Lézer a hatalomért folyó verseny
A lézer 55 éves! Az elsőt 1960-ban Théodore Maiman készítette. Eredmény hosszú évek elméleti munkája után, Albert Einstein 1917-es bevezetése óta az stimulált emisszió fogalmának bevezetése után, majd Charles Townes és Arthur Schawlow 1958-ban publikált elméleti tanulmányát a lézerről. Maiman rubinlézere pulzáló fényt produkált 694,3 nm-en, ami egy mélyvörösnek felel meg (1. ábra). Habár a korunk lézereihez képest alacsony a teljesítménye, ennek a lézersugárnak egymillió nap fényereje volt, és ezredmásodperces nagyságrendű impulzusokat adott. Először nagy mennyiségű fény terjedt egyenes vonalban, és továbbra is egy kis szakaszra összpontosult.
Ezután óriási technológiai fejlődés történt, különösen az anyagok területén, amely lehetővé tette egy egyre erősebb hullám generálását, miközben továbbra is alacsony az eltérés.
1. TIPOLÓGIA: Folyamatos és impulzusos lézerek
A teljesítménylézerek közé tartoznak azok, amelyek folyamatosan bocsátanak ki fényt, és olyanok, amelyek impulzusvonatokat generálnak, amelyek az átlagos teljesítményhez képest nagyon magas csúcsteljesítménnyel rendelkeznek. Itt ezekre az impulzusos lézerekre fogunk összpontosítani. Csúcsteljesítményük annál nagyobb, mivel az impulzusban lévő energia magas, és az impulzus időtartama rövid. Mivel a lézerimpulzus nagyon fényes, nagy mennyiségű foton koncentrálható kis térfogatban.
Megtalálása óta a lézer egyre nagyobb csúcsintenzitásokat adott. Eleinte lehetővé tették az anyag atomi skálán történő tanulmányozását. Most már lehetőség van a szubatomi interakciók megfontolására. Az elektromos mező olyan intenzív, hogy felgyorsítja az elektronokat, még a protonokat is (1800-szor nehezebb) a fényéhez közelítő sebességre. Végül a lézerek elég erősek lehetnek ahhoz, hogy "eltörjék az ürességet" vagy tanulmányozzák a sötét anyagot. Ha az egyes impulzusok közötti idő alacsony, akkor a fénysugár átlagos teljesítményt nyer, ami mind tudományos, mind ipari szempontból számos alkalmazás lehetőségét megnyitja. Meglátjuk, hogy mik a fizikai korlátok, és milyen technológiai megoldásokat kínálunk ezek leküzdésére.