Impulsul pentru dezvoltarea calitativă a microelectronicii invenții a fost cu laser (Lazer - Light Amplification prin stimulatå emisie de radiație - amplificarea luminii prin lasing forțată). sinonim cu laser intern - Generator cuantic optic (laser). Această invenție a fost una din a doua jumătate a secolului XX cele mai mari și cele mai revoluționare descoperiri științifice.
Predicția teoretică a efectului laser maser a fost facuta in 1916 de Albert Einstein, care a descris efectul emisiei stimulate de electroni. A. Einstein a aratat raporturi care creeaza concentratii de electroni ultraînaltă la un nivel ridicat de energie poate provoca amplificarea undelor de intensitate de lumină care trec printr-o substanță. Prin urmare, o astfel de condiție poate duce la generarea fluxului monocromatice. Descoperirea a fost făcută în teorie și a lăsat o mulțime de probleme de nerezolvat pe parcursul acestor ani. În special, cum anume ar trebui să fie instituit substanță. Găsirea materialul adecvat și metoda de excitație a durat mai mult de un deceniu. Ideea A. Einstein a tranzițiilor stimulate, care se află în centrul acțiunii laserului și maserul. Omul de știință formulat în 1917 și a ajuns la concluzia că distribuția densității de radiație în spectrul corpurilor fierbinți. Teoria lui Einstein a pus bazele pentru cercetare pe lasere.
Teoria lui Einstein cu privire la posibilitatea de emisie stimulată a fost confirmată experimental în 1954 de către fizicienii sovietici Prokhorov și Nikolai Basov în Institutul Fizică al Academiei de Științe a URSS pentru ei. Lebedev (LPI) au primit efect laser maser asupra moleculelor de amoniac. Acest experiment a stat la baza primului maserul cuantic numit maser (mazer - Microweve Amplification de Stimulat de emisie de radiație - amplificare cu microunde prin emisie stimulată). Descoperirea a fost distins cu Premiul Lenin în 1959
radiație Maser a fost foarte slab și a corespuns centimetru gama de radio (Hizl = 1,24sm). În același an, Charles Townes, J. Gordon și H. Zeiger, în SUA au creat un generator cuantic, cu caracteristici similare. O nouă direcție - electronicii cuantice. În 1964 G. A. Prohorovu și Nikolai Basov, împreună cu Charles Townes, Premiul Nobel pentru „cercetarea fundamentala in domeniul electronicii cuantice, care au condus la crearea de generatoare si amplificatoare de tip nou - masers și lasere,“ a fost acordat. Principiile fizice de funcționare a laserului și maser similare, diferența este în lungimile de undă de lucru.
Primul efect laser solid a fost obținut prin T. Maiman. Materialul de lucru a ales rubin, contrar credintei populare eficiența cuantică scăzută. Sursa de pompare optice din oțel super luminoase lămpi cu descărcare în gaz utilizate în fotografie ca lanterne. În mai 1960 el a demonstrat pentru prima dată cu laser în stare solidă din lume care funcționează într-un mod de impulsuri.
Ideea de a crea un laser semiconductor se referă la 1957 - 1959 ani. În 1961, a fost descris de fizicianul american Robert Hall. Cu toate acestea, sa constatat că apoi studiate de semiconductori - siliciu și germaniu - aproape nu a avut capacitatea de a emite lumină. Dezvoltarea de lasere semiconductoare de la început a fost asociat cu crearea de materiale semiconductoare complexe cu mai multe componente, care nu există în natură și sintetizate în mod artificial. Inițial, acestea au fost compuși și soluții duble și triple, apoi numărul de componente a crescut la patru sau mai multe. Selectarea unui semiconductor adecvat continuat, iar la sfârșitul anului 1962, aproape simultan primele lasere semiconductoare pe bază de arseniură de galiu (GaAs) au fost create în Statele Unite și Uniunea Sovietică.
Dezvoltarea laser semiconductor a marcat o nouă direcție în știință. Dar în curând a devenit clar că utilizarea sa este limitată în domeniu. Laserul acționat numai atunci când temperatura azotului lichid (
70 K) și într-un mod pulsatoriu. În funcție de gradul de monochromaticity (DHDizL
0,005) cu laser semiconductor numai 10 ^ 20 de ori superioare LED, dar zeci de mii de ori mai puțin decât lasere cu gaz. Divergența unghiulare ale fasciculului generat (
30 °) reamintea LED optic avansat. Cristale sa stricat în câteva ore, din cauza densității de curent ridicate de operare. Prin urmare, utilizarea industrială pe scară largă a laserului arseniu de galiu ajuns doar la anii 1970. atunci când au fost abordate principalele probleme tehnologice de producție și a îmbunătățit fiabilitatea lasere. Caracteristicile de diode laser semiconductoare îmbunătățit și extins domeniul de aplicare a acestora. În special, prin utilizarea de lasere semiconductoare experimente au fost efectuate în legătură cu fibre -optical.
Deschiderea laser a dat un impuls pentru dezvoltarea multor domenii ale științei și tehnologiei. Astfel, de exemplu, în 1963, a devenit, probabil, prima demonstrație practică a holografie, principiile care au fost descrise de D. Gabor în 1949 Deschiderea Gabor a generat un interes în comunitatea științifică. Dar, din cauza lipsei de în anii 1950. surse stabile de radiație coerentă, holografie nu a primit cerere apoi în practică. A furnizat holografia mai largă aplicare în continuare laser semiconductor în diverse industrii. De exemplu, în mașinile ostroenii holografie a fost utilizat pentru controlul calității de forme complexe, în medicină - pentru a reproduce imagini tridimensionale ale organelor interne. A devenit posibil pentru a crea biblioteci de orice imagini tridimensionale, care sunt utilizate în scopuri militare, știință medico-legale, servicii bancare, art.
Invenția de laser a creat o noua directie promitatoare in fizica - optica neliniara a condus la apariția unor noi tehnologii cu capacități unice, fără de care civilizația modernă.