Mint úgynevezett „stimulált emissziót”, amely Niels Bohr 1913-ban megfogalmazott kvantumelméletén alapul, ami az elektronoknak az atomon belüli viselkedését magyarázza meg. Einstein (Németországban született, 1879. március 14. – 1955. április 18.) 1921-ben, Bohr pedig (Dániában született, 1885. október 7. – 1962. november 18.) 1922-ben fizikai Nobel-díjat kapott.

1. ábra: Albert Einstein (fotó: Yousuf Karsch).

1. ábra: Albert Einstein (fotó: Yousuf Karsch).

1947-ben Gábor Dénes (Magyarországon született, 1900. június 5. – 1972. február 8.) fejlesztette ki a holográfia elméletét, aminek a realizálásához lézerfényre van szükség. 1963-ban az első sikeres holográfiai kísérletet Emmet N. Leith (az USA-ban született, 1927. március 12. – 2005. december 23.; többek közt a National Medal of Science díjjal is kitüntették) és Juris Upatnieks (Litvániában született, 1936. május 7-én; 19 USA-szabadalom fűződik nevéhez) végezték, rubinlézert alkalmazva. Mindkettőjüket Nobel-díjra jelölték. Gábor Dénes 1971-ben kapott fizikai Nobel-díjat a holográfia módszerének feltalálásáért és kifejlesztéséért. Egy barátjának írta, hogy szégyelli magát, hogy egy ilyen egyszerű találmányért megkapta ezt a díjat. Több mint száz szabadalom tulajdonosa volt.

2. ábra: Charles Townes (fotó: „Academy of Achievement”).

2. ábra: Charles Townes (fotó: „Academy of Achievement”).

1954-ben a Columbia Egyetemen, New Yorkban Charles Townes (az USA-ban született, 1915. július 28-án; 2. ábra), valamint Arthur Schawlow (az USA-ban született, 1921. május 5. – 1999. április 28., 3. ábra) feltalálták a mézert – ammóniagázt és mikrohullámokat használva –, amit 1959. március 24-én szabadalmaztattak. A mézert rádiójelek felerősítésére használták, valamint ultraszenzitív detektorként az űrkutatásban. A két tudós elméletben megalkotta, majd közleményeket jelentetett meg a látható mézerről, egy olyan találmányról, amely infravörös és/vagy látható spektrumba eső fényt használt volna. Akkor azonban nem folytattak további kutatásokat. Townes 1964-ben kapott fizikai Nobel-díjat (Nyikolaj Baszovval és Alekszander Prohorovval együtt), Schawlow pedig 1981-ben, Nicolaas Bloembergennel (Hollandiában született, 1920. március 11-én) és Kai Siegbahnnal (Svédországban született, 1918. április 20. – 2007. július 20.) együtt a lézerspektrográfia kifejlesztéséhez történő hozzájárulásukért.

3. ábra: Arthur Schawlow (Stanford University News Service).

3. ábra: Arthur Schawlow (Stanford University News Service).

1957-ben Gordon Gould (az USA-ban született, 1920. július 17. – 2005. szeptember 16.) fontos koncepciókkal, valamint a „laser” szóval állt elő. Optikai pumpálású és kisüléssel gerjesztett lézeramplifikátorok, lézeralkalmazások, valamint az optikai kommunikáció szabadalma fűződik nevéhez. Példaképe Edison volt, s gyerekkora óta feltalálónak készült.

A lézerrel kapcsolatos első elképzelései 1957-ben, egy éjszakai pillanatban születtek, amelyeket „A LASER megvalósíthatóságára vonatkozó néhány durva számítás” címmel írt le. Ez volt az első alkalom, amikor ezt a betűszót alkalmazta valaki. Egy ügyvédi félreértés miatt 1959-ig nem nyújtotta be szabadalmi folyamodványát, amikor már más lézerkutatók megtették. Mivel eredeti szabadalmi beadványa számos különböző találmányt tartalmazott, a Szabadalmi Hivatal öt különböző akadálysorozatán ment keresztül, ami azt eredményezte, hogy Gould első alapvető lézerszabadalmait 1977-ben adták ki. 1991-ben kapott helyet az USA legnevesebb feltalálóinak emléket állító Feltalálók Nemzeti Csarnokában (National Inventors Hall of Fame).

Ötven évvel ezelőtt, 1960. május 16-án a Hughes Repülőgépgyárban, Theodore H. Maiman (az USA-ban született, 1927. július 27. – 2007. május 5.) hozott létre először a világon monokromatikus, párhuzamos, koherens, pulzáló fénysugarat, körülbelül 694 nanométeres hullámhosszal. Sikerült megépítenie az első működőképes lézert. Ez elég kicsi volt ahhoz, hogy elférjen a kezében, szintetikus rubinrúdon alapult, ami aktív médiumként szolgált. Az első próbálkozásra működött. A rubinkristály megvilágításához a fényképészeti vaku alkalmazásának ötlete asszisztensétől, Charles Asawától származott.

Az elmélettől az első működő lézerig

Theodor H. Maimant bevallása szerint Townes és Schawlow cikke inspirálta, amely a Physics Review-ban jelent meg 1958-ban „Infravörös és optikai mézerek” címmel. Az első lézer megépítéséért egy évvel később indult meg a verseny, amit Maiman nyert meg, aki azt vallotta, hogy kiváló akadémiai háttere, az egyszerűségre való törekvés, saját útját járó szelleme, valamint a hagyományoktól elszakadó gondolkodásmód segített neki e cél elérésében. Noha korábban sok más tudós megkérdőjelezte a rubin alkalmasságát e célra, Maiman ragaszkodott ahhoz, hogy a rubin képes aktív médiumként működni, a fluoreszcencia kvantumhatásfokára vonatkozó számításainak megfelelően. Első közleményét a Physical Review Letters elutasította, csak egy rövidített verziót közölt le a Nature folyóirat 1960 augusztusában az Egyesült Királyságban. 2000-ben Maiman megjelentette a lézer felfedezésének történetét elbeszélő „The Laser Odyssey” (A lézer odisszeája) című könyvet, amiben a lézert a következőképpen jellemezte: „Egy megoldás, amely keresi a problémát”.

Maimant kétszer is jelölték Nobel-díjra. Megkapta a Fannie és John Herz Tudományos Kitüntetést, 1984-ben a Wolf-díjat, majd 1987-ben a Japán Díjat (amely a Nobel-díjjal azonos értékű). 1984-ben, miután bekerült a Feltalálók Nemzeti Csarnokába, hazafelé a repülőgépen találkozott második feleségével, Kathleennel. Kathleen Maiman 2008 áprilisában részt vett az ALD 16. kongresszusán San Diegóban, Kaliforniában, ahol átvette az ALD T. H. Maiman-díját, férje munkásságának, valamint tudományhoz való hozzájárulásának posztumusz elismeréseként. Kathleen Maiman elhozta a kongresszusra a rubinlézer modelljét, amelyet a kongresszus résztvevői megtekinthettek és kézbe is vehettek (4. ábra).

4. ábra: A szerző a rubinlézer prototípusával (fotó: Ingenegeren).

4. ábra: A szerző a rubinlézer prototípusával (fotó: Ingenegeren).

folyt. köv.