Пучковый лазер-мазер

История создания лазера — величайшего достижения человечества в XX веке — полна увлекательных поворотов и драматических событий. Еще в 1905 году Альберт Эйнштейн высказал гипотезу о том, что энергия света состоит из квантов, которые испускаются атомами и атомными системами при их переходах из одного энергетического состояния в другое. Спустя несколько лет, в 1916 году, этот же ученый ввел понятие индуцированного излучения. В 1920-е годы были разработаны теоретические представления о процессах излучения и поглощения света. Понадобилось около трех десятков лет на завершение построения теории излучения и поглощения света и создание первого лазера.

В середине 1950-х годов в стенах Физического института Академии наук профессор Александр Михайлович Прохоров и его ученик Николай Геннадиевич Басов приступили к исследованию молекулярного генератора на пучках аммиака. Ученым впервые удалось соединить в одно целое представления об индуцированном излучении и инверсной населенности с представлениями о резонаторах, обратной связи и генерации когерентного электромагнитного излучения. Всего этого было уже достаточно для создания квантового генератора, работающего на энергетических переходах в радиодиапазоне в молекулярных пучках. Первым таким генератором стал аммиачный мазер. В тот же период была создана теория усилителя радиоизлучения.

Совершенно естественно, что после триумфального завершения работ по мазерам возник вопрос о создании лазеров оптического диапазона. Так, в 1955 году Александр Прохоров и Николай Басов разработали новый метод создания инверсной населенности за счет воздействия на молекулы внешнего электромагнитного излучения резонансной частоты. Этот метод, получивший впоследствии название метода трех уровней, сейчас лежит в основе работы всех лазеров с так называемой оптической накачкой.

11 декабря 1964 года основоположникам квантовой физики — советским ученым Александру Прохорову, Николаю Басову, а также американскому исследователю Чарльзу Таунсу была вручена самая престижная международная награда — Нобелевская премия.


Создание лазеров стало подлинной революцией в оптике. Сегодня лазеры составляют основу фотоники — современной области технологии генерации и преобразования света и других электромагнитных излучений. Обоснованы и разработаны многие направления их практического использования в медицине, технологии материалов, обработке и передаче информации, приборостроении, экологии и во многих других областях.