Гиперболоид идет по свету
«Создатели российских лазеров». М., «Столичная энциклопедия», 2016, 448 стр.
Сборник посвящен истории создания, испытаний и промышленного производства отечественных лазеров. Авторы показали вклад ученых, инженеров, конструкторов, руководителей предприятий, технологов и военных специалистов.
Изобретение лазера предсказал Алексей Толстой. По функциональности гиперболоид инженера Гарина выглядит как прототип. Но еще до написания знаменитого романа возможность индуцировать излучение внешним электромагнитным полем предрек Альберт Энштейн.
В России в 1939 году сотрудник Московского энергетического института Валентин Фабрикант сформулировал принцип усиления электромагнитного излучения для среды, в которой можно создать инверсную, то есть возрастающую с увеличением энергетического уровня, населенность электронами их атомных орбит. В 1951-м была подана заявка на изобретение нового способа усиления электромагнитного излучения УФ-, видимого, ИК- и радиодиапазонов, но опубликована она была только в 1959-м. К тому времени Николай Басов и Александр Прохоров разработали квантовый генератор – усилитель микроволн с помощью индуцированного излучения, активной средой которого является аммиак: мазер (от английского Microwave Amplification by Stimulated Emission). Это изобретение стало принципиальной основой. Александр Прохоров, продолжая работу в том же направлении, использовал для создания лазера резонатор Фабри – Перо, представляющий собой два параллельных зеркала, одно из которых полупрозрачно.
В мае 1960-го американский физик Теодор Майман изобрел первый рабочий лазер с длиной волны 0,69 мкм. Для создания излучения он использовал искусственный рубин, импульсную лампу и резонатор. Из-за получившегося оттенка Майман назвал свою конструкцию рубиновым лазером. Тогда же американцы Чарльз Таунс и Артур Шавлов запатентовали изобретение.
В 1964 году создатели лазера получили Нобелевскую премию. В историю вошли имена Чарльза Таунса, Николая Басова и Александра Прохорова.
Последующие годы были насыщены открытиями и изобретениями, инженерными и конструкторскими предложениями. Головным научным центром, где выполнялись пионерские работы по лазерам, стал Физический институт им. П. Н. Лебедева АН СССР. В 1962-м после утверждения первой госпрограммы исследований к выполнению работ подключились коллективы других НИИ, КБ и вузов. К середине 60-х их количество превысило 100. Над темой серьезно работали в КБ-1, ЦКБ «Луч», ГОИ им. Вавилова, НИИ «Полюс».
Создание лазеров привело к революционному развитию смежных отраслей науки, в первую очередь нелинейной оптики, открывшей совершенно новые явления и возможности их практических применений. Появились реальные основы, а вскоре и технические возможности для преобразования частоты света, генерации гармоник, получения коротких и сверхкоротких импульсов излучения поистине фантастической мощности. Большую роль в этом сыграло использование лазеров с «модулированной добротностью», позволивших на порядки увеличить импульсную мощность излучения.
Нелинейная оптика открыла новые области применения света в науке, технике и производстве. Началось теоретическое и экспериментальное изучение физики взаимодействия лазерного излучения с веществом. На основе нелинейной оптики было реализовано «обращение волнового фронта», что значительно расширило возможности лазерных систем и приборов. По мнению ученых, в будущем они сыграют важную роль в производстве электроэнергии. Лазерное индуцирование ядерного синтеза исследуется как альтернатива другим типам реакторов.
Военное применение лазеров ограничивается в основном подсветкой цели, использованием в дальномерах и прочими вспомогательными функциями, но специалисты утверждают, что здесь есть широкие перспективы для поиска.
Сборник дает возможность ознакомиться с именами и вкладом ученых, инженеров, технологов, руководителей и организаторов работ, обеспечивших своим трудом, идеями и конструкциями высокий уровень лазерной науки и техники в России.