Een korte geschiedenis van lasers

Uitvinders en vooruitgang in lasertechnologie

Argonlaser die gassen uitstraalt in testlaboratorium. Getty Images: fotograaf Kim Steele

De naam LASER is een acroniem voor L echt EEN versterking door de S getimuleerd EN missie van R adatie. Het is een apparaat dat een lichtstraal uitstraalt via een proces dat optische versterking wordt genoemd. Het onderscheidt zich van andere lichtbronnen doordat het licht ruimtelijk en temporeel coherent uitstraalt. Ruimtelijke samenhang houdt de straal binnen een smal en strak pad over lange afstanden. Hierdoor kan de opgewekte energie worden gebruikt in toepassingen zoals lasersnijden en laserpointen. Tijdelijke coherentie betekent dat licht binnen een smal spectrum kan worden uitgestraald om een ​​lichtstraal van een specifieke kleur te genereren.

1917, Albert Einstein eerst getheoretiseerd over het proces dat lasers mogelijk maakt, genaamd 'gestimuleerde emissie'. Hij detailleerde zijn theorie in een paper met de titel Over de kwantumtheorie van straling (Over de kwantumtheorie van straling). Tegenwoordig worden lasers gebruikt in een breed scala aan technologieën, waaronder optische schijfstations, laserprinters en barcodescanners. Ze worden ook gebruikt bij laserchirurgie en huidbehandelingen, maar ook bij snijden en lassen.

Voor de laser

In 1954 vonden Charles Townes en Arthur Schawlow de maser ( m magnetron a versterking door s getimuleerd en missie van r adiation) met behulp van ammoniakgas en microgolfstraling. De maser is uitgevonden vóór de (optische) laser. De technologie lijkt erg op elkaar, maar maakt geen gebruik van zichtbaar licht.

Op 24 maart 1959 kregen Townes en Schawlow patent op de maser. De maser werd gebruikt om radiosignalen te versterken en als ultragevoelige detector voor ruimteonderzoek.

In 1958 theoretiseerden en publiceerden Townes en Schawlow artikelen over een zichtbare laser, een uitvinding die infrarood en/of zichtbaar spectrumlicht. Ze hebben toen echter geen onderzoek gedaan.

Veel verschillende materialen kunnen als lasers worden gebruikt. Sommige, zoals de robijnlaser, zenden korte pulsen laserlicht uit. Anderen, zoals helium-neongaslasers of vloeibare kleurstoflasers, zenden een continu lichtstraal .

De Ruby-laser

In 1960 vond Theodore Maiman de robijn laser beschouwd als de eerste succesvolle optische of licht laser .

Veel historici beweren dat Maiman de eerste optische laser heeft uitgevonden. Er is echter enige controverse vanwege beweringen dat Gordon Gould de eerste was en er is goed bewijs dat die bewering ondersteunt.

De Gordon Gould-laser

Gould was de eerste die het woord 'laser' gebruikte. Gould was een doctoraatsstudent aan de Columbia University onder Townes, de uitvinder van de maser. Gould werd geïnspireerd om zijn optische laser te bouwen vanaf 1958. Hij slaagde er pas in 1959 in om octrooi aan te vragen voor zijn uitvinding. Als gevolg daarvan werd het octrooi van Gould geweigerd en werd zijn technologie door anderen uitgebuit. Het duurde tot 1977 voordat Gould eindelijk zijn patentoorlog won en zijn eerste kreeg octrooi voor de laser.

De gaslaser

De eerste gaslaser (helium-neon) werd uitgevonden door Ali Javan in 1960. De gaslaser was de eerste continu-lichtlaser en de eerste die werkte 'volgens het principe van het omzetten van elektrische energie in een laserlichtoutput'. Het is in veel praktische toepassingen gebruikt.

Hall's halfgeleider injectielaser

In 1962 creëerde uitvinder Robert Hall een revolutionair type laser dat nog steeds wordt gebruikt in veel van de elektronische apparaten en communicatiesystemen die we dagelijks gebruiken.

Patel's kooldioxidelaser

De kooldioxidelaser is uitgevonden door Kumar Patel in 1964.

Walker's lasertelemetrie

Hildreth Walker de uitvinder van lasertelemetrie en richtsystemen.

Ooglaserchirurgie

De oogarts van New York, Steven Trokel, legde de verbinding met het hoornvlies en voerde in 1987 de eerste laseroperatie uit op de ogen van een patiënt. De volgende tien jaar werden besteed aan het perfectioneren van de apparatuur en de technieken die worden gebruikt bij ooglaserchirurgie. In 1996 werd de eerste Excimer-laser voor oogheelkundig refractief gebruik goedgekeurd in de Verenigde Staten.

Trokel patenteerde de Excimer-laser voor zichtcorrectie. De Excimer-laser werd oorspronkelijk gebruikt voor het etsen van siliconen computerchips in de jaren 70. Rangaswamy Srinivasin, James Wynne en Samuel Blum werkten in de onderzoekslaboratoria van IBM in 1982 en zagen het potentieel van de Excimer-laser in interactie met biologisch weefsel. Srinivasin en het IBM-team realiseerden zich dat je weefsel met een laser kon verwijderen zonder enige warmteschade aan het aangrenzende materiaal te veroorzaken.

Maar de observaties van Dr. Fyodorov in een geval van oogtrauma in de jaren 70 waren nodig om de praktische toepassing van refractieve chirurgie door radiale keratotomie tot stand te brengen.