Начало в прошлой статье.
Гонка за оптический мазер - будущий лазер началась! Когда в 1958 году Шавлов и Таунс опубликовали свои идеи, физики во всем мире поняли, что можно создать «оптический мазер». На первую международную конференцию по квантовойэлектронике в 1959 году отправились команды физиков из полдюжины лабораторий, каждая из которых надеялась добиться успеха первой.
Колумбийский университет: Шавлов предоставил Таунсу первую попытку. Таунс решил начать с газообразного калия, поскольку его свойства были хорошо изучены. Но одно из этих свойств - коррозионная активность создавало проблемы. Газ атаковал уплотнения на стеклянных трубках Таунса и затемнял стекло.
Корпорация TRG: Когда Шавлов и Таунс опубликовали свою работу, Гулд сообщил своим работодателям, что работает в том же направлении. В итоге, корпорация получила финансирование проекта от Министерства обороны США. Проект был классифицирован как «секретный», но Гулду запретили работать над ним, потому что он какое-то время был членом марксистской группы во время войны.
Исследовательские лаборатории Westinghouse: мазеры создавались не только на основе газа, но были первые попытки создать мазер на основе кристаллов - например, синтетического рубина. Ирвин Видер и его сотрудники попытались накачать энергию в рубин с помощью вольфрамовой лампы. Система была безнадежно неэффективной.
IBM: В исследовательском центре Томаса Дж. Ватсона IBM Питер Сорокин пробовал использовать кристалл с нужными свойствами, например - кристалл фторида кальция.
Bell Labs: У Bell Labs был хороший запас рубинов для исследований в области создания оптического мазера. Шавлов решил использовать рубины. Тем временем Али Джаван, бывший студент Таунса, использовал другой метод. Как и Таунс, Джаван предпочел простую среду - газ и остановился на сочетании гелия и неона в длинной стеклянной трубке. Электрический разряд через газ возбудит гелий, а столкновения передадут эту энергию неону. Но. в итоге, они не смогли получить усиление света.
Первый работающий лазер вышел из рук сотрудника корпорации Hughes Aircraft Теодора Меймана, который в качестве активной среды выбрал рубин
Лаборатории Хьюза: Теодор Мейман провел расчеты и измерения, которые убедили его, что Ирвин Видер из лаборатории Westinghouse ошибался, говоря, что невозможно накачать много энергии в рубин. В этом случае понадобится чрезвычайно яркий источник энергии. Однажды Мейман понял, что источник не должен светить постоянно. Подойдет лампа-вспышка. Просматривая каталоги производителей, он нашел очень яркую лампу винтовой формы. Она подходила для того, чтобы поместить внутрь рубин. Он собирал компоненты с помощью ассистента Ирни д'Аненс, и 16 мая 1960 года они наблюдали импульсы красного света. Это был первый в мире лазер.
Лазер Мейман позаимствовал многое из развития фотографии. Один из его сотрудников незадолгл до открытия участвовал в разработке новых электронных световых приборов. которые начали заменять лампы-ыспышки, и они оказались идеальными источниками для накачки света в рубиновый генерирующий материал.
Рубин минерал представляет собой оксид алюминия с небольшой примесью хрома, который и придает ему красный цвет (чистый оксид алюминия бесцветен). Мейман понял, что разделенные большими промежутками атомы хрома могут «светить» не хуже атомов газа. Для получения оптического резонанса он напылил тонкий слой серебра на полированные параллельные торцы цилиндрика из синтетического рубина. Цилиндр по специальному заказу изготовила фирма Union Carbide, на что ей понадобилось пять месяцев. Мейман поместил рубиновый столбик в спиральную трубку, дающую яркие световые вспышки - первый в мире лазер выдал первый луч.
В том же 1960 году американцам Али Джавану, Уильяму Беннетту и Дональду Хэрриоту удалось создать первый в мире газовый лазер; оптическое излучение генерировалось в мощном электрическом разряде в смеси неона и гелия. А двумя годами позже в СССР и США одновременно заработали первые полупроводниковые лазеры.
Начало использования лазера в промышленности иногда называют «индустриальной революцией», сравнимой по значению с изобретением паровой машины.
Спасибо за внимание!