Лазеры

Ведущая роль в становлении и развитии лазеров принадлежит советским ученым и инженерам. Академики Н.Г. Басов и А.М. Прохоров были удостоены Нобелевской премии за выдающиеся работы по квантовой электронике, послужившие основой создания лазеров.

За много лет, прошедших после открытия лазеров, эта область науки испытала бурное развитие. В результате стремительных успехов физики и техники созданы мощные технологические лазеры и на их основе возникло новое прогрессивное технологическое направление – лазерная обработка материалов.

Для конструирования и изготовления лазерной техники и разработки новых технологических процессов обработки новых технологических процессов обработки материалов лазерным излучением необходимы квалифицированные специалисты.

Слово «лазер» является аббревиатурой выражения «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation», что означает усиление света в результате индуцированного или, как иногда называют, вынужденного излучения квантов.

До изобретения лазеров все источники света представляли собой протяженные источники типа дуги или нити накаливания диаметром один миллиметр или около этого. Если линза располагается вблизи такого источника, то чтобы собрать значительную долю излучаемой им энергии, она должна давать изображение, соизмеримое с размером источника. Таким образом, до тех пор, пока не появились лазеры, не существовало способов получения плотностей энергии, которые превышали бы плотность энергии источника света.

Возможность существования процессов вынужденного излучения, являющихся основой лазерной техники, была предсказана в 1916 году Альбертом Эйнштейном. Он предположил, что помимо известных в то время процессов поглощения и спонтанного излучения должен существовать процесс испускания резонансного кванта, в результате которого квант света, взаимодействуя с резонансно возбужденным атомом или молекулой, может создавать квант, подобный себе. Учет этого процесса позволил А. Эйнштейну получить формулу Планка из квантово-механических представлений и предсказать, таким образом, принципиальную возможность усиления света при его прохождении через среду с резонансным возбуждением.

Первое экспериментальное подтверждение возможности усиления света было получено в 30-х годах советским ученым В.А. Фабрикантом. В 1950–1960 гг. работы по изучению возможности усиления света были развернуты во многих странах мира. Большой вклад в развитие этой новой области физики внесли и советские ученые. За основополагающие работы по квантовой электронике советским физикам Н.Г. Басову и А.М. Прохорову и американцу Ч. Таунсу в 1964 году была присуждена Нобелевская премия по физике. Успехи в развитии квантовой электроники позволили Т. Мейману в 1960 году создать первый лазер на рубине. Следом за ним, в 1961 году А. Джаваном был создан первый газовый лазер, работающий на смеси гелия и неона. В 1962 году появился полупроводниковый лазер на основе кристалла арсенида галлия.

Наиболее интенсивное развитие лазерной физики и техники приходится на период 1962–1968 гг. В это время были созданы, по существу, все основные типы лазеров и выявлено большинство областей их возможного применения.

Развитие физики взаимодействия лазерного излучения с веществом и начало промышленного выпуска лазеров способствовало превращению лазера из физического прибора в инструмент для проведения различных технологических процессов. ............