سباق الليزر- نظرة تاريخية لمراحل تطوره

منذ نصف قرن تقريبا رأى اول ليزر النور على يد العالم ثيودور ميمان في 1960. شغل هذا الحدث المهم الصحف ووسائل الاعلام آنذاك. أطلق على الليزر بداعي المزاح انه “حل يبحث عن مشكلة” ولكن يبدو ان هذه المزحة لا تخلوا من حقيقة فقد بات واضحا للعلن ان الليزر هيمن على مجالات عديدة ومختلفة ودخل في صناعات وتطبيقات شتى حتى صنف من اهم ثلاث اختراعات بارزة في منتصف القرن العشرين الى جانب كل من الكومبيوتر والترانزستور.

تاريخ الليزر
تاريخ الليزر

الليزر منتشر في كل مكان في مجتمع القرن الحادي والعشرين، مع تطبيقات في الاتصالات، ومشغلات DVD، والقطع واللحام، وجراحة العيون، وإزالة الوشم، وطب الأسنان، والطب. كل شيء بدأ مع عالم فيزياء وحيد، ثيودور ميمان، الذي تحدى شكوك زملائه المتشككين في بناء أول ليزر عامل في عام 1960. أكسبه هذا الإنجاز لقب “أب صناعة البصريات الكهربائية”.

معاملات آينشتاين البذرة الأولى لليزر

في عام 1917 قدم آينشتاين الأساس النظري للتوازن الديناميكي لوسط مادي مغمور في اشعاع كهرومغناطيسي، يمتص ويعاود الانبعاث بشكل مضاعف في عملية تسمى الآن الانبعاث المحفّز (stimulated emission). استطاع أينشتاين حساب معدلات عمليات الامتصاص، الانبعاث التلقائي، الانبعاث المحفز.

svg

svg

svg

حيث i و j هما المستوى الابتدائي والمستوى النهائي على التوالي. Ni هو عدد الذرات في المستوى الابتدائي و Nj هو عدد الذرات في المستوى النهائي، pv كثافة الطاقة للتردد الزاوي. A هو معامل آينشتاين لمعدل للانبعاث التلقائي، B معامل آينشتاين لكل من معدل الامتصاص ومعدل الانبعاث المحفز. الشكل في الأسفل يوضح العمليات الثلاثة.

معادلات انشتاين الثلاثة
عمليات الامتصاص، الانبعاث التلقائي، الانبعاث المحفز

على الرغم من أن علماء الفيزياء لم يكتشفوا استخدامًا جديدًا لهذا المفهوم حتى الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي. في عام 1953، حصل تشارلز تاونز على براءة اختراع لجهاز أطلق عليه اسم مازر(maser)، من أجل “تضخيم موجات الميكروويف عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع”. لكن التقنية اقتصرت على منطقة الميكروويف من الطيف الكهرومغناطيسي. اعتقد تاونز أنه قد يكون من الممكن الحصول على مزيد من المعلومات من خلال تطوير جهاز ينتج الضوء بأطوال موجية أقصر بكثير، مما يوسع عمل المازر إلى النطاق البصري. كان يعتقد أن أفضل طريقة للقيام بذلك هي استخدام الجزيئات لتوليد الترددات المرغوبة من خلال الانبعاث المحفّز.

سباق الليزر

كان سباق الليزر مستمر على قدم وساق وكان السؤالان الأكثر أهمية آنذاك بين الأوساط العلمية. كيف يمكن تحقيق التوزيع المعكوس؟ وما الذي يمكن استخدامه كوسط فعال؟
ركز كل من تاونز وشاولو على الضخ البصري لمعدن قلوي مبخر مثل البوتاسيوم بمصباح يبعث على شكل خطوط لنفس العنصر. وكما تم ذكره في ابحاثهم الضخ البصري يكون للذرة الشائبة في مادة صلبة شفافة. لكنهم اعتقدوا ان ذلك يتطلب مصدرا ضوئيا يتطابق بدقة مع نطاق الامتصاص لمادة الوسط الفعال. اقترح علي جافان في مختبرات بيل اثارة غاز بالتفريغ الكهربائي، واستقر على نظام يثير فيه ذرات الهيليوم بالتفرريغ الكهربائي، والذي بدوره ينقل الطاقة لذرات النيون المسؤولة عن انبعاث الضوء. أدرج غولدن في طلب براءة الاختراع الخاصة به تلك الاحتمالات في قائمة طويلة وشاملة لانتقالات الليزر المحتملة. ومع ذلك، كان التقدم التجريبي بطيئًا.

بدأ ميمان التحقق من الياقوت لأنه يعرف المادة جيدا وذلك من خلال تصميمه لمازر ميكروويف مضغوط باستخدام بلورات الياقوت. ادعى شاولوا ان الياقوت لا يحقق انبعاث الليزر لأنه نظام من ثلاث مستويات (three-level system)، مع انخفاض خطه الأحمر الى الحالة الأرضية. لإن قياسات أخرى أظهرت بأن تألقه الأحمر غير فعال. لكن بعد ان أجري ميمان قياساته أظهرت النتائج عكس ذلك تماما. وادعى أيضا ان المصابيح عالية الشدة يمكن ان ترفع ذرات الكروميوم في بلورة الياقوت الاحمر الى مستويات الاثارة، وستكون هذه الاثارة أسهل بواسطة النبضات الساطعة للمصباح الوميضي عن طريق وضع قضيب الياقوت داخل مصباح فوتوغرافي وميضي حلزوني، وإحاطة المجموعة بتجويف أسطواني عاكس. يظهر الشكل في الأسفل نموذج الليزر البسيط لميمان.

النموذج الاولي لليزر الذي صممه ثيودور ميمان
النموذج الاولي لليزر الذي صممه ثيودور ميمان 1960

تم اختبار هذا التصميم في 16 مايو 1960، وذلك بزيادة الجهد تدريجيا على المصباح حتى تنمو نبضات الضوء الأحمر أكثر سطوعا وظهرت حينها اشكال الخطوط الطيفية لليزر كما هو متوقع. اختار مختبر هيوز الإعلان عن الليزر في 7 يوليو 1960، في مؤتمر صحفي في نيويورك بعد أن رفضت رسائل المراجعة الفيزيائية بإيجاز تقرير ميمان عن الاكتشاف. شكك بعض الباحثين في هذه الادعاءات. لكن زملاء كولد وزملاء شاولو قاموا ببناء ليزر الياقوت الخاص بهم في غضون أسابيع. على الرغم من انهم لم يشاهدوا سوى بيان هيوز الصحفي.

التسلسل الزمني لتطور الليزر

في عام 1917 اقترح ألبرت آينشتاين العملية التي تجعل الليزر ممكنا وسماها الانبعاث المحفز الى جانب كل من الامتصاص والانبعاث التلقائي. وقدم الصيغ الرياضية للعمليات الثلاثة، من خلال ما يسمى بمعاملات آينشتاين.

حقبة الخمسينيات

في 26 ابريل 1951 ابتكر العالم تشارلز هارد تاونز فكرة
المازر (microwave amplification by stimulated emission of radiation)
في عام 1953، أنتج تشارلز هارد تاون مع طلاب الدراسات العليا جيمس بور جوردون وهربرت زايجر أول مضخم للميكروويف.
في عام 1955 حاول كل من نيكولاي باسوف وأليكساندر بروخوروف في معهد ليبيديف الفيزيائي في موسكو. تصميم وبناء ليزر. اقترحوا طريقة لتحقيق الانبعاث المحفز وأطلقوا عليها “طريقة الضح”.
في عام 1956 طور نيكولاس بلومبيرجين مازر الحالة الصلبة.
في عام 1957 قام تاونز برسم تخطيطي لمازر بصري في دفتر ملاحظاته المختبري.
في عام 1957 قام جورن جولد بتدوين أفكاره لبناء ليزر في دفتر ملاحظاته. وهو اول من صاغ الاختصار “laser”.

الصفحة الأولى من دفتر ملاحظات جوردون جولد
الصفحة الأولى من دفتر ملاحظات جوردون جولد الشهير، حيث صاغ الاختصار LASER ووصف العناصر الأساسية لبنائه.

في عام 1958 نشر كل من تاونز وآرثر شوالو ورقة بحثية مشتركة تتضمن إمكانية تصنيع أجهزة ليزر تعمل في منطقة الطيف الكهرومغناطيسي المرئي والاشعة تحت الحمراء. كشف أيضا كل من باسوف وبروخوروف إمكانية تطبيق مبدأ المازر في منطقة الطيف البصري المرئي.
في عام 1959 قدم كل من جولدن وشركة TRG على طلب براءة اختراع نابعة من أفكار جولد التي تتعلق بالليزر.

حقبة الستينيات

في عام 1960 تم منح تاونز وشوالو براءة اختراع تحت عنوان مختبرات بيل للمازر البصري الذي يسمى الان ليزر. مع طلب رفضهم لادعاءات جولدن وشركة TRG مما سيصبح نزاعا يمتد لثلاثين عاما بشأن براءة الاختراع المتعلقة بالليزر.
في عام 1960: ثيودور إتش ميمان، الفيزيائي في مختبرات أبحاث هيوز في ماليبو، كاليفورنيا، يصنع أول ليزر باستخدام أسطوانة من الياقوت الاصطناعي يبلغ قطرها 1 سم وطولها 2 سم، مع نهايات مطلية بالفضة. عاكسة وقادرة على العمل بمثابة مرنان فابري بيرو. يستخدم ميمان مصابيح التصوير الفوتوغرافي كمصدر لمضخة الليزر. عقد مختبر هيوز في نفس العام في الشهر لسابع مؤتمرا صحفيا للإعلان عن انجاز ميمان.
في نوفمبر1960 عرض كل من بيتر سوروكين وميرك ستيفنسون من مختبر أبحاث IBM ثوماس ووستن ليزر اليورانيوم وهو ليزر الحالة الصلبة ذو أربع مراحل.

في ديسمبر 1960 قام علي جافان وويليام بينيت جونيور ودونالد هيريوت من مختبرات بيل بتطوير ليزر الهيليوم-نيون (HeNe)، أول ليزر يولد شعاعًا مستمرًا من الضوء عند 1.15 ميكرومتر.
في عام 1961 بدأ الليزر في الظهور في السوق التجاري من خلال شركات مثل Trion Instruments Inc. وPerkin-Elmer وSpectra-Physics.
في مارس 1961 في الاجتماع الدولي الثاني للإلكترونيات الكمية قدم روبرت دبليو هيلوارث من مختبرات هيوز عملا نظريا، أنه يمكن إجراء تحسن كبير في ليزر الياقوت من خلال جعل نبضه أكثر قابلية للتنبؤ والتحكم فيه. ويتوقع انه يمكن ان ترتفع القدرة بشكل كبير من خلال التحكم بانعكاسية مرآة الخرج بشكل مفاجئ من قيمة منخفضة الى قيمة مرتفعة (الانعكاسية العالية تحبس الضوء داخل تجويف الليزر والعكس صحيح).

في أكتوبر 1961: أعلن إلياس سنيتسر من شركة البصريات الأمريكية عن أول عملية ليزر لزجاج النيوديميوم (Nd: glass).
ديسمبر 1961: تم إجراء أول علاج طبي باستخدام الليزر على مريض بشري من قبل الدكتور تشارلز كامبل من معهد طب العيون في المركز الطبي
كولومبيا-المشيخية (Columbia-Presbyterian)وتشارلز كويستر من شركة البصريات الأمريكية في مستشفى كولومبيا المشيخية. في مانهاتن. يستخدم ليزر الياقوت البصري لتدمير ورم الشبكية.

في عام 1961 أثبت هيلثورث مع فريد ماكلونج نظريته عن الليزر، حيث قام بتوليد طاقة قصوى أكبر بمئة مرة من تلك الموجودة في ليزر الياقوت العادي باستخدام مغاليق خلية كير للتبديل ذي التحويل الكهربائي (Kerr cell shutters). حيث يطلق على هذه تقنية لتشكيل النبض فائق القدرة اسم Q-switching (تبديل الجودة). تشمل التطبيقات الأولى لهذه التقنية لحام زنبرك الساعة.
في عام 1962 قامت مجموعات في جنرال إلكتريك وآي بي إم ومختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتطوير ليزر زرنيخيد الغاليوم AlAS بالتزامن، وهو جهاز شبه موصل يحول الطاقة الكهربائية مباشرة إلى ضوء الأشعة تحت الحمراء.

في يونيو 1962 أعلنت شركة Bell Labs عن أول ليزر من نوع ياتيريوم المينوم غارنيت (YAG).
في أكتوبر 1962 قام نيك هولونياك جونيور بنشر أعماله حول الصمام الثنائي الليزري GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، وهو مصدر مدمج وفعال للضوء المرئي المتشاكه وهو أساس مصابيح LED الحمراء المستخدمة في مشغلات DVD ومشغلات CDs.
في عام 1963 ابلغ كل من لوجان هارجوف وريتشارد فورك وبولاك عن اول ليزر هيليوم يعمل بتقنية قفل الانماط (mode looking laser or femtosecond laser). وهي تقنية يمكن من خلالها انتاج نبضة ليزرية فائقة القصر حوالي 10-15 الى 10-12 جزء من الثانية.

في عام 1963 اقترح كل من هربرت كرومرمن جامعة كاليفورنيا وسانتا باربرا وفريق رودولف كازارينوف وزهورس الفيروف من معهد ايه اف أيفي للفيزياء التقنية في سانت بطرسبرغ، روسيا، بشكل مستقل افكارا لبناء ليزر اشباه موصلات من وصلة غير متجانسة. ادى هذا العمل الى فوز كرومر وألفروف بجائزة نوبل في عام 2000.
في مارس 1964 وبعد عامين من العمل على ليزر الهيليوم نيون وليزر الزينون اكتشف وليام برجز في مختبرات هيوز للأبحاث ليزر ايوم الارجون النبضي، وهو ليزر ضخم نسبيا وغير كفوء ولكنه يبعث العديد من الاطوال الموجية المرئية والاشعة فوق البنفسجية.
في عام 1964 تم منح كل من تاونز، باسوف، بروخوروف جائزة نوبل في الفيزياء عن عملهم الأساسي في مجال الالكترونيات الكمومية، والذي أدى الى بناء مذبذبات ومضخمات على أساس مبدأ الليزر.

في عام 1964 اخترع كومار باتيل ليزر ثاني أكسيد الكربون في مختبرات بيل. أقوى ليزر يعمل باستمرار في عصره، يُستخدم الآن في جميع أنحاء العالم كأداة قطع في الجراحة والصناعة.
في عام 1964 تم اختراع ليزر الحالة الصلبة Nd: YAG في مختبرات بيل من قبل كل من جوزيف جيوسيك وريتشارد سميث. أثبت الليزر لاحقًا أنه مثالي للتطبيقات التجميلية، مثل تصحيح الرؤية الموضعي للقرنية بمساعدة الليزر (الليزك) وتقشير الجلد.
في عام 1965 تم تطبيق تقنية قفل-الطور (تقنية تتعلق بالتضمين البصري) على ليزرين. وهي خطوة مهمة نحو الاتصالات البصرية.
في عام 1965 تم عرض او ليزر كيميائي من جامعة كاليفورنيا من قبل كل من جيروم كاسبر وجورج بيمنتل. ليزر كورايد الهيدروجين HIC ذو الطول الموجي 3.7µm.

في عام 1966 تم اختراع ليزر الصبغة القابل للتنغيم في مختبر أبحاث هيوز بواسطة ماري سبيث وتم ضخه بواسطة ليزر الياقوت.
في عام 1966 قام جارلس بالعمل مع حورج هوخام في مختبرات الاتصالات القياسية في هارلو المملكة المتحدة، باكتشاف يؤدي الى اختراق في الالياف البصرية. يهتم بكيفية نقل الضوء لمسافات بعيدة عبر الالياف الزجاجية، من الممكن ان يرسل إشارات ضوئية لمسافة 100 كم مقارنة بالألياف السائدة آنذاك التي ترسل الإشارة الضوئية عند 20 كم.
في عام 1966 فاز الفيزيائي الفرنسي ألفريد كاستلر بجائزة نوبل في الفيزياء لطريقته في تحفيز الذرات إلى حالات طاقة أعلى، والتي طورها بين عامي 1949 و1951. كانت التقنية، المعروفة باسم الضخ البصري، خطوة مهمة نحو إنشاء المازر والليزر.

في مارس 1967 اخترع برنارد سوفر وبيل ماكفارلاند ليزر الصبغة القابل للضبط في شركة Korad Corp. في سانتا مونيكا، كاليفورنيا.
في فبراير 1968 في كاليفورنيا، أسس ميمان وغيره من رواد الليزر مجموعة الدفاع عن الليزر، رابطة صناعة الليزر، والتي أصبحت معهد الليزر الأمريكي في عام 1972.

حقبة السبعينيات

في عام 1970 قام باسوف، دانيليشيف ويو بوبوف بتطوير ليزر الإكسيمر في P.N. معهد ليبيديف الفيزيائي.
في ربيع 1970 مجموعة الفيروف في معهد لوف الفيزيائي التقني وكذلك مورت بانيش وايزو هاياشي في مختبرات بيل، قاموا بإنتاج اول ليزر اشباه موصلات ذو موجة مستمرة في درجة حرارة الغرفة. مما يفتح الطريق نحو تسويق الياف الاتصالات البصرية.
في عام 1970 اخترع آرثر آشكين من مختبرات بيل المحاصر البصرية (Optical tweezing or optical trapping) وهي تقنية تستخدم تشتت الضوء لتثبيت كائن في مكانه. أدى ذلك الى تطورات مهمة في علم الفيزياء وعلم الاحياء.

في عام 1971 اخترع تشارلز هنري ليزر البئر الكمي، والذي يتطلب تيارًا أقل بكثير للوصول إلى عتبة الليزر من ليزر الصمام الثنائي التقليدي، وهو أكثر كفاءة بكثير.
في عام 1972 تم استخدام شعاع الليزر في مختبرات بيل لتشكيل أنماط الدوائر الإلكترونية على السيراميك.
في 26 حزيران 1974 تمت اول قراءة باركود بواسطة الليزر على عبوة علكة.
في عام 1975 قام المهندسون في شركة Laser Diode Labs Inc. بتطوير أول ليزر تجاري لأشباه الموصلات يعمل بالنمط المستمرة في درجة حرارة الغرفة. تتيح عملية الموجة المستمرة نقل المحادثات الهاتفية.

في عام 1976 أظهر جون مادي ومجموعته في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا أول ليزر إلكتروني حر (FEL). بدلاً من الوسط الفعال الاعتيادي (صلب، سائل، غاز)، يستخدم FELs حزمة من الإلكترونات التي يتم تسريعها إلى سرعة قريبة من سرعة الضوء، ثم تمر عبر مجال مغناطيسي عرضي دوري لإنتاج إشعاع متشاكه. نظرًا لأن وسيط الليزر يتكون فقط من إلكترونات في فراغ، فإن FELs لا تعاني من تلف المواد أو مشاكل العدسة الحرارية التي تصيب الليزر العادي ويمكن أن تحقق قوى ذروة عالية جدًا.
11 أكتوبر 1977: حصل جولد على براءة اختراع للضخ البصري، ثم استخدم في 80٪ من أجهزة الليزر.
في عام 1978 وصل LaserDisc إلى سوق الفيديو المنزلي. تم استخدام ليزر الهيليوم نيون في المشغلات الأولى لقراءة الوسائط، بينما تم استخدام ليزر الصمام للأشعة تحت الحمراء لاحقًا في مشغلات الأقراص الصلبة.
في عام 1978 وبعد فشل تقنية قرص الفيديو، أعلنت شركة Philips عن مشروع القرص المضغوط (CD).

حقبة الثمانينيات

في عام 1981 حصل شاولو وبلومبيرجين على جائزة نوبل في الفيزياء لمساهمتهما في تطوير التحليل الطيفي بالليزر.
في عام 1982 قام بيتر مولتون من مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتطوير ليزر التيتانيوم- الياقوت (الياقوت الازرق)، المستخدم لتوليد نبضات قصيرة في نطاقات البيكوثانية والفيمتوثانية. يحل ليزر تيتانيوم-ياقوت محل ليزر الصبغة لتطبيقات الليزر القابلة للضبط وفائقة السرعة.

في عام 1985 قام ستيفن تشو (وزير الطاقة الأمريكي، 2009-2013) من مختبرات بيل وزملاؤه باستخدام ضوء الليزر لإبطاء الذرات ومعالجتها. تُستخدم تقنية التبريد بالليزر الخاصة بهم، والتي تسمى أيضًا “الدبس البصري”، للتحقق من سلوك الذرات، مما يوفر نظرة ثاقبة لميكانيكا الكم. فاز كل من تشو كلود وكوهين تنودجي وويليام فيليبس بجائزة نوبل عن هذا العمل في عام 1997.

في عام 1987 قدم ديفيد باين في جامعة ساوثهامبتون في المملكة المتحدة وفريقه مضخمات الألياف المشبعة بالإربيوم (ليزر الالياف البصرية). تعمل هذه المكبرات الضوئية الجديدة على تعزيز الإشارات الضوئية دون الحاجة أولاً إلى تحويلها إلى إشارات كهربائية ثم العودة مرة أخرى إلى الضوء، مما يقلل من تكلفة أنظمة الألياف البصرية لمسافات طويلة.

حقبة التسعينيات

في عام 1994 تم تصنيع أول ليزر أشباه موصلات يبعث عدة اطولا موجية في آن واحد (ليزر الشلال الكمي) في مختبرات بيل قبل كل من جيروم فايست، فيديريكو كاباسو، ديبورا سيفكو، كارلو سيرتوري، ألبرت هتشينسون، الفريد تشو.
في عام 1994 تم الإبلاغ عن أول عرض لليزر نقطي مع كثافة عتبة عالية من قبل نيكولاي.
في نوفمبر 1996 عرض أول ليزر ذري نابض، والذي يستخدم المادة (قذف ذرات، جزيئات، ايونات) بدلاً من الضوء، تم عرضه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بواسطة وولفجانج كيتيرل.
في يناير 1997 أعلن شوجي ناكامورا، وستيفن دينبارز، وجيمس سبيك في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، عن تطوير ليزر نيتريد الغاليوم (GaN) الذي ينبعث منه ضوء أزرق بنفسجي لامع نبضي.

القرن الواحد والعشرون

في سبتمبر 2003 فريق من الباحثين – من مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل، آلا، ومن مركز درايدن لأبحاث الطيران التابع لناسا في قاعدة إدواردز الجوية في كاليفورنيا، ومن جامعة ألاباما في هنتسفيل – نجح في إطلاق أول طائرة تعمل بالليزر. الطائرات. الطائرة، وهيكلها مصنوع من خشب البلسان، يبلغ طول جناحيها 1.5 متر ويزن 311 جرامًا فقط. يتم امدادها بالطاقة بواسطة ليزر أرضي غير مرئي يتتبع الطائرة أثناء الطيران، ويوجه حزمة الطاقة الخاصة بها إلى الخلايا الكهروضوئية والمحمولة على متن الطائرة لتشغيل مروحة الطائرة.

في عام 2004 تم عرض التبديل الإلكتروني في ليزر رامان لأول مرة بواسطة أوزدال بويراز وبهرام جلالي من جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس. يعمل أول ليزر رامان من السيليكون في درجة حرارة الغرفة بقدرة خرج قصوى تبلغ 2.5 واط. على عكس ليزر رامان التقليدي، يمكن تضمين ليزر رامان المصنوع من السيليكون النقي بشكل مباشر لنقل البيانات.

في سبتمبر 2006 أعلن جون باورز وزملاؤه في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، وماريو بانيكيا، مدير معمل تكنولوجيا الفوتونات التابع لشركة إنتل في سانتا كلارا، كاليفورنيا، عن قيامهم ببناء أول ليزر هجين من السيليكون يعمل بالطاقة الكهربائية باستخدام عمليات تصنيع السليكون القياسية. قال بانيكيا إن هذا الاختراق قد يقلل التكلفة لأنابيب البيانات الضوئية على مستوى تيرابت داخل أجهزة الحاسوب المستقبلية.

في مايو 2009 في جامعة روتشستر في نيويورك، أعلن الباحث تشانلي جوو عن عملية جديدة تستخدم نبضات ليزر فيمتو ثانية لجعل المصابيح المتوهجة العادية ذات كفاءة فائقة. نبضة الليزر، التي يتم تسليطها على خيوط مصباح التنجستن، تجبر سطح المعدن على تكوين بنى نانوية تجعل التنجستن أكثر فاعلية في إشعاع الضوء. قال جوو إن هذه العملية يمكن أن تجعل لمبة 100 واط تستهلك كهرباء أقل من لمبة 60 واط.

في يونيو 2009 أطلقت وكالة ناسا المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية (LRO)، وستستخدم هذه المركبة مقياس الارتفاع (Lunar Orbiter Laser Altimeter) لجمع البيانات حول النقاط العالية والمنخفضة على القمر. ستستخدم وكالة ناسا هذه المعلومات لإنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد يمكن أن تساعد في تحديد مواقع الجليد القمري ومواقع الهبوط الآمن للمركبات الفضائية المستقبلية.
في سبتمبر 2009 تستعد أجهزة الليزر لدخول أجهزة الحاسوب المنزلية مع إعلان إنتل عن تقنية الألياف الضوئية Light Peak في منتدى Intel Developer Forum. ويمكنه إرسال واستقبال 10 مليار بت في الثانية، مما يعني أنه يمكنه نقل مكتبة الكونغرس بأكملها في 17 دقيقة.

في نوفمبر 2009 قام فريق دولي من العلماء التطبيقيين بعرض ليزر مضغوط ومتعدد الحزم ومتعدد الأطوال الموجية يبعث في منطقة الأشعة تحت الحمراء. عادةً ما يصدر الليزر حزمة ضوئية واحدة بطول موجة محدد؛ بفضل قدرات الحزم المتعددة، تتمتع أجهزة الليزر الجديدة باستخدامات محتملة في الكشف عن المواد الكيميائية، ومراقبة المناخ، والاتصالات. يقود البحث نانفانغ يو وفيديريكو كاباسو من كلية هارفارد للهندسة والعلوم التطبيقية، وهيروفومي كان من مجموعة الليزر في هاماماتسو للضوئيات، وجيروم فايست من المعهد الفدرالي للتكنلوجيا بزيورخ.

يغطي التسلسل الزمني لتطورات الليزر بين عامي 2010 و2022 مؤشراً على كيفية تقدم الليزر على طول أبعاد مختلفة: الحجم والقوة وعرض النبضة، وطول الموجة والأساليب والمواد ولا يحتوي على اكتشاف او اختراع جوهري بخصوص الليزر. وليس القصد من القائمة أن تكون كاملة أو شاملة.

مصدر1 ، مصدر2 ، مصدر3

Similar Posts

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

One Comment