لایزر یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای فیزیک قرن بیستم است که اصول دقیق مکانیک کوانتومی و شاعری نور را در خود ترکیب کرده است. ظهور آن تغییراتی در مفاهیم از جمله تشعشع، انرژی و دقت ایجاد کرده است. امروزه لایزرها در همه زمینه‌های فعالیت انسانی جریان دارند — از جراحی تا فیزیک نجومی، از ارتباطات تا هنر. اما راه به سوی ایجاد نور قابل کنترل طولانی بود و نیازمند درک ماهیت فوتون بود. فیزیک نور منظم عبارت "لایزر" مخفف Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation است که به معنای "افزایش نور از طریق تشعشع تحریک شده" می‌باشد. اساس کار لایزر بر اصل کوانتومی است که توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۷ کشف شد: اتم‌ها نه تنها می‌توانند فوتون‌ها را جذب کنند بلکه تحت تأثیر عوامل خارجی می‌توانند فوتون‌ها را تشعشع کنند. منبع نور معمولی مانند لامپ فوتون‌ها را به صورت تصادفی و در جهت‌های مختلف و با فرکانس‌های مختلف تشعشع می‌کند. اما لایزر جریانی ایجاد می‌کند که در آن همه کوانت‌های نور به یکجا حرکت می‌کنند و طول موج و فاز یکسانی دارند. این تشعشع به عنوان تشعشع هماهنگ شناخته می‌شود. به دلیل این ویژگی، پرتو لایزر پراکنده نمی‌شود و به صورت باریک و متمرکز به مسافتهای طولانی می‌رود. پیشینه تاریخی و تولد لایزر ایده نور قابل کنترل در اواسط قرن بیستم شکل گرفت، زمانی که فیزیکدانان شوروی و آمریکایی مستقل از یکدیگر به دنبال راهی برای تحقق تشعشع تحریک شده در عمل بودند. اولین نمونه اولیه مایزر بود — دستگاهی که در محدوده میکروویو کار می‌کند. در سال ۱۹۶۰ فیزیکدان آمریکایی تئودور مایمن اولین لایزر نوری بر روی کریستال آلترین ایجاد کرد. طول پالس او دهم ثانیه بود، اما نماد یک دوره جدید در علم شد. از آن زمان به بعد لایزرها به سرعت توسعه یافتند. دانشمندان لایزرهای گازی، نیمه‌هادی، جامد و فیبر نوری ایجاد کردند که هر کدام حوزه‌ای خاص از کاربرد را باز کرد. در چند دهه، این فناوری از یک آزمایشگاهی آزمایشگاهی به پایه یک صنعت تبدیل شد که ویژگی‌های فنی مدرن را تعیین می‌کند. اصل کار و ساختار دستگاه لایزر از محیط فعال، منبع تغذیه و رesonator نوری تشکیل شده است. تغذیه محیط فعال اتم‌ها را تحریک می‌کند و آن‌ها را به سطح انرژی بالاتر می‌برد. وقتی این اتم‌ها به حالت اولیه بازمی‌گردند، فوتون‌ها را تشعشع می‌کنند. اگر در سیستم ... Читать далее