Wikipedia:WikiProject Fact and Reference Check

Redirect to:

• Quanum optics & laser

== Quantum optics and one of it's applications ==

بصريات الكم هو ميدان البحوث في الفيزياء ، والتعامل مع تطبيق ميكانيكا الكم على الظواهر التي تنطوي على ضوء وتفاعلاته مع المسألة.

محتويات:

تاريخ البصريات الكمومية مفاهيم البصريات الكمومية

: تاريخ البصريات الكمومى

الضوء يتكون من جسيمات تسمى الفوتونات وبالتالي هو بطبيعته "مشوشة" (الكم). بصريات الكم هو دراسة طبيعة وآثار وفوتونات الضوء مكمم. في أول إشارة إلى أن ضوء الكم قد يكون جاء من معهد ماكس بلانك في عام 1899 عندما كان بشكل صحيح على غرار إشعاع الجسم الأسود بافتراض أن تبادل الطاقة بين الخفيفة والمسألة الوحيدة وقعت في كميات منفصلة دعا كمات. انه لم يكن معروفا ما إذا كان مصدر هذه discreteness كانت المسألة أو ضوء. في عام 1905 ، نشر ألبرت أينشتاين نظرية التأثير الكهروضوئي. يبدو أن التفسير الوحيد الممكن لهذا التأثير هو وجود جزيئات تسمى فوتونات الضوء. في وقت لاحق ، أظهرت نيلز بوهر أن الذرات كما الكم ، بمعنى أنها لا يمكن إلا أن تنبعث منها كميات منفصلة من الطاقة. فهم التفاعل بين الضوء والمسألة التالية من هذه التطورات ، ليس فقط شكلت أساسا للبصريات الكمية ، بل أيضا كانت حاسمة بالنسبة لتطوير ميكانيكا الكم ككل. ومع ذلك ، فإن الحقول الفرعية لميكانيكا الكم التعامل مع مسألة التفاعل بين الضوء وأساسا اعتبار البحث في هذه المسألة وليس في ضوء وبالتالي ، تكلم واحد بدلا من الذرة والفيزياء والالكترونيات والكم.

هذا تغير مع اختراع مازر في عام 1953 والليزر في عام 1960. علوم الليزر ، أي البحث في المبادئ ، وتصميم وتطبيق هذه الأجهزة ، أصبح المجال الهام ، وميكانيكا الكم الكامنة الليزر ودرس مبادئ الآن مع مزيد من التركيز على خصائص الضوء ، واسم البصريات الكمية أصبح من المعتاد.

كما علم الليزر اللازمة جيدة الأسس النظرية ، وكذلك لأن هذه البحوث في وسرعان ما ثبت مثمرة للغاية ، والفائدة في البصريات الكمية ارتفعت. في أعقاب أعمال ديراك في مجال نظرية الكم ، وتطبق جورج سودارشان ، روي ج ، وليونارد ماندل نظرية الكم للمجال الكهرومغناطيسي في 1950s و 1960s لتحقيق فهم أكثر تفصيلا لphotodetection والإحصاءات للضوء (انظر درجة التماسك). وأدى هذا إلى إدخال دولة متماسكة كما وصف الكم من ضوء الليزر وإدراك أن بعض الدول من الضوء لا يمكن وصفها مع موجات الكلاسيكية. في عام 1977 ، كيمبل وآخرون. أظهر أول مصدر للضوء الذي يتطلب وصفا والكم : ذرة واحدة أن ينبعث فوتون واحد في وقت واحد. هذا هو اول دليل قاطع على أن الضوء يتكون من فوتونات. دولة أخرى في ضوء الكم مع بعض المزايا أكثر من أي دولة الكلاسيكية ، وتقلص الخفيفة ، وكان قريبا المقترحة. في الوقت نفسه ، والتنمية من البقول قصيرة وقصير جدا الليزر التي أنشأتها سؤال التبديل والتقنيات modelocking - فتحت الطريق لدراسة لا يمكن تخيلها سريع ( "فائق السرعة") العمليات. تطبيقات للبحث في الحالة الصلبة (مثل مطياف رامان) عثر عليها ، والقوى الميكانيكية من الضوء على ما تم درس هذه المسألة. هذا الأخير أدى إلى الرفع والسحب لتحديد المواقع من ذرات أو حتى صغيرة العينات البيولوجية في فخ البصرية أو ملاقط بصرية بواسطة اشعة ليزر. هذا ، جنبا إلى جنب مع دوبلر التبريد كان حاسما التكنولوجيا اللازمة لتحقيق بوس احتفل - اينشتاين التكثيف.

نتائج لافتة أخرى هي مظاهرة من التورط الكم ، والنقل الكوانتي ، و(مؤخرا ، في عام 1995) بوابات منطق الكم. هذه الأخيرة هي التي تهم الكثير من المعلومات في نظرية الكم ، وهو الموضوع الذي نشأ جزئيا من البصريات الكمية ، وذلك جزئيا من علوم الكمبيوتر النظرية.

اليوم في المجالات ذات الاهتمام بين الباحثين الكم البصريات تشمل بارامترية بانخفاض التحويل ، والتذبذب بارامترية ، حتى أقصر (المعلومات لفهم العمليات) نبضات ضوئية ، واستخدام البصريات , الكمية للحصول على معلومات الكم ، والتلاعب من الذرات واحدة ، بوس آينشتاين المكثفات وتطبيقها ،

مفاهيم البصريات الكمومية 

سلم مشغلي إ نشاء والفناء مشغلي التشرد المشغل تناوب المشغل (ميكانيكا الكم) ضغط على المشغل المضادة للمشغل متماثل

وفقا لنظرية الكم ، يمكن النظر في ضوء أن يكون ليس فقط باعتبارها الموجة المغناطيسية الكهربائية ولكن أيضا بوصفها "التيار" من جسيمات تسمى الفوتونات التي تسافر مع ج ، وفراغ من سرعة الضوء. وينبغي لهذه الجسيمات لا يمكن اعتباره الكلاسيكية كرات لعبة البلياردو ، ولكن كما الجسيمات الكمية الميكانيكية التي وصفها انتشار ففونكأيشن] على منطقة محدودة. كل واحد يحمل الجسيمات الكمية من الطاقة تساوي ذات التردد العالي ، حيث ح هو ثابت بلانك وو هو تواتر الضوء. والترشيحات لتكميم الخفيفة من معهد ماكس بلانك في 1899 واكتشاف للصحة العامة لهذه الفكرة في ألبرت اينشتاين في 1905 تعليل التأثير الكهروضوئي الفيزيائيين سرعان ما أدت إلى تحقيق إمكانية انعكاس السكان وإمكانية الليزر.

هذا النوع من استخدام الميكانيكا الاحصائية هي قاعدة مبدأ من أهم المفاهيم الخاصة بالبصريات الكمية : الخفيفة الموصوفة من حيث العاملين الميدانيين من أجل خلق والفناء من الفوتونات ، أي في لغة الكهرباءيه الكم.

وكثيرا ما واجهت الدولة في مجال الضوء هي الدولة متماسكة كما عرضته روي ج في عام 1963. هذه الدولة ، والتي يمكن استخدامها لانتاج ما يقرب من وصف واحد ليزر تردد أعلى بكثير من الحد الأدنى ليزر ، والمعارض Poissonian الفوتون عدد الإحصاءات. عن طريق بعض التفاعلات غير الخطية ، دولة متماسكة يمكن أن تتحول الى دولة متماسكة عصره ، والتي يمكن ان تظهر عظمى أو شبه Poissonean الإحصاءات الفوتون. وهذا ما يسمى ضوء تقلص الخفيفة. الكم غيرها من الجوانب الهامة ذات الصلة الارتباطات الإحصاءات الفوتون بين عوارض مختلفة. على سبيل المثال ، يمكن أن العمليات غير الخطية البارامترية توليد ما يسمى التوأم الحزم ، حيث مثالي لكل فوتون واحد من شعاع يرتبط الفوتون في حزمة أخرى.

ذرات تعتبر المذبذبات ميكانيكا الكم مع مجموعة متميزة في مجال الطاقة مع التحولات بين الطاقة eigenstates يقودها امتصاص أو انبعاث الضوء وفقا لنظرية أينشتاين مع قوة مذبذب اعتمادا على أعداد الكم من الدول.

المواد الصلبة لدولة واحدة يستخدم الطاقة نماذج من الفرقة فيزياء الجوامد. هذا هو المهم في ضوء فهم كيف تم الكشف عن (عادة من قبل الصلبة جهاز الدولة التي تمتص منه) أمر بالغ الأهمية لفهم التجارب.

• and since laser is one of the application of the quantum optics we will study it in the following paragraphs

المصطلحات

من اليسار إلى اليمين : أشعة غاما والأشعة السينية ، والأشعة فوق البنفسجية ، والطيف المرئي والأشعة تحت الحمراء والميكروويف والراديو waves.The كلمة ليزر في الأصل كان العليا الحالة الليزر ، واختصار الخفيفة من التضخيم من الانبعاثات محفز من الإشعاع ، وفيه الضوء على نطاق واسع يدل على الإشعاع الكهرومغناطيسي من أي تردد ، وليس فقط في الطيف المرئي ، وبالتالي ليزر تحت الحمراء وفوق البنفسجية ليزر ، ليزر رونتغن ، وهلم جرا. لأن سلفه الميكروويف من الليزر ، ومازر وضعت ، والأجهزة ، الأولى التي تنبعث منها الموجات والترددات الراديوية يتم الرمز "masers". في الأدبيات الفنية في وقت مبكر ، وبخاصة في أن من الباحثين جرس الهاتف المختبرات ، وكان ليزر وتسمى أيضا مازر البصري ، وهو مصطلح شائع حاليا ، علاوة على ذلك ، منذ عام 1998 ، اعتمدت مختبرات بيل استخدام الليزر. [2] لغويا ، على خلفية تشكيل الفعل إلى عالج بالليزر وسيلة "لإنتاج ضوء الليزر" و "لتطبيق ضوء الليزر إلى" [3]) ، وكلمة ليزر هو غير دقيق في بعض الأحيان يستخدم لوصف غير الليزر ضوء التكنولوجيا ، على سبيل المثال متماسك للدولة نووية هو مصدر الليزر ذرية.

تصميم

المكونات الرئيسية :

  1. مكاسب متوسطة 
  2. الليزر ضخ الطاقة
  3. ارتفاع العاكس
  4. مقرنة المخرجات 
  5. الليزر beamMain 

المادة : ليزر البناء

الليزر يتكون من مكاسب متوسطة داخل تجويف العالية الانعكاس الضوئي ، وكذلك وسيلة لتوفير الطاقة للحصول على المتوسط. على المديين المتوسط هو مكسب مادي مع الخصائص التي تسمح لها تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المستحث. في أبسط أشكالها ، تجويف يتكون من اثنين من المرايا ترتيب من هذا القبيل على ضوء ذلك مستبعد جيئة وذهابا ، وفي كل مرة يمر من خلال مكاسب متوسطة. عادة واحدا من اثنين من المرايا ، ومقرنة الانتاج ، هو شفاف جزئيا. الإخراج شعاع الليزر المنبعث من خلال هذه المرآة.

ضوء محدد الطول الموجي الذي يمر عبر المتوسط كسب يتم تضخيمه (الزيادات في السلطة) ، والمرايا المحيطة ضمان أن معظم ضوء يجعل يمر كثير من خلال كسب المتوسط ، يجري تضخيمها بشكل متكرر. جزء من الضوء الذي هو بين المرايا (وهذا هو ، داخل تجويف) يمر عبر مرآة شفافة جزئيا ويهرب وشعاع من الضوء.

عملية توريد الطاقة اللازمة لتضخيم ما يسمى الضخ. الطاقة وعادة ما تزود بوصفه التيار الكهربائي أو الضوء في طول موجة مختلفة. قد يكون ضوء هذه المقدمة من وميض مصباح أو ربما آخر ليزر. الأكثر عملية ليزر تحتوي على العناصر التي تؤثر على خصائص إضافية ، مثل الطول الموجي للضوء المنبعث وشكل شعاع.

فيزياء الليزر

وقال ليزر الهليوم نيون مظاهرة في Kastler - Brossel مختبر في جامعة. باريس 6. أشعة متوهجة في منتصف هو التفريغ الكهربائية المنتجة في ضوء بنفس الطريقة بمثابة ضوء النيون. هو المتوسطة كسب من خلالها الليزر يمر ، لا شعاع الليزر في حد ذاته ، وهو أمر واضح هناك. شعاع الليزر الصلبان الهواء ويمثل النقطة الحمراء التي تظهر على الشاشة إلى اليمين. الطيف ليزر الهليوم نيون تظهر نقاء عالية جدا الطيفية الجوهرية إلى ما يقرب من جميع أشعة الليزر. قارن مع الابتعاثية طيفية واسعة نسبيا من انبعاث ضوء diode.See أيضا : علوم الليزر والمتوسطة من الحصول على ليزر هي المواد الخاضعة للنقاء ، والحجم ، والتركيز ، والشكل ، والذي يضاعف من الحزم من قبل عملية الانبعاث المستحث. فإنه يمكن لأية دولة : الغازية والسائلة والصلبة أو البلازما. المتوسطة كسب مضخة تمتص الطاقة ، مما يثير بعض الإلكترونات إلى أعلى طاقة ( "متحمس") تنص على الكم. جزيئات يمكن ان تتفاعل مع الضوء على حد سواء عن طريق امتصاص الفوتونات ، أو عن طريق انبعاث الفوتونات. الانبعاثات يمكن أن تكون عفوية أو حفز. في الحالة الأخيرة ، الفوتون المنبعث في نفس الاتجاه على ضوء أن يمر بها. عندما يكون عدد الجزيئات في دولة واحدة متحمس يتجاوز عدد الجسيمات في بعض انخفاض طاقة الدولة ، ويتحقق عكس السكان ومقدار الانبعاث المستحث بسبب الضوء الذي يمر عبر أكبر من كمية الاستيعاب. وبالتالي ، وعلى ضوء يتم تضخيمه. في حد ذاته ، وهذا يجعل مكبر للصوت البصرية. عندما وقع بصري مكبر للصوت وضعت داخل تجويف بصري الرنانة ، واحد يحصل على الليزر.

في ضوء تولد عن طريق الانبعاث المستحث هي مشابهة جدا لإشارة الدخل من حيث الطول الموجي المرحلة ، والاستقطاب. وهذا يعطي ضوء الليزر تماسكها المميزة ، ويسمح ذلك للحفاظ على الاستقطاب موحدة وأحادية اللون في كثير من الأحيان التي وضعتها التصميم البصري تجويف.

التجويف البصري ، وهو نوع من تجويف مرنان ، يحتوي على شعاع من الضوء متماسك بين السطوح العاكسة بحيث يمر الضوء من خلال وسيلة كسب أكثر من مرة قبل أن ينبعث من فتحة الإخراج أو فقدت لحيود أو الاستيعاب. في ضوء تداولها من خلال تجويف ، مرورا المتوسطة كسب ، إذا كسب (التضخيم) في المتوسط الذي هو أقوى من الخسائر مرنان ، لا يمكن للسلطة على ضوء تعميم ترتفع باطراد. ولكن في كل حال الانبعاث المستحث بإرجاع الجسيمات من حالة متحمس للدولة الأرض ، والحد من قدرة متوسطة لاكتساب مزيد من التضخيم. عندما يصبح هذا التأثير القوي ، فإن المكسب هو ان يكون المشبعة. ميزان القوى مضخة ضد التشبع مكاسب وخسائر تجويف ينتج قيمة التوازن في السلطة ليزر داخل التجويف ، وهذا التوازن الذي يحدد النقطة التي تعمل ليزر. إذا اختارت السلطة مضخة صغيرة جدا ، فإن المكسب ليس كافيا للتغلب على الخسائر مرنان ، والليزر سوف تنبعث القوى فقط خفيفة صغيرة جدا. الحد الأدنى للضخ الطاقة اللازمة لبدء العمل ليزر يطلق على عتبة lasing. المتوسطة كسب سيعظم أي الفوتونات يمر عليه ، وبغض النظر عن الاتجاه ، ولكن فقط للفوتونات تتوافق مع تجويف إدارة لتمرير أكثر من مرة من خلال المديين المتوسط وحتى يكون التضخيم الكبير.

شعاع في تجويف والإخراج من شعاع الليزر ، وإذا كانت تحدث في الفضاء الحر بدلا من الدليل الموجي (كما هو الحال في الألياف الضوئية ليزر) ، هي ، في أفضل الأحوال ، وانخفاض أجل غاوسي الحزم. ولكن هذا نادرا ما يحدث مع ليزر قوية. إذا كان الشعاع ليس الترتيب المنخفض شكل الغاوسي ، وسائط عرضية من الشعاع لا يمكن أن توصف بأنها تراكب هيرميت - غاوسي أو اجير - غاوسي أشعة (ليزر مستقرة تجويف). مرنانات الليزر غير المستقرة من جهة أخرى ، وقد تبين أن إنتاج فركتل على شكل أشعة. [4] والحزم قد يكون موازى للغاية ، والذي يتم بالتوازي دون متباينة. ومع ذلك ، يمكن شعاع موازى تماما لا يمكن إنشاؤها ، وذلك بسبب الانحراف. شعاع موازى يظل على مسافة والتي تختلف مع مربع قطر الشعاع ، وتتباعد في نهاية المطاف في زاوية وهي تختلف عكسيا مع شعاع قطره. وهكذا ، تم إنشاؤها بواسطة شعاع ليزر صغيرة المختبر مثل ليزر الهليوم نيون ينتشر الى حوالى 1.6 كم (1 ميل) قطرها إذا أشرق من الأرض إلى القمر. وبالمقارنة ، فإن ناتج نموذجي ليزر اشباه الموصلات ، وذلك بسبب قطرها صغير ، يحيد تقريبا حالما يترك فتحة ، في زاوية من أي شيء تصل إلى 50 درجة. ومع ذلك ، يمكن أن تتحول هذه الحزمة أن تكون متباينة في شعاع موازى من خلال العدسة. في المقابل ، على ضوء من مصادر غير ضوء الليزر لا يمكن أن يكون عن طريق موازى البصريات كذلك.

على الرغم من أن ظاهرة الليزر اكتشفت بمساعدة فيزياء الكم ، فإنه ليس بالضرورة أكثر ميكانيكا الكم من مصادر الضوء الأخرى. ويمكن تشغيل ليزر الإلكترون الحر يمكن تفسيرها دون الرجوع إلى ميكانيكا الكم.

أساليب عملها إخراج الليزر قد تكون مستمرة ثابتة سعة الانتاج المعروفة باسم (الأسلحة الكيميائية أو موجة مستمرة) ، أو على شكل نبضات ، وذلك باستخدام تقنيات سؤال والتبديل ، modelocking ، أو الحصول على التبديل. نابض في العملية ، لا يمكن تحقيق أعلى بكثير من الذروة تكون القوى.

بعض أنواع الليزر ، مثل أشعة الليزر ، وصبغ vibronic ليزر الحالة الصلبة يمكن أن تنتج الضوء على طائفة واسعة من الأطوال الموجية ، وهذه الخاصية يجعلها مناسبة للغاية لتوليد نبضات قصيرة من الضوء ، على أمر من femtoseconds قليلة (10-15 ق ).

استمرار موجة عمليات في موجة مستمرة (الأسلحة الكيميائية) طريقة عملها ، والإخراج ليزر هي ثابتة نسبيا فيما يتعلق الوقت. على عكس السكان المطلوبة لlasing باستمرار تحتفظ بها مصدرا ثابتا مضخة.

عملية نابض نابض في وضع التشغيل ، والإخراج ليزر يختلف بالنسبة للوقت ، وعادة ما تتخذ شكل بالتناوب 'على' و 'قبالة' الفترات. في كثير من التطبيقات واحد يهدف إلى إيداع والطاقة قدر الإمكان في مكان معين في وقت قصير كما ممكن. في التذرية الليزر على سبيل المثال ، يمكن لكمية صغيرة من المواد على سطح قطعة العمل تتبخر إذا كان يحصل على الطاقة اللازمة لتسخين أنه حتى الآن بما فيه الكفاية في وقت قصير جدا. إذا ، ومع ذلك ، بنفس الطاقة وتنتشر على مدى فترة زمنية أطول ، قد الحرارة لديه الوقت لتفريق في الجزء الأكبر من هذه القطعة ، وأقل يتبخر المادية. هناك عدد من الأساليب لتحقيق هذا الهدف.

في سؤال للتحول الليزر ، وانعكاس السكان (وعادة ما ينتج في بنفس الطريقة التي الأسلحة الكيميائية العملية) هو السماح للبناء من خلال جعل ظروف تجويف (و'س') غير المواتية لlasing. ثم ، عندما ضخ الطاقة المخزنة في المتوسط الليزر هو على المستوى المطلوب ، و'س' يتم تعديل (الكهربائية أو صوتية ، بصريا) في تهيئة الظروف المواتية ، والإفراج عن النبض. هذه النتائج في القوى ذروة عالية ومتوسط القوة ليزر (كان يشغل في ذلك الأسلحة الكيميائية واسطة) معبأة في إطار زمني أقصر.

Modelocking

المادة الرئيسية : Modelocking

الليزر modelocked تنبعث منه نبضات قصيرة للغاية بناء على أمر من عشرات picoseconds انخفض إلى أقل من 10 femtoseconds. هذه الحبوب عادة مفصولة عن الوقت الذي يستغرقه لإكمال نبضة واحدة ذهابا وإيابا في تجويف مرنان. نظرا للحد من فورييه (المعروف أيضا باسم الطاقة وعدم اليقين الوقت) ، ونبض مثل طول الزمني القصير لها طيف والذي يتضمن مجموعة واسعة من الأطوال الموجية. وبسبب هذا ، يجب أن يكون وسيلة ليزر لديها ما يكفي من الحصول على لمحة واسعة لتضخيم لهم جميعا. على سبيل المثال من مادة مناسبة من التيتانيوم - مخدر ، نمت بشكل مصطنع الياقوت (تي : الياقوت).

الليزر modelocked هو أداة أكثر تنوعا للبحث العمليات يحدث في وقت سريع للغاية المقاييس المعروفة أيضا باسم femtosecond الفيزياء والكيمياء والعلوم femtosecond فائق السرعة ، لتعظيم تأثير غير خطية في المواد البصرية (على سبيل المثال في الجيل الثاني من التوافقية ، بارامترية بانخفاض التحويل ، المؤشرات الضوئية بارامترية وما شابه ذلك) ، والتذرية في التطبيقات. مرة أخرى ، وذلك بسبب فترات زمنية قصيرة المعنية ، ويمكن لهذه القوى تحقيق الليزر عالية للغاية.

نابض الضخ طريقة أخرى لتحقيق عملية ليزر نبضية يتم ضخ المواد الليزر مع مصدر هذا هو في حد ذاته نابض ، إما عن طريق الشحن الالكترونية في حالة flashlamps ، أو آخر ليزر الذي هو بالفعل نابض. نابض ضخ كانت تاريخيا تستخدم أشعة الليزر مع صبغة حيث المقلوب السكان عمر جزيء الصبغة كانت قصيرة للغاية أن الطاقة العالية ، وهناك حاجة لضخ سريع. طريقة للتغلب على هذه المشكلة كان لتهمة حتى المكثفات الكبيرة التي تحولت بعد ذلك لأداء خلال flashlamps ، وانتاج واسع الطيف فلاش مضخة. نابض ضخ مطلوب أيضا ليزر الذي يعرقل المتوسطة كسب الكثير من خلال عملية الليزر التي lasing وقد وقف لفترة قصيرة. يمكن لهذه الليزر مثل الليزر excimer ويزر بخار النحاس ، لم يتم تشغيله في وضع الأسلحة الكيميائية.

التاريخ :

الاسس : في عام 1917 ، أنشأت ألبرت أينشتاين الأسس النظرية ليزر ومازر في ورقة زور Quantentheorie دير Strahlung (على نظرية الكم من الإشعاعات) ؛ عن طريق إعادة الاشتقاق من معهد ماكس بلانك للقانون الإشعاع ، من الناحية النظرية على أساس معاملات احتمال (آينشتاين معاملات) لاستيعاب ، انبعاث عفوي ، والانبعاث المستحث للإشعاع الكهرومغناطيسي ، في عام 1928 ، وأكد رودلف دبليو Ladenburg في الوجود من ظاهرة الانبعاث المستحث وامتصاص سلبية ؛ [5] في عام 1939 ، وتوقع فالنتين ألف فابريكانت استخدام المحفز لتضخيم "قصيرة" موجات ؛ [6] في عام 1947 ، ويليس E. الخروف والصليب الأحمر وجدت Retherford الظاهر الانبعاث المستحث في أطياف الهيدروجين وتنفذ اول تظاهرة من الانبعاث المستحث ؛ [7] في عام 1950 ، وألفريد Kastler (جائزة نوبل لل الفيزياء عام 1966) اقترحت طريقة لضخ البصري ، أكدت التجربة ، وبعد مرور عامين من Brossel ، Kastler ، وشتاء. [8] وفي 16 أيار عام 1960 ، أظهر ثيودور ميمان أول ليزر وظيفية هيوز في مختبرات البحوث ، [9] عرض التكنولوجيا التطبيقية تستخدم في الغالب لتخزين البيانات ، عن طريق أجهزة التخزين البصرية ، مثل مشغل الأقراص المدمجة ومشغل اسطوانات مدمجة ، وفيه ليزر أشباه الموصلات ، وأقل من ملليمتر واسعة ، يمسح سطح القرص ، والثاني هو الأكثر تطبيق الالياف البصرية الاتصالات ، والأجهزة ذات الصلة ، على سبيل المثال قارئ باركود ، طابعة ليزر ، مؤشر ليزر. [عدل]

مازر المادة الرئيسية : المازر في عام 1953 ، أنتجت تشارلز ه. تاونز وطلاب الدراسات العليا جيمس جوردون وهربرت P. J. Zeiger أول الميكروويف مكبر للصوت ، وهو يعمل الجهاز على مبادئ مماثلة ليزر -- ولكن تضخيم الموجات الدقيقة للإشعاع ، بدلا من إشعاعات الأشعة تحت الحمراء أو مرئية ، ومع ذلك ، وتاونز مازر كان غير قادر على الانتاج المستمر. غضون ذلك ، في الاتحاد السوفياتي والروسي نيكولاي باسوف وألكسندر بروخوروف كانت تعمل بشكل مستقل عن مذبذب الكم ، وأنتجت أول مازر عندما تحل مشكلة مستمرة نظم الانتاج ، وذلك باستخدام أكثر من عقدين من مستويات الطاقة. هذه النظم مازر قد يفرج عن حفز الانبعاثات من دون الوقوع في حالة الأرض ، وبالتالي الحفاظ على عكس السكان. في عام 1955 ، اقترح بروخوروف وباسوف بصري ضخ متعدد مستوى النظام ، كوسيلة للحصول على عكس السكان ، في وقت لاحق من الأسلوب الرئيسي ليزر الضخ.

تاونز التقارير أنه يعارض من قبل زملاء له أكاديميا البارزة عدة -- من بينها نيلز بوهر ، جون فون نيومان ، رابي ، Polykarp Kusch ، وتوماس ليويلين H. -- بحجة أن مازر كان مستحيلا من الناحية النظرية. [1] وفي عام 1964 ، تشارلز ه. تاونز والروسي نيكولاي باسوف ، وألكسندر بروخوروف على جائزة نوبل في الفيزياء ، "من أجل العمل الأساسية في مجال الالكترونيات الكم ، مما أدى إلى بناء مؤشرات التذبذب ومكبرات الصوت على أساس مازر الليزر حيث المبدأ".

ليزر في عام 1957 ، وتشارلز تاونز الصلبة وآرثر ليونارد Schawlow ، ثم في مختبرات بيل ، وبدأت دراسة جادة ليزر الأشعة تحت الحمراء. كما الأفكار المتقدمة ، وتخلوا عن الأشعة تحت الحمراء لتركز بدلا من ذلك على الضوء المرئي. مفهوم الأصل كانت تسمى بصري "مازر". في عام 1958 ، مختبرات بيل قدم طلب براءة اختراع لمازر الضوئية المقترحة ؛ وSchawlow تاونز وقدمت مخطوطة من حساباتهم إلى مراجعة النظرية المادية ، التي نشرت هذا العام في المجلد 112 ، العدد 6.

ليزر محمول : الصفحة الأولى من دفتر فيه جوردون جولد صاغ عبارة الليزر ، ووصف عناصر تكنولوجية لانشاء device.Simultaneously ، في جامعة كولومبيا ، طالب دراسات عليا جوردون جولد كان يعمل على اطروحة دكتوراه حول مستويات الطاقة من الثاليوم متحمس. عندما التقى غولد وتاونز ، وتحدث عن انبعاث الاشعاع ، كموضوع عام ؛ بعد ذلك ، في نوفمبر تشرين الثاني 1957 ، لاحظت جولد لافكاره "ليزر" ، بما في ذلك استخدام مرنان فتح (في وقت لاحق ليزر جهاز مكون أساسي). وعلاوة على ذلك ، في عام 1958 ، بروخوروف مستقل المقترحة باستخدام مرنان مفتوحة ، ونشرت لاول مرة ظهور (الاتحاد السوفياتي) لهذه الفكرة. في مكان آخر ، قد وافقت في الولايات المتحدة ، وSchawlow تاونز مفتوح ليزر مرنان تصميم -- على ما يبدو على علم بروخوروف منشورات وغولد في أعمال غير منشورة ليزر.

في مؤتمر عقد في عام 1959 ، نشرت جوردون جولد ليزر الأجل في ورقة والليزر ، الخفيفة التضخيم من الانبعاثات محفز من الإشعاع. [10] [11] جولد نية لغوية كان يستخدم "معاصر الجسيمات كلمة" باعتبارها لاحقة -- على وجه الدقة للدلالة على طيف الضوء المنبعث من جهاز الليزر ، وهكذا الأشعة السينية : xaser ، الأشعة فوق البنفسجية : uvaser ، وهلم جرا ؛ لا شيء ضعت نفسها في الأجل المنفصلة ، على الرغم من "raser" كان لفترة وجيزة الشعبي لتدل على الترددات الراديوية التي تبعث الأجهزة.

غوولد تضمنت ملاحظات والتطبيقات الممكنة ليزر ، مثل مقياس الطيف ، التداخل ، والرادار ، والاندماج النووي. وتابع تطوير هذه الفكرة ، وقدم طلب براءة اختراع في نيسان / أبريل 1959. مكتب براءات الاختراع الأمريكي رفض طلبه ، وحصل على براءة اختراع لمختبرات بيل ، في عام 1960. والذي اثار والعشرين ثمانية الدعوى العام ، تبرز المكانة العلمية والمال كما هو على المحك. غوولد فاز بأول ، وبراءات الاختراع طفيفة في عام 1977 ، ومع ذلك لم يكن حتى عام 1987 التي فاز في الأولى ، قضية انتصار كبير البراءة ، عندما أمر قاض اتحادي في الولايات المتحدة ومكتب براءات الاختراع لإصدار براءات الاختراع لجولد لبصريا ضخ وتصريف الغاز أجهزة الليزر.

في عام 1960 ، ثيودور الميمان شيدت أول عمل الليزر ، [12] في مختبرات أبحاث هيوز ، ماليبو ، كاليفورنيا ، قبل فرق بحثية عديدة ، بما في ذلك تلك التي تاونز ، في جامعة كولومبيا ، آرثر Schawlow ، في مختبرات بيل ، [13] وغولد ، في ترغ (البحوث التقنية مجموعة) شركة. الميمان ليزر الفنية المستخدمة في الحالة الصلبة flashlamp ضخ الاصطناعية الكريستال روبي لإنتاج ضوء الليزر الحمراء ، في طول موجي 694 نانومتر ، ولكن الجهاز الوحيد القادر على تشغيل نابض ، لما له من الثلاثة على مستوى ضخ مخطط التصميم. في وقت لاحق في عام 1960 ، والايراني علي الفيزيائي جوان ، ووليام بينيت ، ودونالد هريوت ، شيدت أول ليزر الغاز ، وذلك باستخدام الهيليوم والنيون ، في وقت لاحق ، جوان تلقى جائزة البرت اينشتاين في عام 1993. باسوف وجوان المقترحة لأشباه الموصلات ليزر ديود مفهوم. في عام 1962 ، أظهر روبرت N. قاعة أول جهاز ليزر ديود ، والمصنوعة من زرنيخيد الغاليوم وتنبعث في 850 نانومتر وبالقرب من الموجات تحت الحمراء من الطيف. في وقت لاحق ، في عام 1962 ، ونيك Holonyak ، الابن أظهر أول ليزر اشباه الموصلات لانبعاثات مرئية ، مثل الغاز جهاز ليزر في وقت مبكر ، ويمكن في وقت مبكر لأشباه الموصلات الليزر لا يمكن استخدامه إلا في نابض عملية الحزم ، وعند تبريدها إلى درجات حرارة النتروجين السائل (77 ˚ كاف). في عام 1970 ، زوريس الفيروف ، في الاتحاد السوفياتي ، وIzuo هاياشي ومورتون Panish من مختبرات جرس الهاتف أيضا تطويرها بشكل مستقل درجة حرارة الغرفة ، واستمرار ليزر ديود العملية ، وذلك باستخدام هيكل heterojunction.

Notes and references

1. ^ Conceptual physics, Paul Hewitt, 2002 2. ^ "Schawlow and Townes invent the laser". Lucent Technologies. 1998. http://www.bell-labs.com/about/history/laser/. Retrieved 2006-10-24. 3. ^ Dictionary.com - "lase" 4. ^ G.P. Karman, G.S. McDonald, G.H.C. New, J.P. Woerdman, "Laser Optics: Fractal modes in unstable resonators", Nature, Vol. 402, 138, 11 November 1999. 5. ^ Steen, W. M. "Laser Materials Processing", 2nd Ed. 1998. 6. ^ (Italian) Il rischio da laser: cosa è e come affrontarlo; analisi di un problema non così lontano da noi ("The risk from laser: what it is and what it is like facing it; analysis of a problem which is thus mot far away from us."), PROGRAMMA CORSO DI FORMAZIONE OBBLIGATORIO ANNO 2004, Dimitri Batani (Powerpoint presentation >7Mb). Retrieved 1 January 2007. 7. ^ Steen, W. M. "Laser Materials Processing", 2nd Ed. 1998. 8. ^ The Nobel Prize in Physics 1966 Presentation Speech by Professor Ivar Waller. Retrieved 1 January 2007. 9. ^ Townes, Charles Hard. "The first laser". University of Chicago. http://www.press.uchicago.edu/Misc/Chicago/284158_townes.html. Retrieved 2008-05-15. 10. ^ Gould, R. Gordon (1959). "The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation". in Franken, P.A. and Sands, R.H. (Eds.). The Ann Arbor Conference on Optical Pumping, the University of Michigan, 15 June through 18 June 1959. pp. 128. OCLC 02460155.

11. ^ Chu, Steven; Townes, Charles (2003). "Arthur Schawlow". in Edward P. Lazear (ed.),. Biographical Memoirs. vol. 83. National Academy of Sciences. pp. 202. ISBN 0-309-08699-X. 12. ^ Maiman, T.H. (1960). "Stimulated optical radiation in ruby". Nature 187 (4736): 493–494. doi:10.1038/187493a0. 13. ^ Hecht, Jeff (2005). Beam: The Race to Make the Laser. Oxford University Press. ISBN 0-19-514210-1. 14. ^ "Air Force Research Lab's high power CO2 laser". Defense Tech Briefs. http://www.afrlhorizons.com/Briefs/Feb04/ML0315.html. 15. ^ Csele, Mark (2004). "The TEA Nitrogen Gas Laser". Homebuilt Lasers Page. http://www.technology.niagarac.on.ca/people/mcsele/lasers/LasersTEA.htm. Retrieved 2007-09-15. 16. ^ "Deep UV Lasers" (PDF). Photon Systems, Covina, Calif. http://www.photonsystems.com/pdfs/duv-lasersource.pdf. Retrieved 2007-05-27. 17. ^ Schuocker, D. (1998). Handbook of the Eurolaser Academy. Springer. ISBN 0412819104. 18. ^ C. Stewen, M. Larionov, and A. Giesen, “Yb:YAG thin disk laser with 1 kW output power,” in OSA Trends in Optics and Photonics, Advanced Solid-State Lasers, H. Injeyan, U. Keller, and C. Marshall, ed. (Optical Society of America, Washington, DC., 2000) pp. 35-41. 19. ^ "Picolight ships first 4-Gbit/s 1310-nm VCSEL transceivers", Laser Focus World, December 9, 2005, accessed 27 May 2006 20. ^ a b Fildes, Jonathan (2007-09-12). "Mirror particles form new matter". BBC News. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6991030.stm. Retrieved 2008-05-22. 21. ^ Hecht, Jeff (May 2008). "The history of the x-ray laser". Optics and Photonics News (Optical Society of America) 19 (5): 26–33. 22. ^ Robinson, Clarence A. (1981). "Advance made on high-energy laser". Aviation Week & Space Technology (23 February 1981): 25–27. 23. ^ Charles H. Townes (2003). "The first laser". in Laura Garwin and Tim Lincoln. A Century of Nature: Twenty-One Discoveries that Changed Science and the World. University of Chicago Press. pp. 107–12. ISBN 0-226-28413-1. http://www.press.uchicago.edu/Misc/Chicago/284158_townes.html. Retrieved 2008-02-02. 24. ^ Kincade, Kathy and Stephen Anderson (2005) "Laser Marketplace 2005: Consumer applications boost laser sales 10%", Laser Focus World, vol. 41, no. 1. (online) 25. ^ Steele, Robert V. (2005) "Diode-laser market grows at a slower rate", Laser Focus World, vol. 41, no. 2. (online) 26. ^ George M. Peavy, "How to select a surgical veterinary laser", veterinary-laser.com. URL accessed 14 March 2008. 27. ^ Tyrell, James, "Diode lasers get fundamental push to higher power", optics.org. URL accessed 27 May 2006. 28. ^ Heller, Arnie, "Orchestrating the world's most powerful laser." Science and Technology Review. Lawrence Livermore National Laboratory, July/August 2005. URL accessed 27 May 2006. 29. ^ Schewe, Phillip F.; Stein, Ben (9 November 1998). "Physics News Update 401". American Institute of Physics. http://newton.ex.ac.uk/aip/physnews.401.html#3. Retrieved 2008-03-15. 30. ^ PowerLabs CO2 LASER! Sam Barros 21 June 2006. Retrieved 1 January 2007. 31. ^ Howto: Make a DVD Burner into a High-Powered Laser 32. ^ http://news.bbc.co.uk/1/hi/technology/7990013.stm 33. ^ Pae, Peter, "Northrop Advance Brings Era Of The Laser Gun Closer", Los Angeles Times, March 19, 2009., p. B2. http://articles.latimes.com/2009/mar/19/business/ 34. L. Mandel, E. Wolf Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge 1995) 35. D. F. Walls and G. J. Milburn Quantum Optics (Springer 1994) 36. C. W. Gardiner and Peter Zoller, Quantum Noise, (Springer 2004). 37. M. O. Scully and M. Zubairy Quantum Optics (Cambridge 1997) 38. W. P. Schleich Quantum Optics in Phase Space (Wiley 2001)

eng . ahmed samy abd el hamid

 faculty of engineering
   cairo university