đavoli, čudovišta. Krajem 1800-ih, snalažljiv novinar pokušavao je definirati suštinu
Iz knjige SAD: Istorija zemlje autor McInerney Daniel Iz knjige Kratka istorija muzike. Najpotpuniji i najsažetiji vodič autor Henley Daren Iz knjige Filozofski rječnik autor Comte Sponville André Iz knjige Građanski zakonik Ruske Federacije autor GARANT autor autor nepoznatInvencija INVENCIJA - novi skup tehnika i metoda djelovanja u bilo kojem području ljudske aktivnosti, usmjeren na postizanje cilja. I. označava stjecanje od strane autora određenog dobra u životu kao rezultat kreativnog, prije svega
Iz knjige Enciklopedija advokata autor autor nepoznatUslužni izum Uslužni izum - izum koji je stvorio zaposleni u vezi sa obavljanjem službene dužnosti ili određenog radnog zadatka primljenog od poslodavca. Posebni režim S.i. je to izvorno pravo na primanje
Iz knjige 100 velikih zapisa avijacije i astronautike autoraIzum Cyrana de Bergeraca "Vazduh je bio čist, vjetar umjeren, a Viktorija se uzdizala okomito na visinu od 1500 stopa... Na ovoj visini, brza struja zraka odnijela je loptu na jugozapad"... Prije Jules Verne je 1862. mogao napisati prve stihove u svom romanesknom životu,
Izum definicije U prošlosti su psihopatske ubice koje su ubile mnoge ljude smatrane proizvodom zlih duhova i nazivani su na različite načine: demoni, đavoli, čudovišta. Krajem 1800-ih, snalažljiv novinar pokušavao je definirati suštinu
autor
Izum luka Luk i strijela su također izumljeni u kamenom dobu. Samo, naravno, sve to nije urađeno odjednom, ne u jednom danu. Prošlo je desetine hiljada godina pre nego što su primitivni ljudi doveli svoj arsenal do izvesnog savršenstva.
Iz knjige poznajem svijet. Oružje autor Zigunenko Stanislav NikolajevičPronalazak patrone Novo oružje zahtijevalo je nove patrone. A onda je vrijeme da se prisjetimo da je još u septembru 1812. godine poznati pariski oružar Samuel Pauli patentirao pištolj koji se punio iz zatvarača metalnim patronama. Odmah me zainteresovalo
Iz knjige Pravo intelektualne svojine: Cheat Sheet autor autor nepoznat35. TRAJANJE EKSKLUZIVNOG PRAVA NA PRONALAZAK. RASPOLAGANJE ISKLJUČIVIM PRAVOM NA PRONALAZAK Rok važenja isključivog prava na pronalazak, korisni model, industrijski dizajn i patent kojim se ovo pravo potvrđuje računa se od dana podnošenja prijave.
Ko je izumio laser?
Šta je laser?
Svi smo toliko navikli na riječ LASER da više ne pretpostavljamo da je ovo samo skraćenica. Zapravo, riječ "laser" ("laser") sastoji se od početnih slova u engleskoj frazi Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, što u prijevodu na ruski znači "pojačavanje svjetlosti uz pomoć stimulirane emisije zračenja ."
Ko je izumeo laser?
Istorijski gledano, vjeruje se da su laser izumili ruski naučnici Basov i Prokhorov 1958. godine, za što su 1964. godine dobili Nobelovu nagradu, zajedno sa američkim Taunsima, čiji je rad Prokhorov koristio u razvoju. Međutim, Amerikanci su bili prvi koji su proizveli rubin laser i pokrenuli serijsku proizvodnju, bio je to Hughes Aircraft. A još ranije, 1916. godine, Albert Einstein je predvidio samu mogućnost induciranja zračenja atoma vanjskim elektromagnetnim poljem, na osnovu kojeg će svi laseri raditi u budućnosti.
laser danas
Pronalazak lasera jedno je od najznačajnijih otkrića 20. stoljeća. I svakako je imalo dubok uticaj na svet. Sada ne postoji nijedna oblast u kojoj se laser ne bi koristio. Trenutno se područja primjene lasera svakim danom šire. Od prve industrijske upotrebe lasera za bušenje rupa u rubinima za satove, ovi uređaji su uspješno korišteni u širokom spektru primjena koristeći različite vrste lasera.
Uobičajeno je da se svi laserski sistemi podele u tri glavne grupe: laseri na čvrstom stanju, gasni i poluprovodnički laseri. Prije nekog vremena pojavili su se sistemi kao što su podesivi laseri na boji i laseri sa aktiviranim staklom u čvrstom stanju.
Posebno mjesto među ovim sistemima zauzima CO2 laser, koji spada u grupu gasnih lasera. Ove vrste lasera mogu isporučiti snagu od nekoliko vati do desetina kilovata. Budući da ovi laseri zahtijevaju široko korištene plinove kao što su He, Ar i CO2, oni su naširoko korišteni u industriji. I iako efikasnost ovih lasera nije visoka, 5-10% od toga je sasvim dovoljno da takve vrste obrade kao što su lasersko rezanje, zavarivanje i termička obrada budu konkurentne.
Tehnologija laserskog rezanja
Najnapredniji od danas predstavljenih procesa je lasersko rezanje. U poređenju sa drugim metodama rezanja: kiseonik, plazma i ostalo lasersko rezanje ima značajne prednosti, kao što su: velika brzina i tačnost rezanja.
Međutim, sam proces nije tako jednostavan kao što se čini. Zraka se dovodi striktno okomito u odnosu na tretiranu površinu uz pomoć sistema ogledala ili optičkog vlakna i fokusira se pomoću sočiva. Dolazeći na površinu proizvoda, snop trenutno dovodi materijal do tačke topljenja i više. Da bi se osigurao kvalitetan proces, potrebno je ispuhati rastopljeni materijal, inače će se proces rezanja pretvoriti u zavarivanje. Obično se za to koristi kisik, dušik i drugi plinovi koji se kroz posebnu mlaznicu upuhuju u mjesto djelovanja žarišne točke. Mlaznica prečnika ne više od 1,5 mm prilikom kretanja treba da bude geometrijski smeštena na jednom mestu, što zahteva poseban sistem koji bi kontrolisao i pritisak i potreban zazor između površine dela i mlaznice. Uređaj koji direktno uključuje sistem fokusiranja i sistem praćenja naziva se rezna glava.
Kao rezultat toga, da bi se osiguralo sečenje dijelova duž tražene konture, potreban je trokoordinatni XYZ sistem, gdje kretanje rezne glave duž dvije XY ose prati zadatu konturu (prema programu), a treća koordinata Z automatski prati udaljenost do površine ili je ručno podešava operater. Najčešći sistemi su koordinatne tablice portalnog tipa sa „letećom optikom“.
Istorija izuma lasera počela je sa pretpostavkom... Naime: 1916. godine Albert Ajnštajn je stvorio teoriju interakcije zračenja sa materijom, iz koje je proizašla fundamentalna mogućnost stvaranja kvantnih pojačivača i generatora elektromagnetnih talasa, i Aleksej Tolstoj je u svom čuvenom romanu "Hiperboloid inženjera Garina" pisao o istoj stvari.
Međutim, prvi pokušaj eksperimentalnog otkrivanja stimulisane emisije bio je tek 1928. godine, kada je Landenburg, proučavajući negativnu disperziju svetlosti, formulisao uslove za detekciju stimulisane emisije kao njenu prevagu nad apsorpcijom (uslov inverzije), napominjući da je za to potreban poseban selektivni pobuđivanje kvantnog sistema.
Sve do 1950-ih postojali su samo preduslovi za stvaranje lasera, dok 1955. naučnici Nikolaj Basov i Aleksandar Prohorov nisu razvili kvantni generator - mikrotalasno pojačalo koristeći stimulisano zračenje, čiji je aktivni medij amonijak.
Izum amonijačnog lasera omogućio je američkim naučnicima Čarlsu Taunsu i Arturu Šavlovu da dve godine kasnije počnu da razvijaju principe lasera. Radeći paralelno u istom pravcu, Aleksandar Prohorov je 1958. godine koristio Fabry-Perot rezonator da stvori laser, koji se sastoji od dva paralelna ogledala, od kojih je jedno prozirno.
U maju 1960. godine, zaposlenik istraživačkog centra Hughes, američki fizičar Theodor Meiman, na osnovu radova N. Basova, A. Prokhorova i Ch. Townsa, dizajnirao je prvi rubin laser s talasnom dužinom od 0,69 μm. Šest mjeseci kasnije, infracrveni laser na bazi kalcijum fluorida sa dodatkom jona uranijuma, koji su napravili Peter Sorokin i Mirek Stevenson, lansiran je u laboratorije IBM-a. Bio je to jedinstven uređaj koji je radio samo na temperaturi tekućeg vodonika i nije dobio praktični značaj.
Ali Javan i njegovi saradnici William Bennett Jr. i Donald Herriott iz Bell Labsa
bili su prvi koji su uspješno demonstrirali kontinuirani talas (cw) helijum-neonski laser
operacija (1960-1962). (Izvor: Bell Labs.)
Konačno, u decembru te godine, istraživači Bell Laboratories Ali Javan, William Bennett i Donald Herriotte demonstrirali su prvi svjetski helijum-neonski gasni laser, koji je i danas u širokoj upotrebi.
Nakon toga, fizičari i inženjeri širom svijeta pridružili su se trci za stvaranje svih vrsta lasera, koja traje do danas.
Već drugu deceniju laseri se koriste u medicini i proizvodnji (za drvo i druge materijale). Nije daleko vrijeme kada će laserske tehnologije postati jedna od vodećih u oružju i drugim područjima ljudskog djelovanja.
Bez pretjerivanja, laser se može nazvati jednim od najvažnijih otkrića 20. stoljeća.
Šta je laser
razgovor jednostavnim rečima,laser - Ovo je uređaj koji stvara snažan uski snop svjetlosti. Naziv "laser" ( laser) se formira dodavanjem prvih slova riječi koje čine engleski izraz l noć a umnožavanje by s simulirano e misija of r zračenje, što znači "pojačavanje svjetlosti stimuliranom emisijom". Laser stvara svjetlosne zrake takve jačine da su u stanju da zapale rupe čak iu vrlo izdržljivim materijalima, trošeći samo djelić sekunde na to.
Obična svjetlost se rasipa iz izvora u različitim smjerovima. Za sklapanje u gredu koriste se razna optička sočiva ili konkavna ogledala. I iako takav svjetlosni snop može čak i zapaliti vatru, on
energija se ne može porediti sa energijom laserskog zraka.Princip rada lasera
Fizička osnova laserskog rada je fenomen prisiljen, ili indukovano zračenje . Šta je njegova suština? Koja vrsta zračenja se zove stimulisana?
U stabilnom stanju, atom tvari ima najnižu energiju. Takvo stanje se smatra main , i svim ostalim državama uzbuđen . Ako uporedimo energiju ovih stanja, onda je u pobuđenom stanju prekomjerna u odnosu na osnovno stanje. Kada atom prijeđe iz pobuđenog stanja u stabilno stanje, atom spontano emituje foton. Ovo elektromagnetno zračenje se naziva spontana emisija.
Ako se prijelaz iz pobuđenog stanja u stabilno stanje dogodi nasilno pod utjecajem vanjskog (inducirajućeg) fotona, tada nastaje novi foton čija je energija jednaka razlici u energijama prijelaznih razina. Takvo zračenje se naziva prisiljen .
Novi foton je "tačna kopija" fotona koji je izazvao emisiju. Ima istu energiju, frekvenciju i fazu. Međutim, atom ga ne apsorbira. Kao rezultat, već postoje dva fotona. Utječući na druge atome, uzrokuju daljnju pojavu novih fotona.
Novi foton emituje atom pod uticajem indukcionog fotona kada je atom u pobuđenom stanju. Atom u nepobuđenom stanju jednostavno će apsorbirati inducirajući foton. Dakle, da bi svjetlost bila pojačana, potrebno je da ima više pobuđenih atoma nego nepobuđenih. Takvo stanje se zove populacijska inverzija.
Kako laser radi
Dizajn lasera uključuje 3 elementa:
1. Izvor energije, koji se naziva mehanizam "pumpanja" lasera.
2. Radno tijelo lasera.
3. Sistem ogledala, ili optički rezonator.
Izvori energije mogu biti različiti:
električni, termalni, hemijski, svetlosni itd. Njihov zadatak je da „pumpaju” radno telo lasera energijom kako bi izazvali generisanje laserskog svetlosnog fluksa u njemu. Izvor energije se zove mehanizam"pumpanje" lasera . Možda i jesu hemijska reakcija, drugi laser, blic, električni razmak itd.radno tijelo , ili laserski materijali , imenovati tvari koje obavljaju te funkcije aktivno okruženje. Iz radnog tijela potiče laserski snop. Kako se to dešava?
Na samom početku procesa radni fluid je u stanju termodinamičke ravnoteže, a većina atoma je u normalnom stanju. Da bi se izazvalo zračenje, potrebno je djelovati na atome tako da sistem prijeđe u stanje inverzije stanovništva. Ovaj zadatak obavlja mehanizam laserskog pumpanja. Čim se novi foton pojavi u jednom atomu, on će započeti proces proizvodnje fotona u drugim atomima. Ovaj proces će uskoro postati lavina. Svi proizvedeni fotoni imat će istu frekvenciju, a svjetlosni valovi će formirati svjetlosni snop ogromne snage.
Čvrste, tečne, gasovite i plazma supstance se koriste kao aktivni mediji u laserima. Na primjer, u prvom laseru, stvorenom 1960. godine, aktivni medij je bio rubin.
U njega se stavlja radni fluid optički rezonator . Najjednostavniji od njih sastoji se od dva paralelna ogledala, od kojih je jedno prozirno. Reflektira dio svjetlosti, a dio prenosi. Odbijajući se od ogledala, snop svjetlosti se vraća i pojačava. Ovaj proces se ponavlja mnogo puta. Na izlazu lasera stvara se vrlo snažan svjetlosni val. U rezonatoru može biti više ogledala.
Osim toga, u laserima se koriste i drugi uređaji - ogledala koja mogu mijenjati ugao rotacije, filteri, modulatori itd. Uz njihovu pomoć možete promijeniti valnu dužinu, trajanje impulsa i druge parametre.
Kada je izumljen laser?
1964. godine ruski fizičari Aleksandar Mihajlovič Prohorov i Nikolaj Genadijevič Basov, kao i američki fizičar Charles Hard Towns, dobili su Nobelovu nagradu za fiziku, koja im je dodijeljena za otkriće principa rada kvantnog generatora zasnovanog na amonijak (maser), koji su pravili nezavisno jedan od drugog.prijatelju.
Aleksandar Mihajlovič Prohorov
Nikolaj Genadijevič Basov
Mora se reći da je maser nastao 10 godina prije ovog događaja, 1954. godine. Emitovao je koherentne elektromagnetne talase u centimetarskom opsegu i postao prototip lasera.
Autor prvog funkcionalnog optičkog lasera je američki fizičar Theodore Maiman. 16. maja 1960. prvi put je primio crveni laserski snop od crvene rubin štapiće. Talasna dužina ovog zračenja bila je 694 nanometra.
Theodor Maiman
Moderni laseri dolaze u različitim veličinama, od mikroskopskih poluvodičkih lasera do ogromnih neodimijumskih lasera veličine nogometnog igrališta.
Primena lasera
Nemoguće bez lasera savremeni život. Laserske tehnologije se koriste u raznim industrijama: nauci, tehnologiji, medicini.
U svakodnevnom životu koristimo laserske štampače. Prodavnice koriste laserske čitače bar kodova.
Uz pomoć laserskih zraka u industriji je moguće izvršiti površinsku obradu sa najvećom preciznošću (rezanje, prskanje, legiranje itd.).
Laser je omogućio mjerenje udaljenosti do svemirskih objekata sa tačnošću od centimetara.
Pojava lasera u medicini mnogo se promijenila.
Teško je zamisliti modernu hirurgiju bez laserskih skalpela, koji obezbeđuju najveći sterilitet i precizno režu tkivo. Uz njihovu pomoć izvode se gotovo beskrvne operacije. Uz pomoć laserskog snopa, krvni sudovi se čiste od plakova holesterola. Laser ima široku primjenu u oftalmologiji, gdje se koristi za korekciju vida, liječenje odvajanja mrežnice, katarakte itd. Uz njegovu pomoć dolazi do drobljenja kamenca u bubregu. Neophodan je u neurohirurgiji, ortopediji, stomatologiji, kozmetologiji itd.
U vojnim poslovima koriste se laserski lokacijski i navigacijski sistemi.
1900. godine, jedan od najtalentovanijih umova na našoj planeti, njemački naučnik Max Planck, otkriva elementarni dio energije - kvant i teoretski opisuje odnos između energije kvanta i frekvencije elektromagnetnog zračenja zbog kojeg se pojavio . Osam godina kasnije, 1918., dobio je Nobelovu nagradu za svoje otkriće. Inače, otprilike u isto vrijeme, drugi eminentni naučnik, Albert Ajnštajn, otkriva najmanju elementarna čestica svjetlost je foton i dokazuje teoriju diskretnosti svjetlosti.
Godine 1917. Ajnštajn je formulisao teoriju "stimulisane emisije", koja opisuje mogućnost stvaranja uslova pod kojima elektroni istovremeno emituju svetlost iste talasne dužine. Naime, on je opisao teorijsku mogućnost stvaranja neke vrste kontroliranog elektromagnetnog emitera, kasnije nazvanog laserom.
Samo 34 godine kasnije, Ajnštajnova ideja je počela da se pretvara iz teorije u stvarnost. Godine 1951. profesor sa Univerziteta Kolumbija Čarls Tauns odlučio je da koristi teoriju "stimulisane emisije" da stvori pravi uređaj koji radi. Godine 1954. on je, sa svojim istomišljenicima Herbertom Zeigerom i Jamesom Gordonom, sproveo svoj plan u djelo predstavljajući javnosti prvi laser na svijetu koji zaista radi.
Istina, tada se zvalo "maser". Uređaj je generirao vrlo tanak snop svjetlosti na frekvenciji od 100 Hz sa snagom od 10 nW. Naravno, po današnjim standardima to nije mnogo, ali tada je to bio pravi proboj u optoelektronici.
Charles Townes (lijevo) - izumitelj lasera, koji je dobio Nobelovu nagradu zajedno sa sovjetskim naučnicima A. Prokhorovim i N. Basovom
Godinu dana kasnije, 1955., sovjetski naučnici Aleksandar Prohorov i Nikolaj Basov sa Instituta za fiziku Akademije nauka CCCP poboljšali su dizajn masera promjenom metode pumpanja elektrona. Godine 1964. zajedno sa Townesom dobili su Nobelovu nagradu za svoja otkrića. Godine 1956. američki naučnik Nicholas Bloombergen sa Univerziteta Harvard razvio je maser čvrstog stanja. Prije toga je postojao samo plin.
Profesor C. Towns u posjeti akademiku N. G. Basovu
Što se samog imena tiče, prvi put termin "laser" u svojim naučnim radovima spominje diplomac Kolumbija univerziteta i kolega u naučnom istraživanju Čarlsa Taunsa - Gordon Gud. To se dogodilo 1957. godine. Zašto takva promjena? Činjenica je da prvi maseri nisu radili u optičkom opsegu i bili su nevidljivi ljudskom oku. Towns je razvio i dizajn optičkog uređaja za generiranje svjetlosti, a Good je uveo koncept "lasera" i ovjerio pravo prvog da opiše princip rada ovog uređaja.
Prvi sovjetski rubin laser stvoren u FIAN-u
Godine 1960. američki fizičar Theodore Meinman stvara prvi laser na svijetu koji radi na kristalu dragog kamena - rubinu. Kasnije je ovaj tip lasera nazvan "rubin" i dugo vremena su bili najrašireniji. Nešto kasnije iste godine, u novembru, IBM je predstavio svoj solid-state laser koristeći tehnologiju pumpe na 4 nivoa.
Tvorac lasera akademik Aleksandar Mihajlovič Prohorov
Prva komercijalna upotreba lasera dogodila se 1961. godine. U to vrijeme na tržištu je već poslovalo nekoliko kompanija koje su razvijale i proizvodile takve optičke uređaje. 1962. prvi put je korišten rubin laser. Uz njegovu pomoć zavareni su šavovi na kućištu sata.
Američki fizičar koji je potkrijepio mogućnost stvaranja lasera, nobelovac Arthur Leonard Shavlov
Prvi poluvodički laser je 1962. godine stvorio General Electric. Njegov programer je bio inženjer Nick Holonyak.
Otac LED tehnologije u njenom današnjem smislu bio je Nick Holonyak
Tada se laserska tehnika brzo razvijala. Pojavili su se: gasni, gasnodinamički, hemijski laseri, laseri na slobodnim elektronima, fiber i drugi.
Helijum neonski laser
Laseri se široko koriste u naučnim mjerenjima i eksperimentima. Oni vam omogućavaju da kreirate visoku preciznost tamo gde vam je potrebna.
Savremeni izvori laserskog zračenja daju eksperimentatorima monohromatsko svetlo sa praktično bilo kojom željenom talasnom dužinom. U zavisnosti od zadatka, to može biti ili kontinuirano zračenje izuzetno uskog spektra ili ultrakratki impulsi u trajanju do stotina atosekundi (1 as = 10−18 sekundi).
Visoka energija pohranjena u ovim impulsima može se fokusirati na uzorak koji se proučava u tačku uporedive veličine s talasnom dužinom, što omogućava proučavanje različitih nelinearnih optičkih efekata. Uz pomoć podešavanja frekvencije provode se spektroskopske studije ovih efekata, a kontrola polarizacije laserskog zračenja omogućava koherentnu kontrolu procesa koji se proučavaju.
Laseri se koriste u informacionom polju. Laserski štampači i laserski CD plejeri postali su deo naše svakodnevice.
Poluprovodnički laser koji se koristi u jedinici za obradu slike Hewlett-Packard štampača
Laseri se koriste u komunikacijama, uključujući svemirske komunikacije.
Laserska pratnja muzičkih nastupa (tzv. "laserski šou") dobila je veliki obim.
Laser se koristi u građevinarstvu. Laserski niveliri, goniometri i ravnala omogućavaju vam da vršite mjerenja sa velikom preciznošću.
Lasersko rezanje metala je tehnologija za rezanje i rezanje materijala pomoću lasera velike snage i obično se koristi na industrijskim proizvodnim linijama. Fokusirani laserski snop, koji obično kontroliše kompjuter, obezbeđuje visoku koncentraciju energije i omogućava rezanje gotovo svih materijala, bez obzira na njihova termička svojstva. Tokom procesa rezanja, pod uticajem laserskog snopa, materijal preseka koji se seče se topi, pali, isparava ili biva izduvan mlazom gasa.
U ovom slučaju mogu se dobiti uski rezovi s minimalnom zonom utjecaja topline. Lasersko sečenje se odlikuje odsustvom mehaničkog uticaja na materijal koji se obrađuje, dolazi do minimalnih deformacija, kako privremenih tokom procesa rezanja, tako i preostalih nakon potpunog hlađenja. Kao rezultat toga, lasersko sečenje, čak i lako deformabilnih i nečvrstih obradaka i delova, može se izvesti sa visokim stepenom tačnosti.
Laseri se široko koriste u medicini. Pojavom industrijskih lasera započela je nova era u kirurgiji. Istovremeno, iskustvo stručnjaka za lasersku obradu metala je dobro došlo. Lasersko zavarivanje ljuštene mrežnjače oka je zavarivanje u kontaktu u tački; laserski skalpel - autogeno rezanje; zavarivanje kostiju - sučeono zavarivanje fuzijom; spajanje mišićnog tkiva je i kontaktno zavarivanje.
Od sredine 1950-ih u SSSR-u se obavljao veliki rad na razvoju i testiranju laserskog oružja velike snage kao sredstva za direktno uništavanje ciljeva u interesu strateške protivsvemirske i protivraketne odbrane. Između ostalih, realizovani su programi "Terra" i "Omega". Laserski testovi su obavljeni na poligonu Sary-Shagan (vazdušna odbrana, protivraketna odbrana, protivvazdušna odbrana, SKKP, sistem ranog upozorenja) u Kazahstanu. Nakon kolapsa Sovjetski savez obustavljen je rad na poligonu Sary-Shagan.
Sredinom marta 2009. američka korporacija Northrop Grumman najavila je stvaranje čvrstog električnog lasera snage oko 100 kW. Razvoj ovaj uređaj proizveden je u sklopu programa za stvaranje efikasnog mobilnog laserskog kompleksa dizajniranog za borbu protiv kopnenih i vazdušnih ciljeva.
Koriste se i laserski daljinomjeri i ciljnici.
Laseri se koriste i u svakodnevnom životu. Laserski pokazivači, čitači bar kodova i slično su stekli popularnost.
Podijelite sa prijateljima na društvenim mrežama:
Stvaranje lasera je revolucionisalo nauku i tehnologiju. Dvije decenije nakon njihovog pojavljivanja formirale su se nove temeljne i primijenjene oblasti fizičke optike - optička kvantna elektronika i nelinearna optika. Trenutno je nemoguće zamisliti ni moderna fundamentalna istraživanja ni rješavanje tehničko-tehnoloških problema bez upotrebe lasera.
Laseri su generatori i pojačivači koherentnog zračenja u optičkom opsegu čije se djelovanje zasniva na induciranom (prouzrokovanom poljem svjetlosnog talasa) zračenju kvantnih sistema - atoma, jona, molekula koji se nalaze u stanjima koja se značajno razlikuju. iz termodinamičke ravnoteže. Laseri, kao i maseri, generatori i pojačivači mikrotalasnog opsega, nazivaju se i kvantni generatori (pojačivači), budući da je ponašanje čestica uključenih u njihov rad opisano zakonima kvantne mehanike. Osnovna razlika laseri iz svih ostalih izvora svjetlosti (termalnih, gasno-pražnjenih itd.), koji su u suštini izvori optičkog šuma, visok je stepen koherentnosti laserskog zračenja. Stvaranjem lasera u optičkom opsegu pojavili su se izvori zračenja slični koherentnim generatorima signala poznatim u radio opsegu, koji se mogu uspješno koristiti za komunikaciju i prijenos informacija, a po mnogim svojim svojstvima - usmjerenost zračenja, frekventni opseg odašiljanja, niske nivo buke, koncentracija energije tokom vremena itd. - nadmašuju klasične uređaje za radio opseg.
Riječ "laser" sastoji se od početnih slova u engleskoj frazi Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, što u prijevodu na ruski znači: pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom. Dakle, sam pojam laser odražava osnovnu ulogu stimuliranih emisionih procesa, koje oni igraju u generatorima i pojačivačima koherentne svjetlosti. Stoga bi povijest stvaranja lasera trebala početi 1917. godine, kada je Albert Ajnštajn prvi uveo koncept stimulisane emisije.
Ovo je bio prvi korak ka laseru. Sljedeći korak napravio je sovjetski fizičar V. A. Fabrikant, koji je 1939. ukazao na mogućnost korištenja stimulirane emisije za pojačavanje elektromagnetnog zračenja dok ono prolazi kroz materiju. Ideja koju je izrazio V. A. Fabrikant pretpostavlja upotrebu mikrosistema sa populacijom inverznog nivoa. Kasnije, po završetku Velikog domovinskog rata, V. A. Fabrikant se vratio ovoj ideji i na osnovu svojih istraživanja 1951. godine podnio prijavu za pronalazak metode za pojačavanje zračenja stimuliranom emisijom. Za ovu prijavu izdata je potvrda u kojoj je pod naslovom „Predmet pronalaska“ pisalo: „Metoda za pojačavanje elektromagnetnog zračenja (ultraljubičastog, vidljivog, infracrvenog i radiotalasnog zračenja), naznačeno time što je pojačano zračenje prolaze kroz medij u kojem uz pomoć pomoćnog zračenja ili na drugi način stvaraju višak koncentracije atoma, drugih čestica ili njihovih sistema na višim energetskim nivoima koji odgovaraju pobuđenim stanjima u odnosu na ravnotežno.
U početku se pokazalo da je ova metoda pojačanja zračenja implementirana u radio opsegu, tačnije u mikrovalnom frekvencijskom opsegu. U maju 1952. godine, na Svesaveznoj konferenciji o radio spektroskopiji, sovjetski fizičari N. G. Basov i A. M. Prokhorov sačinili su izvještaj o fundamentalnoj mogućnosti stvaranja pojačivača zračenja u mikrovalnom opsegu. Nazvali su ga "molekularni generator". Gotovo istovremeno, prijedlog da se stimulirana emisija koristi za pojačavanje i generiranje milimetarskih valova iznio je američki fizičar C. Towns na Univerzitetu Columbia u SAD-u.
Godine 1954. molekularni generator, ubrzo nazvan maser, postao je stvarnost. Razvijen je i kreiran nezavisno i istovremeno na dve tačke na planeti - na Fizičkom institutu P. N. Lebedeva Akademije nauka SSSR i na Univerzitetu Kolumbija u SAD.
Kasnije je termin "laser" nastao od izraza "maser" kao rezultat zamjene slova "M" (početno slovo riječi mikrovalna - mikrovalna) slovom "L" (početno slovo riječi svjetlo - svjetlo). Rad i masera i lasera zasniva se na istom principu - principu formulisanom. V. A. Fabrikant. Pojava masera značila je da je rođen novi pravac u nauci i tehnologiji. U početku se zvala kvantna radiofizika, a kasnije je nazvana kvantna elektronika.
Godine 1955. N. G. Basov i A. M. Prokhorov su potvrdili upotrebu metode optičkog pumpanja za stvaranje populacije inverznog nivoa. 1957. N. G. Basov je iznio ideju korištenja poluvodiča za stvaranje kvantnih generatora; istovremeno je predložio korištenje posebno obrađenih površina samog uzorka kao rezonatora. Iste godine, V. A. Fabrikant i F. A. Butaeva su uočili efekat optičkog kvantnog pojačanja u eksperimentima sa električnim pražnjenjem u mešavini živine pare i malih količina vodonika i helijuma. Godine 1958. A. M. Prokhorov i, nezavisno od njega, američki fizičar C. Towns, teorijski su potkrijepili mogućnost korištenja fenomena stimulirane emisije u optičkom opsegu; iznio je ideju korištenja ne rasutih, već otvorenih rezonatora u optičkom rasponu. Imajte na umu da se strukturno otvoreni rezonator razlikuje od masivnog po tome što su bočni provodni zidovi uklonjeni, a linearne dimenzije rezonatora su odabrane velike u poređenju sa dugom talasnom dužinom zračenja.
Tako su intenzivna teorijska i eksperimentalna istraživanja u SSSR-u i SAD-u naučnike na samom kraju 1950-ih približila stvaranju lasera. Uspjeh je pao na sudbinu američkog fizičara T. Maimana. Godine 1960. objavio je u dva naučna časopisa da je uspio dobiti generiranje zračenja u optičkom opsegu na rubinu. Tako je svijet saznao za rođenje prvog "optičkog masera" - rubin lasera. Prvi uzorak lasera izgledao je prilično skromno: mala rubinska kocka (1x1x1 cm), čije su dvije suprotne strane imale srebrnu prevlaku (ove strane su imale ulogu rezonatorskog ogledala), povremeno su zračene zelenom svjetlošću iz blic velike snage, koji se vijugao oko rubin kocke. Generirano zračenje u obliku crvenih svjetlosnih impulsa emitirano je kroz malu rupu na jednoj od posrebrenih površina kocke.
Iste 1960. godine američki fizičari A. Javan, W. Bennett, E. Herriot uspjeli su dobiti generiranje optičkog zračenja u električnom pražnjenju u mješavini helijuma i neona. Tako je nastao prvi gasni laser, čiju su pojavu zapravo pripremile eksperimentalne studije V. A. Fabrikanta i F. A. Butaeve, koje su sprovedene 1957. godine.
Od 1961. godine laseri različitih tipova (čvrsto stanje i plinovi) zauzeli su čvrsto mjesto u optičkim laboratorijama. Savladavaju se novi aktivni mediji, razvija se i unapređuje tehnologija izrade lasera. Godine 1962-1963 prvi poluprovodnički laseri nastaju istovremeno u SSSR-u i SAD.
09.05.2018
Laserski snop može seći metal preciznije od bilo koje testere, ali laseri se koriste i za najfinije operacije oka. Topografi koriste lasere za mjerenje udaljenosti, laseri ugrađeni u avione označavaju sitne detalje kako bi napravili vrlo precizne karte. zemljine površine. Laseri se koriste u mnogim kompjuterskim štampačima, bez lasera ne bi bilo ni CD-a ni DVD-a.
Godine 1917. Albert Ajnštajn je ustanovio da je uz određenu ekscitaciju moguće stimulisati emisiju svetlosti atoma i molekula. Djelovanje lasera se zasniva na ovom principu, međutim, fizičari su tek 1950-ih godina. predložio uređaj sposoban za generiranje uskog snopa. Godine 1952. američki fizičar Charles Townes opisao je metodu pobuđivanja molekule amonijaka da emituje mikrovalnu radio emisiju i na njegovoj osnovi stvorio generator mikrovalnog zračenja, maser. U isto vrijeme, isto otkriće su napravili sovjetski fizičari Aleksandar Mihajlovič Prohorov i Nikolaj Genadijevič Basov. Godine 1964. sva trojica su za to dobili Nobelovu nagradu. Maseri rade u atomskim satovima, radio teleskopima i pojačivačima satelitskih signala.
Mikrovalna radio emisija je nevidljiva, ali 1958. Tauns i drugi američki fizičar Arthur Shavlov opisali su uređaj za dobijanje laserskog efekta u vidljivoj svjetlosti - laser. Prvi takav uređaj napravio je američki fizičar Theodor Meiman 1960. godine.
Kada supstanca apsorbuje energiju, kao što je toplota, njeni atomi ili molekuli prelaze sa niskoenergetskog na visokoenergetski nivo. Vraćajući se na nivo niske energije, emituju višak energije u obliku svjetlosti. U normalnim uslovima, svaki atom ili molekul emituje svetlost nezavisno od drugih i na različitim talasnim dužinama. Ali ako je supstanca podvrgnuta kratkom intenzivnom izlaganju svetlosti određene talasne dužine, kada su atomi na visokom energetskom nivou, ona će emitovati svetlost iste talasne dužine kao i ona kojom je bila osvetljena. Sljedeći korak je pojačanje svjetlosti ogledalima. Ogledalo postavljeno na jednoj strani uređaja reflektira svjetlost natrag na ekscitabilnu supstancu. Poluposrebreno ogledalo na drugoj strani reflektuje dio svjetlosti, a ostatak izlazi kao laserski snop. Laser emituje uski snop koherentnog zračenja, koji je svetlost sa jednom talasnom dužinom, u kojoj se talasne oscilacije javljaju sinhrono. Emisija se može pojaviti kontinuirano ili u obliku serije bljeskova.
Na slici 1960. godine, Theodor Meiman ispituje prvi laser na svijetu koji je napravio. Glavni detalj je u staklenoj posudi - kristal rubina koji emituje laserski snop.
Mnoge tvari proizvode koherentno svjetlosno zračenje kada su pobuđene. Meiman je koristio umjetni kristal aluminijum oksida (rubin). Osim toga, u laserima se koriste neodimijsko staklo i tekući spojevi neodim oksida ili klorida otopljenog u selen oksikloridu, kao i plinovi - ugljični dioksid, cijanovodonična kiselina i mješavina helija s neonom.
Snop svjetlosti iz reflektora se primjetno razilazi, osvjetljavajući ogromnu površinu, a snop helijum-neonskog lasera divergira na manje od jedne hiljaditi dio dužine. Divergencija se može smanjiti propuštanjem laserske zrake kroz teleskop u suprotnom smjeru, od okulara do objektiva. Laseri ovog tipa određuju tačan smjer prilikom polaganja cjevovoda i bušenja tunela. Rubinski laser buši dijamant.
Kada laserski snop udari u prepreku, apsorbira dio svjetlosne energije i zagrijava se. Laseri daju jaku toplotu na vrlo maloj površini, što ih čini pogodnim za rezne ivice elektronskih komponenti i za hirurgiju mrežnjače.
Udaljenosti se mjere laserskim snopom. Kada svjetlosni impuls dosegne površinu, dio se reflektira. Budući da je brzina svjetlosti uvijek ista, udaljenost se lako izračunava iz vremena između emisije impulsa i povratka refleksije. Takav uređaj se naziva lidar (svjetlosni radar). Astronauti Apolla 11 postavili su reflektore na Mjesec, a lidar je izmjerio udaljenost između Zemlje i Mjeseca s točnošću od nekoliko centimetara. Topografi koriste lasere da vide objekte na površini, a lidari mjere udaljenosti. Lidari mjere i brzinu kretanja objekata. Ako se objekat udalji, talasna dužina reflektovane svetlosti biće nešto duža od emitovane svetlosti, a ako se približi, talasna dužina će postati kraća.
Operaciona sestra nadgleda hirurga koji radi laserom. Laserski snop pruža precizniji i precizniji rez od skalpela ili noža i manje ozljeđuje pacijenta.
2.1 Kako funkcionira
2.2 Laserski uređaj
2.3 Aktivno okruženje
2.4 Sistem za pumpanje
2.5 Optički rezonator
2.6 Klasifikacija lasera
2.7 Upotreba lasera
Poglavlje 3. Masers
Uvod
Prošlo je 50 godina od izuma prvog lasera. Bez potpunog razumijevanja da je svjetlost i dalje elektromagnetski talas, njegov izum ne bi bio moguć. Max Planck je 1918. godine dobio Nobelovu nagradu za otkriće elementarnog dijela energije - kvanta. Planck je radio sa crnim tijelom, objektom koji apsorbira sve valne dužine svjetlosti koja pada na njega. Pokušao je da objasni zašto crno telo neravnomerno zrači na različitim talasnim dužinama.
U svom najznačajnijem radu, objavljenom 1900. godine, Planck je dao izraz koji povezuje frekvenciju elektromagnetnog zračenja i energiju kvanta, dok je postulirao da se energija može diskretno emitovati ili apsorbirati, čak i ako su ti dijelovi energije mali. Njegova teorija napravila je iskorak u fizici, inspirisala je dalja istraživanja u ovoj oblasti od strane mnogih progresivnih naučnika tog vremena, a posebno, poput Alberta Ajnštajna. Godine 1905. objavio je svoj čuveni izvještaj o fotoelektričnom efektu, u kojem je tvrdio da je energija koju upadna svjetlost daje elektronima u fotografskom materijalu također diskretna, a najmanju jedinicu te diskretnosti nazvao je fotonom.
Ajnštajn je 1917. godine izneo teoriju stimulisane emisije, prema kojoj, pored procesa spontane apsorpcije i emisije svetlosti, postoji mogućnost stimulisane (ili stimulisane) emisije, kada je moguće „prisiliti“ elektrone. da istovremeno emituju svetlost određene talasne dužine. Međutim, samo 40 godina kasnije, na osnovu odredbi ove teorije, stvoren je prvi laser.
Poglavlje 1.
Istorija stvaranja lasera i masera
26. aprila 1951. Čarls Tauns (Charles Hard Townes) sa Univerziteta Kolumbija, u Njujorku (Columbia University, New York), došao je na ideju o stvaranju masera (mikrotalasno pojačanje stimulisanom emisijom zračenja) - a uređaj koji pojačava mikrotalasne oscilacije sa fenomenom stimulisane emisije.
Godine 1954. ovaj prvi maser su demonstrirali Townes, Herbert J. Zeiger i diplomac Univerziteta Columbia James P. Gordon. Mazer je emitovao na talasnoj dužini od 1 cm i generisao snagu od oko 10 nW.
Naši sunarodnici Nikolaj Basov i Aleksandar Prohorov, naučnici Fizičkog instituta Akademije nauka SSSR-a. P.N. Lebedev je u Moskvi 1955. predložio metodu na tri nivoa za pumpanje masera. Molekuli uz pomoć zračenja pumpe prelaze na treći (gornji) nivo, na kojem je životni vijek molekula kratak. Tada se molekuli opuštaju do metastabilnog (srednje) nivoa, a zatim zrače energiju koja je jednaka razlici između srednjeg i osnovnog nivoa. Godinu dana kasnije, Nicolaas Bloembergen sa Univerziteta Harvard predstavio je maser čvrstog stanja.
Dana 14. septembra 1957. Towns pravi prve skice "mazera" u laboratorijskom časopisu, masera koji već radi u optičkom opsegu, a diplomac Kolumbijskog univerziteta Gordon Gould po prvi put spominje riječ "laser" u svojim bilješkama i ovjerava svoje pravo na predložene principe njegovog stvaranja. Ubrzo Good napušta univerzitet i započinje karijeru u privatnoj kompaniji TRG (Technical Research Group).
Godine 1958. Townes, tada konsultant Bell Labsa, i njegov zet Arthur L. Schawlow, u zajedničkom članku u Pismo o fizičkom pregledu pokazao da "mazer" može da radi u optičkom opsegu. U FIAN-u im. P.N. Lebedeva Basov i Prokhorov radili su u istom pravcu.
U proljeće 1959., Goode i TRG su još 1957. godine podnijeli patentne prijave kako bi zaštitili principe lasera ovjerenih kod notara. Međutim, 22. marta 1960. godine, pod brojem 2.929.922, primljen je patent na ime Townesa i Shavlova, koji potvrđuje njihovo pravo da izume optički maser, koji danas jednostavno nazivamo laserom. Good i TRG su pokušavali da se žale na ovu odluku 30 godina. Ali bezuspješno.
16. maja 1960. Kalifornijski fizičar Theodore H. Maiman stvara prvi rubin laser. Kristal rubina bio je prečnika 1 cm i dužine oko 2 cm. Bočne strane štapa bile su presvučene srebrom kako bi se stvorio Fabry-Perot rezonator. Kao izvor pumpe korištena je blic lampa. Dana 7. juna održana je konferencija za novinare na kojoj je javnosti predstavljen rad rubin lasera. U novembru 1960. godine, naučnici IBM-a su demonstrirali solid-state laser koji radi na šemi pumpanja od 4 nivoa.
Prvi gasni (helijum-neonski) laser koji emituje u IR spektralnom području na talasnoj dužini od 1,15 μm kreirali su Ali Javan, William Bennett i Donald Herriot (Ali Javan, William Bennett Jr. i Donald Herriott) iz Bell Labsa u decembru 1960. .
Laseri su se pojavili na komercijalnom tržištu od početka 1961. godine, a prodavale su ih kompanije kao što su Trion Instruments Inc., Perkin-Elmer i Spectra-Physics.
Nadalje, istorija lasera se razvijala velikom brzinom. Pojavili su se laseri koji kao aktivni element koriste širok spektar tekućih, čvrstih i plinovitih tvari. Neodimijum laser pojavio se u oktobru 1961. u American Optical Co. Njegov izumitelj je Elias Snitzer. U prosincu iste godine u Sjedinjenim Državama izvedena je prva operacija mrežnice pomoću rubin lasera. Godine 1962. dobijen je pulsni rubin laser koji je kasnije korišten za zavarivanje šavova na ručnim satovima.
Galij-arsenidni poluprovodnički laser izumili su zaposlenici GE, IBM-a, MIT-ove Lincoln laboratorije. Ovo je uređaj koji pretvara električnu struju direktno u infracrveno zračenje. Dobro poznati GaAsP - LED diode koje emituju u crvenom opsegu, pojavile su se 1962. godine zahvaljujući Nicku Holonyaku Jr. (Nick Holonyak Jr.), zatim u General Electric Co. laboratorija u Sirakuzi, New York. Danas je to osnova za crvene LED diode koje se koriste u CD-ovima, DVD plejerima i mobilnim telefonima.
Laser sa itrijum-aluminijum granatom (YAG) pojavio se u junu 1962. Do kraja te godine ukupna prodaja lasera iznosila je preko milion američkih dolara. 1963. godine razvijeni su principi lasera sa zaključavanjem moda. U modernom svijetu teško je zamisliti optičku komunikaciju i femtosekundne lasere bez njih.
Iste godine Herbert Kroemer sa Univerziteta u Kaliforniji i tim naučnika predvođen Žoresom Alferovom sa Instituta. A.F. Ioffe u Sankt Peterburgu je predložio upotrebu heterostruktura u radu poluvodičkih lasera. Za to su oba naučnika 2000. godine dobila Nobelovu nagradu.
U martu 1964. godine, zahvaljujući Williamu B. Bridgesu iz SAD-a, pojavio se argonski laser, njegova efikasnost je bila niska, ali je emitovao na nekoliko talasnih dužina, uključujući i UV opseg.
Godine 1964. Townes, Basov i Prokhorov su dobili Nobelovu nagradu za fundamentalni rad u oblasti kvantne elektronike, koji je rezultirao stvaranjem oscilatornih sistema i pojačala koji rade na principu maser-lasera.
Iste 1964. godine stvoren je CO 2 laser, koji se i danas uspješno koristi u industriji i medicini.
1965. u praksi je uočeno zaključavanje moda - važan korak ka telekomunikacijama.
Godine 1966. stvoren je laser za boje, pumpan rubin laserom.
Francuski fizičar Alfred Kastler dobio je Nobelovu nagradu 1966. godine za pronalazak lasera i masera za "pumpanje".
1970. u FIAN-u SSSR-a. Lebedeva Basov, Danilevič i Popov su izumili ekscimer laser.
U proleće ove godine, Ž. Alferov je demonstrirao kontinuiranu emisiju poluprovodničkih lasera na sobnoj temperaturi, čineći sve da prenesu komunikaciju na optičko vlakno pomoću poluprovodničkih emitera. Corning Glass Works je također pokazao prijenos optičkog signala preko vlakana sa slabljenjem manjim od 20 dB/km. Arthur Ashkin iz Bell Labsa izumio je optičku zamku u kojoj su atomi materije suspendovani u ukrštenim laserskim zrakama.
1972. izumljen je laser za kvantne bušotine. Njegov rad je demonstriran 1977. godine na Univerzitetu Ilinois (Illinois). U stvari, masovno se pojavio početkom 90-ih. Godine 1972. laser je prvi put korišten za kreiranje uzorka na keramičkoj podlozi kompjuterskog čipa.
Godine 1976. stvoren je laser sa slobodnim elektronima. Umjesto aktivnog medija, takav laser koristi snop elektrona koji se ubrzava do velikih brzina i prolazi kroz poprečno magnetsko polje kako bi proizveo koherentno zračenje.
1978. pojavljuju se laserski diskovi. Prvi igrači su koristili helijum-neonski laser za čitanje informacija, koji su kasnije zamijenjeni IR laserskim diodama. Iste godine, Philips objavljuje minijaturne CD-ove, kakve smo danas navikli viđati.
Godine 1987. David Payne iz UK je predstavio optičko vlakno dopirano erbijem. Nova optička pojačala odmah pojačavaju signal bez pretvaranja u električni oblik, a zatim nazad u optički.
Godine 1994. svijet je vidio kvantne kaskadne lasere Bell Labs (QCL) koji su sposobni emitovati istovremeno na nekoliko talasnih dužina razdvojenih prazninama. QCLs su proizvedeni molekularnom epitaksijom. Promjenom debljine određenog QCL sloja promijenile su se talasne dužine zračenja. Iste godine u Institutu A.F.Ioffe je pokazao rad lasera s kvantnim tačkama.
U junu 2009. NASA je lansirala LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) lunarno istraživačko postrojenje, koje će koristiti laser za detaljno proučavanje površine Mjeseca, što će nam u budućnosti pomoći da napravimo bezbedna lunarna sletanja svemirskih letelica, kao i da odredimo gdje je led na površini našeg svemirskog satelita.
U januaru 2010. godine, američki nacionalni kompleks za reakcije laserske fuzije postigao je rekordni nivo snage proizvodnje lasera - neviđenih 1 MJ za jednu nanosekundu. U budućnosti se planira korištenje lasera za inercijsku termonuklearnu fuziju.
