Изобретение лазера

Когда-то мир жил без лазеров. Это сейчас достижения квантовой физики, лазерной электроники, компьютерные технологии являются неотъемлемыми составляющими нашей жизни, применяются даже в быту. А у истоков глобальных перемен стояли выдающиеся физики XX века Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и Ч. Таунс.

Слово «лазер» — это аббревиатура: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (усиление света в результате вынужденного излучения). Лазеры являются принципиально новыми источниками света (а также излучения инфракрасного и ультрафиолетового диапазона), какого не существует в природе. Лазерное излучение когерентно, то есть строго упорядочено по фазе, поэтому его можно очень сильно фокусировать. Для освещения лазеры применять бессмысленно, а вот в измерительной технике, в линиях связи, в компьютерах (для считывания и записи информации на компакт-дисках), в медицине (операции на глазах), в технологическом оборудовании (гравирование, сварка, поверхностная закалка, сверление, резка труднообрабатываемых материалов) они нашли широчайшее применение. Дешёвые полупроводниковые лазеры используются даже в детских игрушках.

Лазеры просты по конструкции: активный элемент помещён между двумя строго параллельными зеркалами. Одно из зеркал делают полупрозрачным — для выхода луча. Активный элемент «накачивают» энергией от внешнего источника, возбуждённые атомы при соблюдении некоторых условий испускают фотоны согласованно, и лазер рождает почти нерасходящийся луч. Можно сказать, сбылась мечта инженера Гарина из книги Алексея Толстого.

Первыми (1960 год) были созданы импульсные лазеры с выращенным кристаллом рубина в качестве активного элемента. «Накачка» происходила от газоразрядной лампы.

Сейчас разработано множество типов лазеров — газовые (на инертных газах, на углекислом газе), жидкостные (на красителях), твердотельные (на кристаллах и специальных стёклах), полупроводниковые. Лазерный луч можно получить даже от струи реактивного двигателя или ядерного взрыва.

В 1922 году в городе Усмани Липецкой области, в профессорской семье Басовых родился мальчик, которого назвали Николаем. Едва закончив школу, он отправился на фронт Великой Отечественной. После демобилизации в декабре 45-го поступил в Московский механический институт (впоследствии — знаменитый МИФИ). Он понимал, что физика — его наука, несмотря на то, что родители прочили ему карьеру врача. И с 1948 года, наряду с учёбой, Николай Басов начинает научную деятельность в лаборатории колебаний Физического института имени Лебедева АН СССР (ФИАН) под руководством профессора Прохорова. Первые его работы относятся к области радио-спектроскопических методов определения ядерных моментов.

Примерно в это же время в США известный учёный Чарльз Таунс, один из «отцов» квантовой физики, работал над тем же, над чем размышляли Прохоров и его подопечный Басов. Одновременно и независимо друг от друга Таунс и Басов с Прохоровым выдвинули и теоретически обосновали принципы усиления и генерации электромагнитных волн квантовыми системами с инверсной заселённостью. Эта теория позволила создать в 1955 году принципиально новые источники электромагнитных волн микроволнового диапазона — квантовые генераторы, так называемые мазеры, и малошумящие квантовые усилители радиоволн диапазона СВЧ.

Это было одним из важнейших открытий XX века. В 1958 году Прохоров предложил применять в квантовой электронике рубины и выдвинул идею открытых резонаторов. Эти идеи были использованы при создании источников когерентного света — лазеров. За открытие нового принципа генерации излучения и создание квантового генератора на пучке молекул аммиака в 1959 году Басову и Прохорову была присуждена Ленинская премия. А исследования по полупроводниковым лазерам и вовсе предопределили интенсивное развитие физики и техники.

Значимость новой науки стала неоспоримой. Сегодня объём производства полупроводниковых лазеров различных типов составляет сотни миллионов штук в год, а стоимость излучателя зачастую не превышает одного доллара. За разработки в квантовой электронике, приведшие к созданию мазеров и лазеров, Прохоров, Басов и Таунс были удостоены в 1964 году Нобелевской премии.

Басов, не останавливаясь на достигнутом, выдвинул казавшуюся в то время утопической идею лазерного подхода к проблеме управляемого термоядерного синтеза. И уже в 1968 году он и его сотрудники зарегистрировали нейтроны, полученные лазерным облучением. Эти результаты, представленные Басовым на Международной конференции по квантовой электронике в США (1968 год), создали почву для международного сотрудничества по лазерному термоядерному синтезу. Под руководством Басова была создана многоканальная лазерная установка «Кальмар», которая обеспечивала симметричное и одновременное импульсное облучение мишеней, содержащих термоядерное топливо. Важнейшим достоинством данного подхода была его полная безопасность.

Лазерные технологии были признаны очень перспективными, и с 1962 года Басов возглавляет разработку устройств квантовой электроники повышенной мощности, ориентированных на использование в обороне страны, в частности, для лазерного поражения воздушно-космических целей. На основе этих разработок учёные создали множество всевозможных типов лазеров — фотодиссоционных (йодных), эксимерных, электро-ионизационных, химических. Вместе с научным коллективом знаменитого секретного города Арзамас-16 Басов создаёт сверхмощные йодные лазеры взрывного типа.

Н. Г. Басов воспитал плеяду высокопрофессиональных, талантливых физиков, создал и возглавил Высшую школу физики при МИФИ и ФИАН. Перечень его регалий огромен: член Президиума РАН, длительное время директор ФИАН, председатель общества «Знание», главный редактор журналов «Квантовая электроника» и «Природа», дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской, Нобелевской и Государственной премий, награждён пятью орденами Ленина и орденом Отечественной войны II степени, удостоен Золотой медали им. Ломоносова АН СССР. С 1966 года он — академик АН СССР (РАН), избран членом многих иностранных академий.

Умер Николай Геннадьевич в декабре 2002 года.


Советский физик Н. Г. Басов
Советский физик Н. Г. Басов

Когда мне было 14 лет и я жил в городе Парма, я не имел ни малейшего представления о шрифтах, зато, как и многие, преуспел в копировании. В один прекрасный день моему отцу случилось посетить торговую выставку, на которой бесплатно раздавали новый товар — переводной шрифт. Он принёс мне лист наборной кассы шрифта Helvetica Medium с кеглем 36 пунктов. До сих пор этот шрифт в этом размере производит на меня такое же впечатление, как песня «Maggie May» Роба Стюарта. Это было пределом моих мечтаний: Чудесный Настоящий Подлинный Графический Дизайн.

Когда вы хорошо освоили правила, вы можете делать всё что угодно, даже плевать на них, но начать что-либо без базовой структуры невозможно.

Наша работа и домашняя жизнь неотделимы друг от друга. У нас нет табельных часов, которые бы отмечали время, когда мы поднимаемся утром по лестнице на верхний этаж нашего дома, где у нас расположены офисы. Мы можем работать, пока машина стирает бельё. Зузана может заниматься глажкой, в то время как у неё в духовке печётся пирог. Наши работы вместе с фотографиями и керамикой повсюду в доме. По вечерам я смотрю по телевизору баскетбольные матчи, одновременно работая над буклетами с образцами моих шрифтов.

Нестор Летописец
Нестор
«Повесть временных лет», 1 113 год. По разрушении же столпа и по разделении народов ...
Виниловый диск сменили магнитолента и CD
Технологии звукозаписи
Изобретя в 1 877 году фонограф, Томас Эдисон дал миру первый аппарат, способный ...