A Lézer


Különböző hullámhosszú lézerek (Forrás: Wikipédia)


Hatvan évvel ezelőtt, ezen a napon sikerült Theodore Maiman amerikai mérnök-fizikusnak először létrehozni működőképes optikai lézert. A lézer kifejezésről sok minden eszünkbe jut, elkezdve a különböző lézerműtétektől, lézernyomtatóktól egészen a sci-fi filmekben megjelenő lézerfegyverekig. A találmánynak rengeteg alkalmazása van és ezek közül a legtöbbel a mindennapokban is találkozunk.


A lézer szó az angol laser magyarított változata, ami tulajdonképpen a „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” kifejezés rövidítése. Ez magyarra fordítva fényerősítés gerjesztett sugárkibocsátással. A működésének fizikai háttere azon a nagyon fontos megállapításon alapul, miszerint a fénynek kettős természete van: hullám és részecske. A gerjesztett vagy stimulált emisszió Einstein 1916-os elméleti felfedezésének köszönhető, melynek lényege: hogyha egy atom elektronját magasabb energiaszintű pályára juttatjuk, vagyis az elektron gerjesztett állapotba kerül, akkor később, az elektron a stabilabb (alacsonyabb energiasztintű) pályára való visszatértekor fényt fog kibocsátani. Pontosabban ez a fény foton formájában fog kibocsátódni, ami a fény részecskéje, és ennek egy jól meghatározható, állandó hullámhossza van.


A lézer belsejében is leegyszerűsítve ez a folyamat játszódik le. A lézernyaláb különleges tulajdonsága, a természetes és más mesterségesen előállított fényhez képest, hogy a nagyon keskeny nyaláb szinte párhuzamos fénysugarakból áll, valamint a térbeli és időbeli koherencia. A térbeli koherencia biztosítja hogy a lézer nagyon kis pontban fókuszálódjon és nagyon nagy távolságok esetén is keskeny nyaláb maradjon. Az időbeli koherencia pedig csak egy nagyon szűk frekvenciatartományt tesz lehetővé a lézer számára, így egyszínű lesz a nyaláb. Ennek köszönhetően léteznek különböző színű lézerek, de ne tévesszen meg bennünket a fény fogalma, hiszen léteznek ultraibolya, röntgen vagy gamma lézerek is, amelyek a látható tartományon kívül esnek.


A fent említett tulajdonságoknak köszönhetően rengeteg technológiai alkalmazása van a lézernek. Kulcsfontosságú a mai modern optikai szálas kommunikációban, ezáltal lehetővé teszi az internet működését. A ma már egyre inkább csökkenő figyelmet kapó CD és DVD lejátszók is egy lézerolvasó segítségével működnek. Ezen kívül számos gyártási folyamatra, vágásra, ragasztásra, 3D nyomtatásra vagy éppen 3D szkennelésre használható a lézertechnológia. A radarhoz hasonló LIDAR technológia lézer alapú távérzékelést jelent, ezt például a földfelszín háromdimenziós letérképezésére alkalmazzák. Az orvoslásban nagyon elterjedt beavatkozás a lézeres szemműtét, a rákos daganatok lézerrel való eltávolítása vagy a különböző kozmetikai kezelések.


Mivel a lézernyaláb nagyon kis pontban koncentrálódik, így kis felületen nagyon nagy teljesítményt képes kifejteni, ezen alapulnak a lézervágó gépek. Így vigyázni kell még a „hobbi” lézerekkel is, mint például a kis teljesítményű lézer mutatókkal, mert az erős fókuszáltság miatt szembe kerülve komoly károsodásokat okozhat. Theodore Maiman a lézert viccesen a Gillette pengéhez hasonlította.


Érdekességként megjegyezzük, hogy Theodore Maiman a később számtalan felhasználáshoz vezető találmányát először az amerikai Physical Review Letters szakfolyóiratban szerette volna publikálni. Erre egy elutasító levelet kapott, amely szerint a kiadó nem volt érdekelt a témában és ezért nem publikálták a cikkét. Ezután a brit Nature folyóirathoz küldte be és végül az első lézerekről szóló tudományos cikk nem Amerikában, hanem az Egyesült Királyságban jelent meg.


A hét további évfordulóiról pedig A Hétben lehet több érdekességet olvasni.


Puskás Dávid

Főtámogató:

© 2020 Éter - Érted.