Perkembangan dan Inovasi Laser

Akar teknologi laser modern kembali ke ledakan temuan di tahun-tahun sesudah demonstrasi Theodore Maiman pada laser ruby ​​pada tahun 1960. Beberapa besar tipe laser pertama kali dibuktikan pada tahun-tahun permulaan, tapi teknologi mereka sudah berkembang cepat semenjak dikala itu dan hari ini ada di gulungan

 

Laser sudah menempuh keragaman luar lazim di separuh abad pertama mereka. Pointer laser merah lazim diaplikasikan sebagai mainan kucing, hadiah pameran dagang, atau pembaca kode batang di supermarket. Ratusan juta laser dioda diproduksi secara massal tiap tahun, komponen vital dari produk konsumen lazim seperti pemutar CD dan DVD.

 

 

Laser excimer Argon-fluoride, tipe yang dimaksimalkan pada tahun 1970-an, menjalankan operasi refraktif dan menulis pola pada chip elektronik yang canggih. Dan industri pertahanan sudah berinovasi dengan laser kecil dan raksasa untuk inovasi jarak jauh dan senjata.

 

Tiga Pendekatan

Upaya untuk memaksimalkan laser pertama dikonsentrasikan pada tiga pendekatan untuk menjadikan inversi populasi yang dibutuhkan untuk menjadikan emisi terangsang:

 

Eksitasi pengeluaran gas

Pemompaan optik dari uap logam alkali

Pemompaan optik dari padatan

Maiman sukses memompa optik ruby ​​sebab ia memahami materi dan mengakui bahwa lampu kilat bisa memberikan intensitas pompa yang tinggi yang dibutuhkan untuk menjadikan inversi populasi dalam ruby, laser tiga tingkat.

 

Yang pertama memperluas karya Maiman yaitu Peter Sorokin dan Mirek Stevenson di IBM TJ Watson Research Laboratory (USA). Mereka memakai flashlamp pumping untuk mendemonstrasikan laser empat jenjang pertama, uranium dalam kristal kalsium-fluorida pada November 1960. Sebab ruby ​​yaitu laser tiga jenjang, dengan tingkat laser lebih rendah di kondisi dasar, lebih dari separuh dari pemancar sinar atom kromium patut gigih untuk menjadikan inversi populasi.

 

Laser empat tingkat seperti uranium tak membutuhkan depopulasi dari situasi dasar, mempermudah prasyarat pompa. Uranium tak pernah rupanya praktis sebab memerlukan pendinginan kriogenik, tapi dia menampakkan metode untuk memaksimalkan laser empat tingkat solid.

 

Langkah besar selanjutnya dalam laser solid-state yaitu aksi laser pada garis 1,06-mikrometer neodymium. Demonstrasi pertama yaitu Nd-doped calcium tungstate, didemonstrasikan pada tahun 1961 oleh LF Johnson dan K. Nassau di Bell Labs (AS). Ini tahun itu, Elias Snitzer di American Optical menampakkan bahwa batang kaca tipis yang didoping dengan neodymium juga dapat lase. Neodymium mempunyai sifat laser yang betul-betul bagus; pengembang mempelajari banyak host kristal lainnya.

 

Juara putaran pertama pengembangan kristal laser yaitu Yd-doped YAG, dengan aksi laser pertama kali didemonstrasikan pada tahun 1964 oleh JE Geusic, HM Marcus dan LG Van Uitert dari Bell Labs.

 

Karya Snitzer juga menabur bibit untuk teknologi lain yang akan berkembang jauh di kemudian hari: laser serat. American Optical sudah mempekerjakannya untuk berprofesi pada serat optik, dan upaya pertamanya untuk menampakkan laser yaitu serat optik dengan inti mereka diolah dengan elemen-elemen tanah jarang.

 

Laser neodymium-glass-nya pada dasarnya yaitu serat tebal. Kemudian ia menampakkan bahwa panjang kaca yang didoping neodymium bisa memperkuat sinyal: penguat optik pertama. Namun bertahun-tahun akan berlalu sebelum aplikasi itu lepas landas.

 

Laser Gas CW

Laser gelombang kontinu pertama dibuktikan pada tanggal 12 Desember 1960 oleh Ali Javan, William Bennett, dan Donald Herriott di Bell Labs. Mereka memakai pelepasan listrik untuk mengeluarkan campuran helium dan neon untuk memancarkan pada garis 1,15-μm neon. Eksperimen itu susah dan butuh hampir satu tahun untuk diikuti orang lain. Namun dengan sanggup menjadikan cahaya yang koheren memungkinkan untuk menyelaraskan cermin rongga datar yang paralel satu sama lain dalam rongga Fabry-Perot, membuatnya lebih gampang untuk menampakkan laser gas lainnya.

 

Langkah besar selanjutnya dalam laser gas datang pada tahun 1962 dikala Alan White dan J. Dane Rigden membikin laser He-Ne berosilasi pada transisi merah 632,8-nanometer. Laser gelombang kontinu yang tampak membuka pintu ke banyak aplikasi baru.

 

Emmett Leith dan Juris Upatnieks di Lab Willow Run Universitas Michigan (AS) memakai laser merah untuk membikin hologram laser tiga dimensi pertama. Spectra-Physics and Optics Technology Inc. seketika memproduksi laser He-Ne merah untuk dipasarkan untuk penelitian dan aplikasi komersial.

 

Macam laser gas bertenaga debit lain seketika menyusul. Pada tahun 1963, C. Kumar N. Patel dari Bell Labs mempertimbangkan bahwa perbuatan laser yang menarik pada transisi getaran molekul patut menjadikan kekuatan yang lebih tinggi ketimbang transisi atom. Alternatif pertamanya yaitu karbon dioksida, dan pada tes pertamanya dia menerima puluhan miliwatt pada garis 10,6-m, peningkatan besar untuk laser gas permulaan.

 

Menambahkan nitrogen meningkatkan output menjadi 10 watt, cukup untuk menarik ketertarikan militer. Kontraktor militer membangun versi raksasa, alhasil menempuh 8,8 kilowatt di monster dengan trek cahaya 230 meter. Terobosan ke puluhan kilowatt datang dikala Ed Gerry dan Arthur Kantrowitz dari Avco Everett Research Laboratory (USA) mendemonstrasikan laser CO2 dinamis-gas pada tahun 1966, sebuah pengembangan yang konsisten dikelompokkan hingga tahun 1970, dikala laser-laser hal yang demikian menempuh 100 kW.