За прошедшие тысячелетия человек изобрел множество различных источников света, начиная от лучин и свечей до современных ламп дневного света и ламп накаливания. В 60-е годы ХХ-го столетия были обнаружены новые источники света — лазеры. Если прежние источники использовались в основном для освещения, то лазеры, источники оптического излучения, предназначены для сваривания, обработки и разрезания различных материалов (стекла, дерева, тканей, стальных листов и т.д.), выполнения хирургических операций, применяются в вычислительных комплексах и современных измерительных приборах.
Схема лазера предполагает наличие двух взаимно параллельных зеркал, образующих оптический резонатор. Одно из них является чуть прозрачным, сквозь него из резонатора проходит лазнрный луч. Между зеркалами помещают активный элемент, накачанный энергией от специального устройства накачки, для генерации лазерного излучения. Слово лазер составлено из начальных букв выражения, которое переводится с английского, как «усиление света в результате вынужденного излучения». Первый в мире лазер сконструировал физик Теодор Мейман в 1960 году.
На основании данного изобретения американские ученые Ч. Таунс и А. Шавлов принялись за создание разработки принципов лазера.
В 1958 году А. Прохоров при конструировании лазера использовал резонатор Фабри-Перо, который состоял из двух параллельных зеркал, одно из них — полупрозрачное.
Рубиновый лазер Меймана содержал следующие компоненты: кварцевую трубку, кристалл рубина, два параллельных зеркала, а также источник питания. Рубин представлял кристалл оксида алюминия. Некоторые атомы алюминия заменили в нем атомами хрома, придающим рубину красный цвет. При этом синий и зеленый свет поглощается и только красный свет испускается и отражается. Чтобы изменить естественное кристаллическое состояние рубина, его поместили в цилиндр, вокруг которого Мейман завернул кварцевую трубку, которая обеспечивала вспышку белого света. При вспышке электроны в атомах хрома с помощью синих и зеленых волн попадают на высший энергетический уровень. Потом электроны возвращаются в нормальное состояние, испуская при этом рубиново-красный свет. На одной стороне кристалла Мейман закрепил полностью отражающее зеркало, с другой — отражающее. Зеркало отражало внутри кристалла некоторые красные длины волн фотонов взад-вперед, что являлось стимулом к возбуждению других атомов хрома и рождению нового количества фотонов. Между зеркалами нарастает фотонная лавина. Выходя из резонатора через частично отражающее зеркало, эта лавина и образует лазерный луч. Сегодняшние лазеры отличаются по размерам (малютки, гиганты), конструкции, внешнему виду. Разнообразие лазеров зависит от типов активных элементов (кристаллы, полупроводники, жидкие растворы красителей, газовые смеси), способов накачки и поставленных перед ними задач.
Читать больше: http://mirnovogo.ru/lazer
