Як працює лазер?

Лазер - коротке і незвичайно популярне в наші дні слово стало загальною назвою величезного класу приладів, які отримали в науці та техніці настільки широке застосування, що за виразом "атомний вік" у нашому лексиконі з'явився вираз "лазерний вік".

Вперше ідею створення лазерів було висунуто ученим В.А. Фабрикантом у 1940 році, проте на той час реалізувати її не вдалося. На початку 50-х років вчені-академіки Н.Г. Басов та А.М. Прохоров та незалежно від них американський фізик Ч. Таунс запропонували такі методи впливу на речовини (гази, кристали та ін.), які дозволяють отримати досить сильне випромінювання і створити пристрої, що використовують його. Цим вченим за роботи, які призвели до створення лазерів, було присуджено Нобелівську премію.

Випромінювання лазера може бути безперервним, з постійною потужністю, або імпульсним, що досягає гранично великих пікових потужностей. У деяких схемах робочий елемент лазера використовується як оптичний підсилювач для випромінювання від іншого джерела. Існує велика кількість видів лазерів, що використовують як робоче середовище всі агрегатні стани речовини. Деякі типи, наприклад лазери на розчинах барвників або твердотільні поліхроматичні лазери, можуть генерувати цілий набір частот в широкому спектральному діапазоні.

Лазер має надзвичайно високу питому потужність – до 10⁸–10¹² Вт/м². Це в сотні мільйонів разів перевищує потужність, яку можна отримати, фокусуючи найсильнішими лінзами сонячне світло. Можливість сконцентрувати в малому обсязі величезну кількість енергії визначила сферу застосування, наприклад, лазерна обробка надтвердих матеріалів.

У медицині лазер замінює хірургічний скальпель, його випромінювання застосовують при лікуванні відшарування сітківки ока. За допомогою лазера створено метод запису об'ємних зображень предметів на плоскій платівці – голографія, яка стала не тільки цікавим видовищем, а й ефективним засобом наукових досліджень. Дедалі більше зміцнює свої позиції лазер у зв'язку. З лазерами пов'язані й великі сподівання вирішення проблеми керованого термоядерного синтезу.

Неможливо перерахувати всі області, де знайшов застосування лазер, ще важче вгадати, де і як використовуватиметься він у найближчому майбутньому. Дійсність дуже часто виявляється багатшою і різноманітнішою за фантазію.