تاریخچه کوتاهی از توسعه لیزر

چکیده

نیم قرن از عبور میله کوچک یاقوت تئودور مایمن از آستانه انتشار لیزر می گذرد. تظاهرات دستیابی به موفقیت خبرساز شد ، اما در سالهای اولیه لیزر "راه حلی برای یافتن یک مشکل" نامیده می شد ، و جوک حقیقت در این شوخی وجود داشت. سالها پیشرفت از آن زمان به طور چشمگیری عملکرد لیزر را بهبود بخشیده و به طرز چشمگیری تنوع آنها را افزایش داده است و به لیزرها نقش مهمی در تحقیقات علمی ، محصولات مصرفی ، ارتباطات از راه دور ، مهندسی ، پزشکی ، مواد و بسیاری از کاربردهای دیگر بخشیده است.   این مقاله نکات برجسته آن پیشرفت ها را مرور می کند و آنها را در متن قرار می دهد ، نشان می دهد که چگونه فناوری لیزر برای تأمین نیازهای برنامه تکامل یافته است.

1. مقدمه

لیزر اغلب با ترانزیستور و رایانه به عنوان اختراعات برجسته میانه قرن بیستم دسته بندی می شود. هر سه این فناوری ریشه های مفهومی عمیقی داشت و در سال های پس از پایان جنگ جهانی دوم به سرعت رشد و شکوفا شد. آنها از سرمایه گذاری سنگین دولت و شرکت ها در تحقیقات فیزیکی ، رشد سریع تعداد فیزیکدانان و مهندسان و میراث ایده ها و تجهیزات سال های جنگ بهره مند شدند. این دوره از پیشرفت گسترده فن آوری و خوش بینی بود ، و متعادل از ترس اینکه تنش های جنگ سرد می تواند به جنگ هسته ای منجر شود.

اگرچه پتانسیل این سه فناوری امروزه واضح به نظر می رسد ، اما در ابتدا به همان اندازه روشن نبود. ترانزیستور برای اولین بار به عنوان یک جایگزین جمع و جور و جامد برای لوله های خلا مشاهده شد. مدارهای مجتمع بیش از یک دهه بعد اختراع شد. در ابتدا رایانه های الکترونیکی قابل برنامه ریزی فقط برای تحقیقات علمی مفید تصور می شدند. به نوبه خود ، لیزر در بدو تولد به طور متفاوتی به عنوان یک شعاع مرگ علمی-تخیلی یا یک فرستنده منسجم با فرکانس بالاتر برای ارتباطات جوی منشأ می شد .2

در پوشش تحول علم و فناوری لیزر ، این مقاله بر روی دو مجموعه متقابل پیشرفت ، از دستگاه های لیزر و از کاربردهای لیزر متمرکز شده است. به ناچار ، این دو فرآیند با هم تعامل داشتند. توسعه دهندگان برنامه ها دستگاه های لیزر موجود را آزمایش کردند و در مورد ویژگی های جدید مورد نیاز برای عملی ساختن برنامه ها به توسعه دهندگان لیزر بازخورد دادند. با تکامل برنامه ها ، نیازهای لیزر آنها نیز تکامل می یابد. به عنوان مثال ، نیازهای سیستم های ارتباطی نوری اولیه باعث توسعه لیزرهای دیود نیمه هادی شده است. دیودهای گالیم-آرسنید برای اتصالات چندین کیلومتری بین دفاتر مرکزی تلفن کافی بودند ، اما هنگامی که مشخص شد فیبرهای شیشه در طول موج های طولانی تری بهتر انتقال می یابند ، لیزرهای دیود InGaAsP برای ویندوزها با سرعت 1310 و 1550 نانومتر ساخته شده اند. از این نظر ، فناوری لیزر مانند سایر فناوری ها در پاسخ به محیط اقتصادی تکامل یافت

از زمان عبور تئودور مایمن از آستانه عصر لیزر در 16 مه 1960 در آزمایشگاههای تحقیقاتی هیوز ، لیزرها دارای یک تاریخ غنی و پیچیده بوده اند. این مقاله کوتاه نمی تواند آن تاریخ را با جزئیات شایسته آن پوشش دهد. نام بردن از تمام تحولات قابل توجه 50 سال گذشته ، یا اعتبار دادن به همه افرادی که در این مدت سهم مهمی داشته اند غیرممکن است. درعوض ، من روی روندهای گسترده این فناوری تمرکز کرده ام ، و برخی از نقاط عطف را در این مسیر ذکر کرده ام ، و امیدوارم که بیش از حد نادیده نگیرم. جدول زمانی در ضمیمه 0 رویدادهای اصلی را پوشش می دهد که در این مقاله تا سال 2002 پوشش داده شده است ، اما به طور جامع در نظر گرفته نشده است.