December 1958: opfindelsen af laseren

Charles byen

Arthur den

nu og da sker der et videnskabeligt gennembrud, der har en revolutionerende indflydelse på det daglige liv. Et eksempel på dette er opfindelsen af laseren, som står for lysforstærkning ved stimuleret emission af stråling. Få mennesker indså på tidspunktet for sin opfindelse, at det ville vise sig at være en så nyttig (og lukrativ) enhed, men laseren lancerede i sidste ende et nyt videnskabeligt felt og åbnede døren til, hvad der i dag er en industri på flere milliarder dollars.laserprincippet går tilbage til 1917, da Albert Einstein først beskrev teorien om stimuleret emission, men den praktiske enhed har sine rødder i 1940 ‘erne og begyndelsen af 1950’ erne, især arbejdet med mikrobølgespektroskopi-et kraftfuldt værktøj til at opdagekarakteristika ved en bred vifte af molekyler-af fysikere Charles Byes, Arthur og andre og den efterfølgende opfindelse af maser (mikrobølgeforstærkning ved stimuleret emission af stråling).efter Anden Verdenskrig var afsluttet, blev byen fascineret af muligheden for at bruge stimuleret emission til at sonde gasser til molekylær spektroskopi. Da bølgelængden af mikrobølgestrålingen blev kortere, blev dens interaktioner med molekyler stærkere, hvilket gjorde det til et mere kraftfuldt spektroskopisk værktøj. Byer og kolleger ved Columbia University demonstrerede en fungerende maser i 1953, to år efter, at lignende enheder uafhængigt blev opfundet af forskere ved University of Maryland og Lebedev Laboratories i Moskva.byen indså imidlertid, at bølgelængderne af infrarødt og optisk lys, fordi de var kortere, ville være endnu mere kraftfulde værktøjer til spektroskopi, og nævnte ideen om at udvide maser-princippet til kortere bølgelængder til at svinge, mens de besøgte sidstnævnte på Bell Labs. Han kom op med ideen om at arrangere et sæt spejle, en i hver ende af enhedens hulrum, for at hoppe Lyset frem og tilbage, hvilket eliminerer forstærkningen af eventuelle bjælker, der hopper i andre retninger. Han troede, at dette ville gøre det muligt for dem at justere dimensionerne, så laseren kun ville have en frekvens, der kunne vælges inden for en given linjebredde, og at spejlstørrelsen kunne justeres, så selv let bevægelse fra aksen kunne dæmpes. Han foreslog også at bruge visse faststofmaterialer til laserne.

otte måneder senere skrev de to mænd et papir om proof of concept for deres arbejde, offentliggjort i december 1958-udgaven af den fysiske gennemgang (Vol. 112, nr. 6, s. 1940-1949), og modtog et patent på opfindelsen af laseren to år senere-samme år blev den første arbejdslaser bygget af Theodore Maiman hos Hughes Aircraft Company. Han var medmodtager af Nobelprisen i fysik i 1964 for sit grundlæggende arbejde inden for kvanteelektronik, der gav grundlaget for maser/laser-princippet. Han delte Nobelprisen i 1981 for sine bidrag til udviklingen af laserspektroskopi.mens de er de Navne, der oftest er forbundet med opfindelsen af laseren på grund af deres 1958 papir og efterfølgende patent, mange andre gjort vitale bidrag. Måske er det derfor, at spørgsmålet om, hvem der virkelig opfandt laseren, har vist sig at være ret retstvistelig, i vid udstrækning på grund af Gordon Gould, en videnskabsmand ved Columbia og senere med Technical Research Group (TRG), for at tjene patentrettigheder baseret på hans forskningsnotatbog. En post på hans oprindelige ideer til laseren blev dateret og notariseret November 1957. Gould kæmpede i årtier, og i 1973 blev den US Court of Customs and Patent Appeals fastslog, at det oprindelige patent, der blev tildelt Schoulds og byens borgere, var for generelt og ikke leverede tilstrækkelig information til at skabe visse nøglekomponenter. Gould fik endelig patentrettigheder og modtog sit fjerde og sidste patent på lasere i 1988.

selvom det var et bemærkelsesværdigt teknisk gennembrud, havde laseren i sine tidlige år ikke mange praktiske anvendelser, da den ikke var kraftig nok til brug i strålebaseret våben, og dens evne til at transmittere information gennem atmosfæren blev alvorligt hæmmet af dens manglende evne til at trænge ind i skyer og regn. Men det tog ikke lang tid for forskere at udvikle de første lasersigtsystemer og de første værktøjer til laseroperation.

i dag er lasere allestedsnærværende på det kommercielle marked, der bruges i CD-afspillere, i korrigerende øjenkirurgi, fjernelse af tatoveringer, industrielle samlebånd, supermarkedsscannere, optisk kommunikation og optisk datalagring.

yderligere læsning:

Bromberg, Joan L., “laserens fødsel”, fysik i dag, oktober 1988, s.26-33.

“et Laserpatent, der forstyrrer branchen,” Forretningsuge, 24.oktober 1977, s. 121-130.

Hecht, Jeff, “vinder Laser Patent krig,” Laser fokus verden, December 1994, s.49-51.