تاريخ الليزر: رحلة التقلبات والتحول إلى الابتكار

We may be fascinated by the importance of laser today as we are surrounded by things which are a by-product of laser application.

قد نكون مفتونين بأهمية الليزر اليوم لأننا محاطون بأشياء هي نتاج ثانوي لتطبيق الليزر. يوفر تاريخ الليزر سحرًا مماثلًا لكيفية تقدم التكنولوجيا من عام إلى آخر على مدار قرن من الزمان. من خلال هذه المدونة التقنية ، سوف نستكشف مساهمة الأحداث والعلماء وإدخال التكنولوجيا على مدار الوقت.

1917: ألبرت أينشتاين يكسر الجليد

استنادًا إلى قانون إشعاع ماكس بلانك (الذي يستند نظريًا إلى مبدأ أينشتاين لمعاملات الاحتمال) ، نشر أينشتاين نتائجه الأولية عن الليزر والمازر في ورقة بعنوان Zur Quantethrorie der Strahlung (الترجمة الإنجليزية: حول نظرية الكم للإشعاع). كشفت النتائج التي توصل إليها عن قدر كبير من الامتصاص والانبعاثات التلقائية والانبعاثات المحفزة للإشعاع الكهرومغناطيسي.

نشر أينشتاين نتائجه الأولية على الليزر والمازر في ورقة بعنوان Zur Quantethrorie der Strahlung

1928-1950: عقدين ونصف من التقدم التدريجي

Rudolf W. Ladenburg عالم فيزيائي ألماني مهاجر عام 1928 أثبت من خلال تجاربه ظاهرتَي الانبعاث المُحفَّز والامتصاص السلبي. في عام 1939 ، نشر فالنتين إيه فابريكانت ، وهو عالم من موسكو ، أطروحة تقترح سلسلة من التجارب على أساس تضخيم الضوء للموجات “القصيرة” بهدف إثبات وجود امتصاص سلبي في تفريغ الغاز. بعد ثماني سنوات في عام 1947 ، أجرى RC أول عرض للانبعاثات المحفزة في أطياف الهيدروجين. ريثرفورد وويليس إي لامب. في نهاية الخمسينيات من القرن الماضي ، طرح ألفريد كاستلر منهجية للضخ البصري تم تأكيدها تجريبيًا بعد عامين من قبل Kastler و Brossel و Winter.

1951: طريق رئيسي

بناءً على الخبرة البحرية في هندسة الميكروويف الأنبوبية ، نشر جوزيف ويبر ورقة حول بناء مضخم الميكروويف باستخدام الانبعاثات المحفزة. في مؤتمر Electron Tube Research ، ألقى واحدة من أولى المحاضرات بناءً على ورقته البحثية التي شرح فيها مبادئ الليزر والمازر.

نشر جوزيف ويبر ورقة بحثية عن بناء مكبر الميكروويف باستخدام الانبعاثات المحفزة

1953-1955: بحث في جميع أنحاء العالم

اخترع الفيزيائي الأمريكي تشارلز هارد تاونز وطلابه الخريجين جيمس بي جوردون وهربرت جي زيجر من جامعة كولومبيا مضخم الميكروويف. يعمل الجهاز وفقًا لمبادئ الليزر المماثلة ولكنه كان قادرًا على تضخيم إشعاع الميكروويف. على الجانب الآخر من الكرة الأرضية ، كان العالمان السوفييت نيكولاي باسوف وألكسندر بروخوروف يعملان بشكل فردي على مذبذب الكم. لقد استخدموا مستويات طاقة مختلفة وقاموا بحل أكبر مشكلة في الإنتاج المستمر.

في وقت لاحق من عام 1955 ، أشار هؤلاء العلماء السوفييت إلى الضخ البصري لنظام متعدد المستويات كأسلوب للحصول على انعكاس السكان. أصبح هذا فيما بعد الطريقة الرئيسية لضخ الليزر.

1958: الصعود البصري Maser

في مختبرات بيل في عام 1957 ، كان تشارلز هارد تاونز وآرثر شاولو يدرسان عن ليزر الأشعة تحت الحمراء. في وقت لاحق ، قاموا بتحويل تركيزهم إلى الليزر المرئي الذي كان يسمى في الأصل “Optical Maser”. بناءً على أبحاثهم ، قدمت شركة Bell Labs في عام 1958 براءة اختراع لمازر بصري.

1959: مصطلح الليزر

جوردون جولد خريج آخر في جامعة كولومبيا في مؤتمر في ذلك العام ، أطلق عليه اسم LASER العالمي والذي يقف كاختصار لتضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع. كانت نيته استخدام “aser” كلاحقة للأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية وما إلى ذلك. ولكن لم يتم استخدام أي منها مثل الليزر.

1960: أول ليزر عامل

في مختبرات Huges Research في كاليفورنيا في مايو 1960 ، قام Theodore H. Maiman بتشغيل أول ليزر عامل بنجاح.

قبل المجموعات البحثية الأخرى في Towns ، Arthur Schalow في Bell Labs و TRG (Technical Research Group) ، استخدم ليزر Maiman مصباح الحالة الصلبة. أنتج الليزر الأحمر عند ضخه عبر بلورة الياقوت بطول موجة يبلغ 700 نانومتر. كان الجهاز عبارة عن تصميمات بثلاثة مستويات للمضخة وكان قادرًا على تشغيل عملية نبضية فقط.

1963-1964: الليزر والطب
كان الجراح الأمريكي ليون جولدمان رائدًا في استخدام آلة الليزر للأغراض الطبية.

وجهت أبحاثه الليزر في تطبيقات العلاج الضوئي للسرطان (PDT) ، والأمراض الجلدية ، واستخدام الأصباغ العضوية في PDT. 1964: Nd: YAG كان ناجحًا ، نجحت معامل Bell في عام 1964 تحت قيادة J.E Geusic في عرض أول عملية ليزر لـ Nd: YAG.

1980 – 1989: الليزر في طب الأسنان

بدأ Japenese Yamamoto و Sato باستخدام الليزر في الوقاية من تسوس الأسنان عن طريق تشعيع Nd: YAG بالليزر. كان هذا تطبيقًا قويًا آخر لليزر. في عام 1989 ، قام مايرز ومايرز بتطبيق الليزر العام في طب الأسنان

1990: تم تقديم مجموعة متنوعة من أجهزة الليزر

في عام 1990 ، كان الليزر شائعًا على نطاق واسع. بدأ العلماء والمؤسسات في جميع أنحاء العالم الاستثمار في تقنية الليزر. مما أدى إلى إدخال Ho: YAG و Er: YAG و الأرجون و Er: YSSG والعديد من أنواع الليزر الأخرى.

2003: أدى تطبيق ليزر الألياف إلى تغيير الصناعة

اخترع الدكتور آرفيند باتيل ، المؤسس والمدير العام لمجموعة SLTL أول آلة قطع بالليزر في العالم مع تطبيق ألياف الليزر.

وجد هو وفريقه الذي يتمتع بسنوات من البحث والخبرة طريقة لتطبيق ألياف الليزر في صناعة الصفائح المعدنية. من خلال جهوده ، أصبحت SLTL رائدة في تطبيقات الليزر الليفي للقطع والنقش واللحام والتصلب والكسوة والصناعات الدقيقة. تقدم مجموعة SLTL اليوم أفضل أنظمة الليزر في فئتها للصناعات في جميع أنحاء العالم. التاريخ لا يصدق والتكنولوجيا تبدو واعدة أكثر عندما يتم دمجها مع التقنيات القادمة في الأتمتة وبدء الصناعة 4.0. ابق على اطلاع دائم بمدونتنا من خلال الاشتراك أدناه.