Il-lejżer huwa invenzjoni ewlenija oħra tal-umanità mis-seklu 20, wara l-enerġija nukleari, il-kompjuters u s-semikondutturi. Hija magħrufa bħala "l-iktar sikkina mgħaġġla", "l-iktar ħakkiem preċiż" u "l-iktar dawl qawwi." Fis-16 ta’ Mejju, 1960, il-fiżiku Amerikan Theodore Maiman ivvinta l-ewwel laser fid-dinja. Għall-ewwel darba, l-umanità kellha aċċess għal tali sors ta 'dawl mirakoluż b'monokromatiċità eċċellenti, kollimazzjoni għolja, u densità għolja ta' enerġija. Mill-invenzjoni tal-ewwel lejżer fl-1960, il-lejżers intużaw ħafna fil-komunikazzjonijiet, fil-mediċina, fil-produzzjoni industrijali, fl-armi militari, u f'oqsma oħra, u saru teknoloġija għal skopijiet ġenerali trans-dixxiplinarji- li kellha impatt tremend fuq ir-riċerka f'ħafna oqsma u ppromwoviet it-titjib tal-effiċjenza tal-produzzjoni soċjali. Allura, x'inhu eżattament laser? U kif huwa prodott?
Laser huwa akronimu għal "Amplifikazzjoni tad-Dawl permezz ta 'Emissjoni Stimulata ta' Radjazzjoni," li jfisser amplifikazzjoni tad-dawl ikkawżata minn emissjoni stimulata ta 'radjazzjoni. Meta din it-teknoloġija ġiet introdotta fiċ-Ċina fl-1964, is-Sur Qian Xuesen ħoloq dan l-isem għaliha. Fl-użu popolari, għandu wkoll isem translitterat pjuttost impressjonanti, "leishe." Qabel ma nifhmu l-lejżers, ejja l-ewwel inħarsu lejn x'inhu d-dawl.
Id-dawl huwa prodott minn fotoni. Fl-1905, Albert Einstein introduċa l-ewwel il-kunċett tal-fotoni fid-dokument tiegħu dwar l-effett fotoelettriku. Il-fotoni huma waħda mill-partiċelli fundamentali li jiffurmaw il-materja. Il-fotoni huma estremament żgħar u m'għandhom l-ebda massa meta jkunu mistrieħ. Skont il-prinċipji tal-mekkanika kwantistika, meta elettron jaqa' minn qoxra ta' barra ta'-enerġija ogħla għal qoxra ta' ġewwa ta'-enerġija aktar baxxa, in-nukleu atomiku korrispondenti joħroġ foton, u b'hekk jipproduċi dawl. Iktar ma jkun kbir in-numru ta 'qxur li jaqa' minnu l-elettron, akbar tkun l-enerġija tal-foton. Dan il-proċess huwa riversibbli; meta foton ikun inċident, in-nukleu atomiku jassorbi l-foton, u l-elettron, wara li jkun kiseb l-enerġija, jiċċaqlaq minn qoxra ta' ġewwa ta'-enerġija aktar baxxa għal qoxra ta' barra ta'-enerġija ogħla.
Il-karatteristika ta 'lejżer hija li l-fotoni kollha tiegħu jimxu flimkien bl-istess wavelength u fażi. F'sistema atomika, l-elettroni essenzjalment jiċċaqilqu f'saffi. Meta atomu jiġi affettwat mill-ambjent estern tiegħu, u l-elettroni ta' enerġija għolja-transizzjoni għal livelli ta' enerġija aktar baxxi, hemm żewġ fenomeni: "emissjoni spontanja" u "emissjoni stimulata." Lejżers huma prodotti permezz ta 'emissjoni stimulata. Fi kliem sempliċi, laser huwa r-"radjazzjoni tad-dawl" emess meta l-atomi ta 'sustanza huma "eċċitati" minn "sors ta' ippumpjar" speċifiku.
Lejżer huwa apparat li jiġġenera dawl tal-lejżer, magħmul primarjament minn sors ta 'pompa, mezz ta' qligħ, u kavità reżonanti. Is-sors tal-pompa huwa s-sors tal-eċitazzjoni tal-lejżer, li jipprovdi enerġija lill-elettroni ta'-enerġija baxxa biex teċitahom għal livelli ogħla ta' enerġija. Sorsi ta 'pompa komuni jinkludu eċċitazzjoni ottika, eċċitazzjoni ta' skarigu tal-gass, eċċitazzjoni kimika, u eċċitazzjoni tal-enerġija nukleari. Il-kavità reżonanti hija ċ-ċirkwit bejn is-sors tal-pompa u l-medja tal-qligħ, li ġeneralment tikkonsisti f'żewġ mirja b'forom ġeometriċi speċifiċi u karatteristiċi ta 'riflessjoni ottika magħquda b'mod partikolari. Dan jippermetti li d-dawl eċċitati jivvjaġġa 'l quddiem u lura diversi drabi fil-kavità, u jifforma oxxillazzjonijiet koerenti u sostnuti li huma amplifikati, u jillimitaw ukoll il-frekwenza u d-direzzjoni tar-raġġ tad-dawl. Il-medju tal-gwadann jirreferi għall-mezz tax-xogħol li jamplifika d-dawl.
Peress li Einstein ippropona emissjoni stimulata fl-1917, ix-xjentisti qattgħu 43 sena ta 'esplorazzjoni bla waqfien qabel fl-aħħar ħolqu l-ewwel laser fid-dinja fl-1960. Ix-xjenzat Maiman, minn Hughes Research Laboratories f'Kalifornja, uża lampa flash ta' intensità għolja - biex iddawwal ruby, eċċitanti fl-atomi tal-kromju aħmar. Bit-tħaffir ta 'toqba fil-wiċċ tar-ruby, li kienet miksija b'mera li tirrifletti, id-dawl aħmar jista' jaħrab minn din it-toqba, u jipproduċi raġġ ta 'dawl aħmar ikkonċentrat ħafna u dejjaq. Meta dan ir-raġġ kien dirett lejn punt, jista 'jilħaq temperaturi ogħla mill-wiċċ tax-xemx. Għalhekk, twieled l-ewwel laser fid-dinja-il-laser ruby-, b'wavelength ta '0.6943 mikrometri. Dan kien l-ewwel raġġ tal-laser li qatt ġie prodott mill-umanità.
