Sepanta Laser Spadan
شرکت سپنتا لیزر اسپادان سهامی خاص
Sepanta Laser Spadan
شرکت سپنتا لیزر اسپادان سهامی خاصتاریخچه کوتاه توسعه لیزر با مهندس شکوفه ساتری
خلاصه
نیم قرن از زمانی که میله کوچک یاقوتی تئودور میمن از آستانه انتشار لیزر عبور کرد می گذرد. این نمایش موفقیت‌آمیز سرفصل‌ها را به خود اختصاص داد، اما در سال‌های اولیه، لیزر «راه‌حلی به‌دنبال مشکل» نامیده می‌شد و جوانه‌ای از حقیقت در این جوک وجود داشت. سال‌ها توسعه از آن زمان تاکنون عملکرد لیزر را به شدت بهبود بخشیده و تنوع آنها را به شدت افزایش داده است و لیزرها نقش مهمی در تحقیقات علمی، محصولات مصرفی، مخابرات، مهندسی، پزشکی، کار مواد و بسیاری از کاربردهای دیگر داشته‌اند. این مقاله نکات برجسته این پیشرفت ها را بررسی می کند و آنها را در چارچوب قرار می دهد و نشان می دهد که چگونه فناوری لیزر برای برآورده کردن نیازهای برنامه تکامل یافته است.
1. مقدمه
لیزر اغلب با ترانزیستور و کامپیوتر به عنوان اختراعات برجسته اواسط قرن بیستم گروه بندی می شود. هر سه فناوری ریشه های مفهومی عمیقی داشتند و در سال های پس از پایان جنگ جهانی دوم به سرعت رشد کردند و شکوفا شدند. آنها از سرمایه گذاری سنگین دولتی و شرکتی در تحقیقات فیزیکی، رشد سریع تعداد فیزیکدانان و مهندسان، و میراث ایده ها و تجهیزات سال های جنگ سود بردند. دوران پیشرفت تکنولوژیکی و خوش بینی گسترده بود که ترس از اینکه تنش های جنگ سرد می تواند به جنگ هسته ای منجر شود، تعدیل شده بود.
اگرچه امروزه پتانسیل این سه فناوری آشکار به نظر می رسد، اما در ابتدا چندان واضح نبود. ترانزیستور برای اولین بار به عنوان یک جایگزین فشرده و جامد برای لوله های خلاء دیده شد. مدارهای مجتمع بیش از یک دهه بعد اختراع شدند. کامپیوترهای الکترونیکی قابل برنامه ریزی در ابتدا فقط برای تحقیقات علمی مفید بودند. به نوبه خود، لیزر در بدو تولد به شکل های مختلفی به عنوان یک پرتو مرگ علمی-تخیلی یا یک فرستنده همدوس با فرکانس بالاتر برای ارتباطات جوی معرفی شد.
در پوشش تکامل علم و فناوری لیزر، این مقاله بر دو سری تحولات متقابل متمرکز است، دستگاه‌های لیزر و کاربردهای لیزر. به ناچار این دو فرآیند با هم تعامل داشتند. توسعه دهندگان برنامه دستگاه های لیزری موجود را آزمایش کردند و به توسعه دهندگان لیزر در مورد ویژگی های جدید مورد نیاز برای کاربردی کردن برنامه ها بازخورد دادند. با تکامل برنامه ها، نیازهای لیزر آنها نیز تکامل یافت. به عنوان مثال، الزامات سیستم های ارتباطی نوری اولیه توسعه لیزرهای دیود نیمه هادی را تحت فشار قرار داد. دیودهای گالیم-آرسنید برای پیوندهای چند کیلومتری بین دفاتر مرکزی تلفن کافی بود، اما زمانی که الیاف شیشه در طول موج‌های طولانی‌تر انتقال بهتری داشتند، لیزرهای دیود InGaAsP برای پنجره‌های 1310 و 1550 نانومتر توسعه یافتند. از این نظر، فناوری لیزر در پاسخ به محیط اقتصادی مانند سایر فناوری ها تکامل یافت
لیزرها در طول نیم قرن از زمانی که تئودور میمن از آستانه عصر لیزر در 16 می 1960 در آزمایشگاه های تحقیقاتی هیوز عبور کرد، تاریخچه ای غنی و پیچیده داشته اند. این مقاله کوتاه نمی تواند آن تاریخ را با جزئیاتی که شایسته آن است پوشش دهد. فهرست کردن همه پیشرفت‌های مهم 50 سال گذشته، یا اعتبار بخشیدن به همه افرادی که در آن زمان سهم مهمی داشته‌اند، غیرممکن است. در عوض، من بر روندهای گسترده در فناوری تمرکز کرده ام، و به برخی نقاط عطف در این راه اشاره کرده ام، و امیدوارم که بیش از حد نادیده نگرفته باشم. جدول زمانی در ضمیمه 0 رویدادهای کلیدی تحت پوشش این مقاله را تا سال 2002 فهرست می کند، اما در نظر گرفته شده است که جامع نباشد.
2. پس زمینه
اولین بلوک مفهومی سازنده لیزر، پیشنهاد آلبرت اینشتین در سال 1916 بود که فوتون‌ها می‌توانند گسیل فوتون‌های یکسان را از اتم‌های برانگیخته تحریک کنند.4 رودولف لادنبورگ شواهد غیرمستقیم از انتشار تحریک‌شده را در سال 1928 گزارش کرد. و آن را از اهمیت عملی کمی در نظر گرفتند زیرا آنها انتظار داشتند که توزیع جمعیت بولتزمن عادی باشد، با حالت های انرژی بالاتر به ناچار جمعیت کمتری نسبت به سطوح پایین تر داشته باشد.
در سال 1940، فیزیکدان روسی والنتین A. Fabrikant پیشنهاد کرد که انتشار تحریک شده در تخلیه گاز ممکن است نور را در شرایط مناسب تقویت کند. پس از جنگ جهانی دوم، ویلیس لمب، جونیور، و R. C. Retherford دریافتند که تشدید مغناطیسی هسته ای می تواند وارونگی جمعیت ایجاد کند.
در سال 1951، چارلز اچ. تاونز گام مفهومی بعدی را برداشت و پیشنهاد کرد که انتشار تحریک شده در فرکانس های مایکروویو می تواند در یک حفره تشدید نوسان کند و خروجی منسجمی تولید کند. در سال 1954، تاونز و شاگردش جیمز گوردون 9 اولین میزر مایکروویو را نشان دادند که مولکول های آمونیاک برانگیخته را به داخل یک حفره رزونانس هدایت می کرد که در آنجا با فرکانس 24 گیگاهرتز .9 نوسان می کردند.
