Historie laserů ve světě

Kde se vzaly lasery?

Teoretické kořeny najdeme u Alberta Einsteina, který v roce 1917 přišel s myšlenkou tzv. stimulované emise záření: totiž že foton (částice světla) může za určitých okolností přimět atom nějaké látky, aby vyzářil nový foton o stejných vlastnostech, čímž dochází k zesílení světla. Ovšem první laser byl sestrojen až Theodorem H. Maimanem v roce 1960.

Jak lasery fungují?

Srdcem každého laseru je tzv. aktivní prostředí, kterým mohou být pevné látky, kapaliny i plyny.
V aktivním prostředí dochází k vybuzení elektronů na vyšší energetické hladiny, přičemž potřebná energie je dodávána diodami, výbojkami či dalšími způsoby. Vybuzený elektron se sráží s fotonem nacházejícím se v jeho okolí. Výsledkem této srážky je vznik nového fotonu s totožnými vlastnostmi, jako měl ten původní. Následně vzniká lavinový jev, kdy se nově utvořené fotony dále srážejí s dalšími vybuzenými elektrony: dochází k již zmíněné stimulované emisi.

Pro zvýšení účinnosti se aktivní prostředí obklopuje tzv. otevřeným rezonátorem tvořeným odrazným a polopropustným zrcadlem. Tato zrcadla odráží zpět fotony, které vylétly z aktivního prostředí. Po určité chvíli je energie v rezonátoru natolik velká, že dochází k převýšení všech ztrát způsobených nedokonalostmi rezonátoru. Tak vzniká laserové záření, které polopropustným zrcadlem vychází ven.

2018

Nobelova cena za objevy v oblasti laserové fyziky

Nobelovu cenu za fyziku získala trojice vědců Arthur Ashkin, Gérard Mourou a Donna Stricklandová za „revoluční objevy v oblasti laserové fyziky“, a to zejména za vývoj tzv. optické pinzety a za metodu generování velmi intenzivních ultrakrátkých optických pulzů, jež se využívá např. při laserových operacích očí.

1964

Nobelova cena za objev laseru

Nobelovu cenu za fyziku za objev laseru získali roku 1964 americký fyzik Ch.H. Towes a ruští vědci Nikolaj Basov a Alexandr Prochorov, kterým se podařilo nezávisle na sobě docílit nepřetržitého výstupu záření. Výzkum laseru prošel od 60.let bouřlivým vývojem a našel své využití v mnoha oblastech od medicíny po průmysl. Důkazem o přínosu laseru pro společnost je udělení Nobelovy ceny za převratné objevy v oblasti laserové fyziky.

1961

1. aplikace

– Už v prosinci 1961, tedy jen rok a půl po vůbec prvním zapnutí laseru na světě, byla v Columbia Presbyterian Hospital na Manhattanu provedena operace oka, při které byl laserem odstraněn nádor ze sítnice.

16.5.1960

Sestrojení prvního laseru

Vůbec první laser, který se podařilo uvést do provozu, sestrojil americký fyzik Theodor Maiman. První laser využíval výbojku a aktivním prostředím byl krystal rubínu. Tento první laser nebyl zdaleka tak dokonalý jako lasery dnešní, nicméně jeho sestrojení bylo natolik významné, že 16. květen byl roku 2018 organizací UNESCO vyhlášen Mezinárodním dnem světla.

1959

Slovo laser

Název LASER, tedy akronym pro Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (tj. zesilování světla stimulovanou emisí záření) zavedl roku 1959 G.Gould.

1958

Popis laseru

První skutečný popis laseru, který vedl k jeho sestavení a patentování, přinesli vědci Arthur Leonard Schawlow a Charles Hard Townes. Právě Townes, spolu s ruskými fyziky Bassovem a Prochorovem získali roku 1964 Nobelovu cenu za fyziku za objev laseru.

1954

Maser

Cesta k laseru vedla přes tzv. MASER – jednalo se o kvantový zesilovač, tj. stejný princip jako u laseru, s tím rozdílem, že MASER vyzařoval mikrovlny. Byl postaven Charlesem Townesem a Jamesem Power Gordonem v roce 1954. Poptávka po MASERu vznikala vlastně už za druhé světové války, kdy se začaly více používat radiolokátory, které umožňovaly pomocí tzv. mikrovln zjišťovat polohu nepřátelských letadel. Po válce vývoj pokračoval a konstruktéři hledali způsob, jak zlepšit parametry mikrovlnných vysílačů a přijímačů. Odtud už byl jen krůček k sestrojení prvního maseru.

Studovna