IBM tadqiqotchilari [chapdan] Jerald Berns, Marshall I. Natan, Gordon Lasher, kichik Frederik X. Dill va Uilyam P. Dumke 1962 yil oktyabr oyida galliy arsenid lazerini ishlab chiqdilar. IBM
60 yildan ko'proq vaqt oldin ixtiro qilingan yarimo'tkazgichli lazer shtrix-kod skanerlari, optik tolali aloqalar, tibbiy tasvirlar va masofadan boshqarish vositalari kabi ko'plab zamonaviy texnologiyalarning asosi hisoblanadi. Kichkina, ko'p qirrali qurilma endi IEEE Milestone hisoblanadi.
Lazer texnologiyasining imkoniyatlari ilmiy dunyoni 1960 yilda, nazariy jihatdan uzoq vaqt tasvirlangan lazer birinchi marta namoyish etilganda yoqib yubordi. AQShning uchta tadqiqot markazi bilmagan holda texnologiyaning birinchi yarimo'tkazgichli versiyasini yaratish uchun bir-biri bilan poyga boshladi. Uchdan iborat General Electric, IBMning Tomas J. Uotson tadqiqot markazi va MIT Linkoln laboratoriyasi 1962 yilda bir necha kun ichida yarimo'tkazgich lazerining birinchi namoyishlari haqida mustaqil ravishda xabar berishdi.
Yarimo'tkazgichli lazer uchta marosimda IEEE Milestone sifatida bag'ishlangan bo'lib, har bir ob'ektda yutuqni belgilovchi plaket o'rnatilgan. Linkoln Lab tadbirini talab bo'yicha tomosha qilish mumkin.
Lazerning ixtirosi uch tomonlama poygaga turtki beradi
Lazerning asosiy kontseptsiyasi 1917 yilda, Albert Eynshteyn "rag'batlantiruvchi emissiya" haqida nazariya qilgan paytdan boshlanadi. Olimlar elektronlar yorug'likni o'z-o'zidan o'zlashtirishi va chiqarishi mumkinligini allaqachon bilishgan, ammo Eynshteyn elektronlarni ma'lum bir to'lqin uzunligida chiqarish uchun manipulyatsiya qilish mumkinligini ta'kidladi. Uning nazariyasini haqiqatga aylantirish uchun muhandislarga o'nlab yillar kerak bo'ldi.
1940-yillarning oxirida fiziklar Ikkinchi jahon urushida AQSh harbiylari tomonidan dushman samolyotlarini signallarini kuchaytirish orqali aniqlash uchun foydalanilgan vakuum trubkasi dizaynini yaxshilash ustida ish olib bordilar. Charlz Taunes, Myurrey Hill, Nyu-Jersidagi Bell Labs tadqiqotchisi, ulardan biri edi. U elektromagnit to'lqinlar nurini gaz molekulalari bo'lgan bo'shliqdan o'tkazadigan yanada kuchli kuchaytirgich yaratishni taklif qildi. Nur gazdagi atomlarni rag'batlantirib, o'z energiyasini nurning to'lqinlari bilan bir qadam bo'shatib, bo'shliqdan ancha kuchliroq nur sifatida chiqishiga imkon beradigan energiya hosil qiladi.
60 yildan ko'proq vaqt oldin ixtiro qilingan yarimo'tkazgichli lazer shtrix-kod skanerlari, optik tolali aloqalar, tibbiy tasvirlar va masofadan boshqarish vositalari kabi ko'plab zamonaviy texnologiyalarning asosi hisoblanadi. Kichkina, ko'p qirrali qurilma endi IEEE Milestone hisoblanadi.
Lazer texnologiyasining imkoniyatlari ilmiy dunyoni 1960 yilda, nazariy jihatdan uzoq vaqt tasvirlangan lazer birinchi marta namoyish etilganda yoqib yubordi. AQShning uchta tadqiqot markazi bilmagan holda texnologiyaning birinchi yarimo'tkazgichli versiyasini yaratish uchun bir-biri bilan poyga boshladi. Uchdan iborat General Electric, IBMning Tomas J. Uotson tadqiqot markazi va MIT Linkoln laboratoriyasi 1962 yilda bir necha kun ichida yarimo'tkazgich lazerining birinchi namoyishlari haqida mustaqil ravishda xabar berishdi.
Yarimo'tkazgichli lazer uchta marosimda IEEE Milestone sifatida bag'ishlangan bo'lib, har bir ob'ektda yutuqni belgilovchi plaket o'rnatilgan. Linkoln Lab tadbirini talab bo'yicha tomosha qilish mumkin.
Lazerning ixtirosi uch tomonlama poygaga turtki beradi
Lazerning asosiy kontseptsiyasi 1917 yilda, Albert Eynshteyn "rag'batlantiruvchi emissiya" haqida nazariya qilgan paytdan boshlanadi. Olimlar elektronlar yorug'likni o'z-o'zidan o'zlashtirishi va chiqarishi mumkinligini allaqachon bilishgan, ammo Eynshteyn elektronlarni ma'lum bir to'lqin uzunligida chiqarish uchun manipulyatsiya qilish mumkinligini ta'kidladi. Uning nazariyasini haqiqatga aylantirish uchun muhandislarga o'nlab yillar kerak bo'ldi.
1940-yillarning oxirida fiziklar Ikkinchi jahon urushida AQSh harbiylari tomonidan dushman samolyotlarini signallarini kuchaytirish orqali aniqlash uchun foydalanilgan vakuum trubkasi dizaynini yaxshilash ustida ish olib bordilar. Charlz Taunes, Myurrey Hill, Nyu-Jersidagi Bell Labs tadqiqotchisi, ulardan biri edi. U elektromagnit to'lqinlar nurini gaz molekulalari bo'lgan bo'shliqdan o'tkazadigan yanada kuchli kuchaytirgich yaratishni taklif qildi. Nur gazdagi atomlarni rag'batlantirib, o'z energiyasini nurning to'lqinlari bilan bir qadam bo'shatib, bo'shliqdan ancha kuchliroq nur sifatida chiqishiga imkon beradigan energiya hosil qiladi.
1954 yilda Kolumbiyaning o'sha paytdagi fizika professori Taunes qurilmani yaratdi va uni "maser" (qisqa so'zning qisqartmasi) deb ataydi.radiatsiyaning rag'batlantirilgan emissiyasi orqali mikroto'lqinli kuchaytirish). Bu lazerning muhim kashshofi ekanligini isbotlaydi.
Amerika fizika jamiyati tomonidan chop etilgan maqolaga ko'ra, ko'plab nazariyotchilar Taunesga uning qurilmasi ishlay olmasligini aytishgan. Maqolada aytilishicha, u ishlagandan so'ng, boshqa tadqiqotchilar uni tezda takrorlashdi va variatsiyalarni ixtiro qilishni boshladilar.
Tauns va boshqa muhandislar yuqori chastotali energiyadan foydalanib, ular yorug'lik nurlarini ishlab chiqaradigan maserning optik versiyasini yaratishi mumkinligini aniqladilar. Bunday qurilma mikroto'lqinli pechlardan ko'ra kuchliroq nurlarni yaratishi mumkin, ammo u infraqizildan ko'rinadiganga qadar turli to'lqin uzunlikdagi nurlarni ham yaratishi mumkin. 1958 yilda Taunes "lazer" ning nazariy sxemasini nashr etdi.
"Qo'shma Shtatlarning shimoli-sharqidagi uchta tashkilot 62 yil oldin biz uchun hozir va kelajakda bu imkoniyatlarni taqdim etish uchun nima qilgani ajablanarli."
Bunday qurilmani yaratish ustida bir nechta jamoalar ishladilar va 1960 yil may oyida Kaliforniyaning Malibu shahridagi Xyuz tadqiqot laboratoriyasining tadqiqotchisi Teodor Mayman birinchi ishchi lazerni qurdi. Maimanning maqolasi, nashr etilganTabiatuch oy o'tgach, u ixtironi kumush bilan qoplangan ikkita oynaga o'xshash yuzalar orasiga qo'yilgan yoqut tayoqqa yorug'lik chaqnagan yuqori quvvatli chiroq sifatida tasvirlab berdi. Sirtlar tomonidan yaratilgan optik bo'shliq, yoqutning floresansi tomonidan ishlab chiqarilgan yorug'likni tebrandi va Eynshteynning ogohlantirilgan emissiyasiga erishdi.
Asosiy lazer endi haqiqatga aylandi. Muhandislar tezda variatsiyalarni yaratishga kirishdilar.
Ko'pchilik, ehtimol, yarimo'tkazgichli lazerning potentsialidan juda hayajonlangan edi. To'g'ri sharoitlarda elektr tokini o'tkazish uchun yarim o'tkazgich materialni manipulyatsiya qilish mumkin. O'zining tabiatiga ko'ra, yarim o'tkazgich materialdan tayyorlangan lazer lazerning barcha kerakli elementlarini - yorug'lik hosil qilish va kuchaytirish manbai, linzalar va nometalllarni mikrometrli qurilmaga to'plashi mumkin.
Muhandislik va texnologiya tarixi Wiki ma'lumotlariga ko'ra, "bu kerakli atributlar fanlar bo'yicha olimlar va muhandislarning tasavvurini o'ziga tortdi".
Bir juft tadqiqotchi 1962 yilda mavjud bo'lgan material ajoyib lazerli yarim o'tkazgich ekanligini aniqladilar: galliy arsenid.
Galliy-arsenid yarimo'tkazgichli lazer uchun ideal edi
1962-yil 9-iyulda MIT Linkoln laboratoriyasining tadqiqotchilari Robert Keyes va Teodor Kist Qattiq jism qurilmalarini oʻrganish konferentsiyasida tinglovchilarga yarimoʻtkazgichli lazerni eksperimental ishlab chiqayotganliklarini aytishdi, dedi IEEE aʼzosi Pol V. Juodawlkis IEEE Milestone bagʻishlash marosimida soʻzlagan nutqida. MIT. Juodawlkis MIT Linkoln Laboratoriyasining kvant ma'lumotlari va integratsiyalangan nanosistemalar guruhining direktori.
Keyesning ta'kidlashicha, lazer hali kogerent nur chiqarmagan, ammo ish tez sur'atlar bilan rivojlanmoqda. Va keyin Keyes va Quist tomoshabinlarni hayratda qoldirdi: ular galiy-arsenidli yarimo'tkazgichga kiritilgan elektr energiyasining deyarli 100 foizi yorug'likka aylanishi mumkinligini isbotlashlari mumkinligini aytishdi.
MIT Linkoln laboratoriyasining [chapdan] Robert Keyes, Teodor M. Quist va Robert Rediker o'z lazerlarini televizorda sinab ko'rmoqda. MIT LINKOLN LABORATORIYaSI
Ilgari hech kim bunday da'vo qilmagan edi. Tomoshabinlar ishonmadilar - va ovozli.
"Bob [Keyes] nutqini tugatgandan so'ng, tinglovchilardan biri o'rnidan turib:" Bu termodinamikaning ikkinchi qonunini buzadi ", dedi Juodawlkis.
Tomoshabinlar kulib yuborishdi. Ammo fizik Robert N. Xoll - GEning Schenectady, Nyu-Yorkdagi tadqiqot laboratoriyasida ishlaydigan yarimo'tkazgichlar bo'yicha mutaxassis ularni o'chirdi.
"Bob Xoll o'rnidan turib, nima uchun ikkinchi qonunni buzmaganini tushuntirdi", dedi Juodawlkis. "Bu haqiqiy shov-shuvni yaratdi."
Bir nechta jamoalar ishlaydigan yarimo'tkazgichli lazerni ishlab chiqish uchun poyga qilishdi. Oxir oqibat, g'alaba marjasi bir necha kunga tushdi.
Ajoyib tasodif
Yarimo'tkazgichli lazer suyuq azot bilan to'ldirilgan shisha idish ichida osilgan mayda yarim o'tkazgich kristalidan tayyorlanadi, bu esa qurilmani salqin saqlashga yordam beradi. UMUMIY ELEKTRIK TADQIQOT VA ISHLAB CHIQISH MARKAZI/AIP EMILIO SEGRÈ VISUAL ARXIVLARI
Xoll Keyes va Quistning nutqidan ilhomlanib, samarali, samarali galyum arsenid lazerini yaratish uchun jamoani boshqarishi mumkinligiga ishonch hosil qilib, GEga qaytdi.
U allaqachon yarimo'tkazgichlar bilan ishlagan va "a" deb nomlanuvchi narsani ixtiro qilgan"pin" diodli rektifikator. Yarim o'tkazgich materiali bo'lgan tozalangan geranium kristalidan foydalangan holda, rektifikator o'zgaruvchan tokni DC ga aylantira oladi - bu elektr uzatishda ishlatiladigan qattiq holatdagi yarim o'tkazgichlar uchun muhim rivojlanishdir.
Ushbu tajriba yarimo'tkazgichli lazerlarning rivojlanishini tezlashtirishga yordam berdi. Xoll va uning jamoasi "pin" rektifikatoriga o'xshash o'rnatishdan foydalangan. Ular bir millimetrning uchdan bir qismi bo'lgan galliy arsenid kristalidan kogerent yorug'lik hosil qiluvchi diodli lazerni qurdilar, ikkita ko'zgu orasidagi bo'shliqqa singib ketdilar, shuning uchun yorug'lik bir necha marta oldinga va orqaga qaytarildi. Ixtiro haqidagi xabar 1962 yil 1-noyabrda e'lon qilindi.Jismoniy ko'rib chiqish xatlari.
Xoll va uning jamoasi ishlaganidek, Yorktaun Heights, Nyu-Yorkdagi Uotson tadqiqot markazi tadqiqotchilari ham ishlagan. : Birinchi galliy arsenid lazerini yarating.
Neytan lazerni ishlab chiqish uchun Uilyam P. Dumke, Jerald Berns, Frederik X. Dill va Gordon Lasher kabi tadqiqotchilar guruhini boshqargan. Ular oktyabr oyida topshiriqni bajarishdi va o'z ishlarini bayon qilgan qog'ozni qo'lda topshirishdiAmaliy fizika harflari1962 yil 4 oktyabrda nashr etilgan.
MITning Linkoln laboratoriyasida Quist, Keyes va ularning hamkasbi Robert Rediker o‘z xulosalarini chop etishdi.Amaliy fizika harflari1962 yil 5-noyabr.
Hammasi shu qadar tez sodir bo'ldiki, aNew York Timesmaqola "ajoyib tasodif" haqida hayratda qoldirib, GE matbuot anjumaniga taklifnoma yubormaguncha, IBM rasmiylari GE muvaffaqiyati haqida bilmaganini ta'kidladi. Bu haqda MIT vakili ma'lum qildiVaqtlarGE o'z jamoasidan oldin "bir necha kun yoki bir hafta" muvaffaqiyatga erishgan.
Oktabr oyida IBM ham, GE ham AQSh patentlarini olish uchun ariza topshirgan va oxir-oqibat ikkalasi ham mukofotlangan.
Hozirda har uchala ob'ekt o'z ishlari uchun IEEE tomonidan taqdirlangan.
"Ehtimol, boshqa hech bir joyda yarimo'tkazgichli lazer aloqada bo'lgani kabi katta ta'sir ko'rsatmagan", deb yozadi ETHW yozuviga ko'ra, "har soniyada yarimo'tkazgichli lazer inson bilimlari yig'indisini jimgina yorug'likka kodlab, uni okeanlar va okeanlar bo'ylab tarqatish imkonini beradi. bo'sh joy."
IBM Research yarimo‘tkazgichli lazerida galliy arsenid pn diodi ishlatildi, u meza tuzilishi bilan kichik optik bo‘shliqqa naqshlangan.IBM
Juodawlkis, Linkoln Lab marosimida so'zga chiqib, yarimo'tkazgichli lazerlar "har safar uyali telefonga qo'ng'iroq qilganingizda" yoki "Google ahmoqona mushuk videolari" dan foydalanilishini ta'kidladi.
"Agar biz kengroq dunyoga nazar tashlasak, - dedi u, - yarimo'tkazgichli lazerlar haqiqatan ham axborot asrining asoschilaridan biri".
U o'z nutqini 1963 yilgi iqtibos bilan yakunladiVaqtjurnal maqolasi: "Agar dunyo minglab turli xil teledasturlar o'rtasida tanlovga duch kelsa, infraqizil nurlarining zaif nurlari bilan bir nechta diodlar ularni bir vaqtning o'zida olib yurishi mumkin."
Bu "yarim o'tkazgichli lazerlar nimaga erishganini oldindan ko'ra bilgan" dedi Juodawlkis. "Qo'shma Shtatlarning shimoli-sharqidagi uchta tashkilot 62 yil oldin biz uchun hozir va kelajakda bu imkoniyatlarni taqdim etish uchun nima qilgani ajablanarli."
Texnologiyani tan oladigan plaketlar endi GE, Watson tadqiqot markazi va Linkoln laboratoriyasida namoyish etiladi. Ular o'qiydilar:
1962 yilning kuzida General Electricning Schenectady va Syracuse zavodlari, IBM Tomas J. Watson tadqiqot markazi va MIT Linkoln laboratoriyasi har biri mustaqil ravishda yarimo'tkazgich lazerining birinchi namoyishlari haqida xabar berishdi. Guruch donasidan kichikroq, to'g'ridan-to'g'ri tok in'ektsiyasi yordamida quvvatlanadi va ultrabinafshadan infraqizilgacha bo'lgan to'lqin uzunliklarida mavjud bo'lgan yarimo'tkazgich lazer zamonaviy aloqa, ma'lumotlarni saqlash va aniq o'lchash tizimlarida hamma joyda mavjud bo'ldi.
IEEE Boston, Nyu-York va Schenectady bo'limlari nominatsiyaga homiylik qildi.
IEEE Tarix markazi tomonidan boshqariladigan va donorlar tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan "Milestone" dasturi butun dunyo bo'ylab ajoyib texnik ishlanmalarni tan oladi.SIZDAN