7 липня 1960 року на прес-конференції у Нью-Йорку фізик Теодор Мейман повідомив про створення першого оптичного квантового генератора, що працював у видимому діапазоні світла, використовуючи в якості активного середовища кристал синтетичного рубіна. За своє досягнення Мейман був удостоєний численних нагород і двічі був номінований на Нобелівську премію, але так її і не отримав.
В основі роботи лазера, пристрою для створення монохроматичного пучка світла, лежить принцип вимушеного випромінювання, коли в певних умовах атом речовини не поглинає падаючу на нього елементарну світлову частку, а випромінює точно таку ж, за рахунок чого відбувається підсилення світла. Теоретичну концепцію такого явища у 1917 році вперше запропонував Альберт Ейнштейн в роботі «Про квантову теорію випромінювання», а експериментально вимушене випромінювання було вперше підтверджене в 1947 році американцем Віллісом Лембом при дослідженні спектрів водню. Через три роки француз Альфред Кастлер, котрий досліджував вплив випромінювання на поведінку атомів, запропонував метод т. зв. «оптичної накачки» середовища для виведення її зі стану термодинамічної рівноваги, який йому вдалось реалізувати на практиці у 1952-у.
У 1953 році Чарльз Таунс з колегами з Колумбійського університету в Нью-Йорку створив перший реально працюючий квантовий генератор - джерело вимушеного електромагнітного випромінюваннія. Названий ним мазером (microwave amplification by stimulated emission of radiation), пристрій працював на молекулах аміаку при наднизьких температурах і генерував сигнал у мікрохвильовому діапазоні. Щоб досягнути подібного результату у видимому діапазоні світла необхідно було створити резонатор для підсилення сигналу розміром порядка мікрона, що здавалось на той час нездійсненою задачею через ряд технологічних труднощів.
Над її рішенням працювали ведучі компанії і наукові заклади США, проте успіх прийшов до 33-літнього фізика Теодора Меймана, який після захисту в 1955 році у Стенфорді докторської дисертації з фізики працював у дослідницькому підрозділі авіабудівельної компанії «Х'юз Еркрафт» у Каліфорнії. Завдяки тому, що Мейман за три роки зумів удосконалити створюваний для потреб армії мазер з 2,5-тонної конструкції до двокілограмової, суттєво покращивши його параметри, у 1959 році він отримав 50 тисяч на фінансування власного проекту для розробки лазера (мазера, що працює у видимому діапазоні світла).
Незважаючи на авторитет Чарльза Таунса, Мейман дійшов висновку, що його теорія з використання газової системи на основі калію, яку взяли за основу дослідні групи в компаніях «IBM», «Bell Labs», «Westinghouse», «RCA», Массачусетському технологічному інституті і Колумбійському університеті, має суттєві недоліки, і в якості активного середовища вибрав рожевий кристал синтетичного рубіна (оксид алюминію з невеликою домішкою хрому), спіральну ксенонову лампу - в якості джерела його збудження, а в якості резонатора - срібне покритя торців кристалу.
Успіху Теодор Мейман досягнув 16 травня 1960 року, а 7 липня на спеціально скликаній у Нью-Йорку компанією «Х'юз Еркрафт» прес-конференціїї він повідомив світ про створення перешого у світі лазера, що працював в імпульсному режимі на довжині хвилі 694,3 нм. За своє досягнення Мейман був удостоєний численних нагород, членства в багатьох фізичних та інженерних товариствах як в США, так і за кордоном. Наступного року він разом із сімома колегами по «Х'юз Еркрафт» заснував власну компанію, яка стала ведучим виробником штучних рубінів, а в 1962-у очолив компанію з виробництва потужних лазерів на їх основі.
Того ж 1962 року Нік (Микола) Голоняк з компанії «Дженерал Електрік» винайшов перший напівпровідниковий лазерний діод, що працював у видимому діапазоні спектру. У 1970 році його вдалось удосконалити і створити лазерні діоди неперервної дії, які працювали при кімнатній температурі. Це дозволило на їх основі створити надійні пристрої, котрі за кілька десятиліть у багатьох галузях замінили гелій-неонові лазери, створені у «Bell Telephone Laboratories» всього через півроку після успіху Теодора Меймана.
Підпишіться на «Хроніки Любарта» у Facebook та Вконтакті.
