В повседневной жизни лазеры окружают нас повсюду, но вряд ли каждый из нас может расшифровать его название. Оно представляет собой аббревиатуру от английского Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation («усиление света вынужденным излучением»). И совсем немногие назовут имена тех, кому люди обязаны появлением лазерных устройств, – советских физиков Александра Прохорова и Николая Басова.
Лазер представляет собой устройство, которое преобразует электрическую, световую, тепловую, химическую и другие виды энергии в пучок света в результате процесса оптического усиления.
В фундаментальной науке «окололазерный» вопрос поднял Альберт Эйнштейн. В 1917 году вышла его статья «Квантовая теория излучения», где ученый вывел существование вынужденного излучения на основании общих принципов квантовой механики и термодинамики.
В 1927 году Поль Дирак обосновал и обобщил выводы Эйнштейна, и вскоре физики перешли от теории к практике. В 1928 году немецкий ученый Рудольф Ладенбург наблюдал вынужденное излучение, но оно было очень слабым, а до идеи усиления он не дошел.
К разгадке вынужденного излучения подобрались сразу несколько выдающихся ученых, в числе которых были Александр Прохоров и Николай Басов, работавшие на базе Физического института имени П. Н. Лебедева Академии наук СССР. Именно они пришли к идее создания квантового генератора когерентного излучения.
Басову и Прохорову удалось вывести принцип усиления электромагнитного излучения квантовыми системами. Кроме того, советские физики сконструировали первый в мире квантовый генератор и разработали схему создания инверсной населенности уровней. Именно их можно считать основоположниками нового направления в физике – квантовой электроники.
Басов и Прохоров смогли перевести теорию в практику. В 1964 году ученых удостоили Нобелевской премии по физике.
Как признавался сам Прохоров, изобретение вызвало большой интерес у военных. Они рассчитывали, что ученым удастся создать мощное лазерное оружие, не имеющее никаких аналогов в мире. Одним из вариантов использования лазера была нейтрализация боеголовки. Как предполагали военные, луч будет прожигать ее и уничтожать. Физики доказали, что при ударе лазера о металлическую поверхность появляется облако плазмы, которое отражает луч, и эффект поражения резко снижается. Другое дело, как отмечал Прохоров, использование лазера против электроники. В этом случае луч «ослепляет» ракету, что, по сути, равносильно ее уничтожению. Сейчас такие системы уже давно успешно применяются на практике.
Впоследствии при непосредственном участии Прохорова были созданы первые в мире офтальмологические лазеры, с помощью которых в мире ежегодно делают тысячи операций, а также появились лазерные установки для хирургии и офтальмологии, лечения больных с туберкулезом легких и пациентов с онкозаболеваниями, предстательной железы и других.
Что касается Басова, он стал изучать влияние лазерного излучения на скорость химических реакций и в конечном итоге выдвинул идею использования лазеров для управляемого термоядерного синтеза. Сейчас, наверное, легче сказать, где лазер не используется, чем перечислить все сферы его применения, настолько оно универсально.
Лазеры применяют для резки и сверления, гравировки, напыления и не только. Благодаря лазеру поддерживается оптоволоконная и спутниковая связь. А это интернет, телевидение и другое.
Лазер считывает штрих-коды в магазинах, хранит информацию на оптических накопителях, сканирует и воспроизводит изображения и так далее.
Лазер незаменим и в области военной техники. Лазерный прицел гораздо точнее и удобнее классического, а современные технологии позволяют сканировать объекты на расстоянии при помощи излучения.
Скорее всего, в недалеком будущем мы увидим и новые возможности применения лазера, открытого советскими учеными Прохоровым и Басовым.
