En kort historie om lasere

Oppfinnere og fremskritt innen laserteknologi

Argonlaser som sender ut gasser i testlaboratorium. Getty Images: Fotograf Kim Steele

Navnet LASER er et akronym for L rett EN forsterkning av S timulert OG oppdraget til R adiasjon. Det er en enhet som sender ut en lysstråle gjennom en prosess som kalles optisk forsterkning. Den skiller seg fra andre lyskilder ved å sende ut lys på en romlig og tidsmessig sammenhengende måte. Romlig koherens holder strålen innenfor en smal og stram bane over lange avstander. Dette gjør at energien som genereres kan brukes i applikasjoner som laserskjæring og laserpeking. Å ha tidsmessig koherens betyr at man kan sende ut lys innenfor et smalt spektrum for å generere en lysstråle med en bestemt farge.

I 1917, Albert Einstein først teoretisert om prosessen som gjør lasere mulig kalt 'stimulert emisjon.' Han detaljerte teorien sin i en artikkel med tittelen Om kvanteteorien om stråling (Om kvanteteorien om stråling). I dag brukes lasere i et bredt spekter av teknologier, inkludert optiske diskstasjoner, laserskrivere og strekkodeskannere. De brukes også i laserkirurgi og hudbehandlinger samt skjæring og sveising.

Før laseren

I 1954 oppfant Charles Townes og Arthur Schawlow maser ( m mikrobølgeovn en forsterkning ved s timulert og oppdraget til r adiation) ved bruk av ammoniakkgass og mikrobølgestråling. Maseren ble oppfunnet før den (optiske) laseren. Teknologien er veldig lik, men bruker ikke synlig lys.

24. mars 1959 fikk Townes og Schawlow patent på maseren. Maseren ble brukt til å forsterke radiosignaler og som en ultrasensitiv detektor for romforskning.

I 1958 teoretiserte og publiserte Townes og Schawlow artikler om en synlig laser, en oppfinnelse som ville bruke infrarød og/eller synlig spekterlys. Imidlertid fortsatte de ikke med noen undersøkelser på det tidspunktet.

Mange forskjellige materialer kan brukes som lasere. Noen, som rubinlaseren, sender ut korte pulser med laserlys. Andre, som helium-neongasslasere eller flytende fargelasere, avgir en kontinuerlig stråle av lys .

Ruby laseren

I 1960 oppfant Theodore Maiman rubin laser anses å være den første vellykkede optiske eller lys laser .

Mange historikere hevder at Maiman oppfant den første optiske laseren. Imidlertid er det en viss kontrovers på grunn av påstander om at Gordon Gould var den første, og det er gode bevis som støtter den påstanden.

Gordon Gould-laseren

Gould var den første personen som brukte ordet 'laser'. Gould var doktorgradsstudent ved Columbia University under Townes, oppfinneren av maseren. Gould ble inspirert til å bygge sin optiske laser fra 1958. Han klarte ikke å søke om patent på oppfinnelsen sin før i 1959. Som et resultat ble Goulds patent nektet og teknologien hans ble utnyttet av andre. Det tok til 1977 før Gould endelig vant patentkrigen og mottok sin første patentere for laseren.

Gasslaseren

Den første gasslaseren (helium-neon) ble oppfunnet av Ali Javan i 1960. Gasslaseren var den første kontinuerlige lyslaseren og den første som opererte 'på prinsippet om å konvertere elektrisk energi til en laserlyseffekt.' Den har blitt brukt i mange praktiske applikasjoner.

Halls halvlederinjeksjonslaser

I 1962 skapte oppfinneren Robert Hall en revolusjonerende type laser som fortsatt brukes i mange av de elektroniske apparatene og kommunikasjonssystemene vi bruker hver dag.

Patels karbondioksidlaser

Karbondioksidlaseren ble oppfunnet av Kumar Patel i 1964.

Walker's Laser Telemetri

Hildreth Walker oppfant lasertelemetri og målrettingssystemer.

Laser øyekirurgi

New York City oftalmolog Steven Trokel opprettet forbindelsen til hornhinnen og utførte den første laseroperasjonen på en pasients øyne i 1987. De neste ti årene ble brukt på å perfeksjonere utstyret og teknikkene som ble brukt i laserøyekirurgi. I 1996 ble den første Excimer-laseren for oftalmisk refraktiv bruk godkjent i USA.

Trokel patenterte Excimer-laseren for synskorreksjon. Excimer-laseren ble opprinnelig brukt til å etse silikondatabrikker på 1970-tallet. Rangaswamy Srinivasin, James Wynne og Samuel Blum jobbet i IBMs forskningslaboratorier i 1982, og så potensialet til Excimer-laseren i å samhandle med biologisk vev. Srinivasin og IBM-teamet innså at du kunne fjerne vev med en laser uten å forårsake varmeskader på nabomaterialet.

Men det tok observasjonene av Dr. Fyodorov i et tilfelle av øyetraumer på 1970-tallet for å få til praktisk anvendelse av refraktiv kirurgi gjennom radial keratotomi.