Мазеры и лазеры

В наши дни лазер приводят в качестве свидетельства научного прогресса. Но мало кто знает, что когерентное электромагнитное излучение вначале давал мазер.

Лазер — источник коллимированного когерентного излучения. Когерентность означает, что световые колебания в различных точках пространства происходят синхронно, т.е. разность фаз между двумя точками постоянна во времени. Коллимированность означает, — что расходимость пучка света отсутствует. Лучи в пучке света идут параллельно, тогда как обычно они расходятся во всех направлениях. Лазерный свет монохромен, т.е. обладает малым разбросом частот, а в идеале имеет одну частоту. Обычный свет излучается в широком диапазоне частот. Стало быть, что луч лазера может отражаться и преломляться, не превращаясь в радужный спектр. Также его можно точно сфокусировать без рассеивания оптической мощности.

Лазеры используются повсюду — от удаления ненужных волос (лазерная эпиляция) до чтения DVD-дисков и измерения расстояния до Луны. И конечно же, не забудем про впечатляющие лазерные шоу.

Первым же источником такого излучения был не лазер, а мазер — от аббревиатуры MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation — усиление микроволн (радиоволн сантиметрового диапазона) с помощью вынужденного излучения). Принцип работы мазера тот же, что и у лазера. Источник энергии — обычно свет или электричество — поступает в «генерирующую среду», заставляя электроны переходить на более высокие орбиты. При возврате электронов на низкие орбиты атомы испускают складывающиеся в пучок кванты света. Генерирующая среда часто представляет собой кристаллы, например сапфир. Идея мазеров получила практическую реализацию в 1953 году, а к 1957 году были разработаны первые оптические квантовые генераторы (лазеры). Строго говоря, эта разработка должна была получить название loser (Light Oscillation by Stimulated Emission of Radiation — оптические осцилляции вынужденного излучения), но двусмысленное имя не прижилось.