مشارکت اینشتین در توسعه لیزر

سال 1905 بود که یک دانشمند آلمانی اولین تئوری خود را درباره نور ارائه داد. این فیزیکدان بزرگ آلبرت انیشتین  بود و او اعلام کرد که بعدا معروف به "نظریه کوانتومی نور" شناخته شد. این خاص برای توسعه لیزر مدرن مهم است زیرا در این نظریه، اینشتین اظهار داشت که نور یا فوتون از هر دو امواج و ذرات تشکیل شده است. اینشتین همچنان ادعا می کند که فوتون ها در الگوهای موج مانند حرکت می کنند.   این ادعاهایی بعدا ثابت شد که بعد از آزمایش آزمایشگاه دانشمندان به منظور اثبات اعتبار در ادعاهای علمی اینشتین، اعتقاد داشتند. او همچنین با برخی از دانشمندان دیگر موافقت کرد که چگونه برخی از منابع نور مانند شمع، لامپ های روشن و خورشید، فوتون تولید می کنند. محققان زمان انیشتین معتقد بودند که اتمها فوتون را خنثی می کنند - با اتم ها ذرات کوچک است که تمام مواد موجود در جهان را تشکیل می دهند که به چشم غیر مسلح نامرئی هستند - و وقتی این اتم ها توسط یک شکل از انرژی (مانند گرما ، برق، و یا انرژی شیمیایی) پس از آن یک فوتون تک منتشر می کنند.

دکتر اینشتین ابتدا مفهوم "تحریک (تقویت شده) انتشار نور" را در سال 1917 پیشنهاد کرد. وی ادعا کرد که در حالی که اتم "هیجان" است، ممکن است به تولید فوتون منجر شود. این ادعا منجر به این ایده شد که اگر یک تعداد مشخصی از اتم ها بتوانند در یک لحظه هیجان زده شوند، تعداد بیشتری فوتون ممکن است تولید شود. در دنیای مدرن تکنولوژی لیزر، ما با مفهوم اولیه انیشتین آشنا هستیم. اکنون ما می دانیم که یک پرتو نور یک لیزر روشن تر و قدرتمند را با توجه به مقدار فوتون های متمرکز فراهم می کند. این جایی است که اصطلاح "تحریک انتشار نور" حاصل از آن است.

چرا لیزرهای پیش از این در تاریخ ساخته نشده بودند از زمانی که آنها برای اولین بار معرفی شدند؟ پاسخ ساده است: دستگاه آبی چاپی آماده اعمال شد، اما دانشمندان هرگز در تلاش برای ایجاد یک دستگاهی نبودند که می توانست آن را همان طور که توسط انیشتین اشاره کرد، انجام دهد. از آنجاییکه این نوع تکنولوژی تا کنون ایجاد یا آزمایش نشده است، فرصت های مالی برای پژوهشگران و دانش پژوهان علاقه مند وجود دارد. به همین ترتیب، این نوع ماشین باید قطعه قطعه ای ساخته شده باشد و نه بسیاری از دانشمندان مایل به صرف زمان زیادی در یک پروژه خارجی که به نظر می رسید در بلندمدت پیچیده تر از فورا پاداش است. پس از آن، پروژه انیشتین تا زمانیکه دلیلی برای داشتن لیزر و تکنولوژی پیشرفته به نظر می رسید کمی بیشتر قابل قبول بود، به سر برد.

یک رویداد تاریخی که به شدت تحت تاثیر نیاز به تکنولوژی کارآمد قرار گرفت، جنگ جهانی دوم (1945-1939) بود. رادار مورد نیاز توسط ارتش بود و هر دو مهندسان و دانشمندان چند ماه برای بهبود رادار صرف کرده بودند. این امر بسیار مفید بود زیرا این امر به سربازان کمک کرد تا دشمنان نزدیک را پیدا کند و محل دقیق کسانی را که در طرف های متضرر شرکت می کنند قرار دهند. مفهوم رادار نسبتا ساده است. پرتوهای مایکروویو قبل از پرش از این مناطق بر روی اشیای اطراف پخش می شود؛ به این ترتیب میکروویو ها را به نقطه شروع اولیه باز می گردانند و آنها را در یک صفحه ثبت می کند. این روش نسبتا مفید بود و اپراتورهای رادار توانستند از محل رفقا و همچنین هواپیماهای دشمن مطلع شوند.

تحقیقات بیشتر، به رهبری چارلز توئونز، تعیین کرد که استفاده از مایکروویو در جنگ جهانی دوم، تمام این امواج نبودند. سپس Townes علاقمند به یادگیری بیشتر در مورد مایکروویو ها شد. تحقیقات و آزمایش های بعدی او در نهایت منجر به اختراع لیزر می شود که امروزه به قدری قدردانی شده است.