Šiemet sukanka 60 metų kai 1960 m. gegužės 26 d. Teodoras JAV fizikas Haroldas Meimenas (Theodore Harold Maiman) pristatė pirmąjį veikiantį rubino lazerį.
Lazerio kaip unikalaus mokslinio prietaiso, sukėlusio mokslo perversmą, svarbą liudija Nobelio premijų gausa. Daugiau nei 10 Nobelio premijų fizikos ir chemijos srityse buvo skirtos už tyrimus, kurie be lazerių apskritai nebūtų buvę įmanomi. Lazerių dėka buvo išrasta holografija, sukurti unikalūs atomų šaldymo metodai, spartūs optoelektroniniai prietaisai. Šiuolaikinis gyvenimas sunkiai įsivaizduojamas be optinio ryšio, o moksliniai tyrimai – be lazerinės spektroskopijos.
Žodis „LASER“ kilo iš angliško trumpinio, apibūdinančio lazerio veikimo principą: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (šviesos stiprinimas pasitelkiant priverstinį spinduliavimą). Lazerio spinduliuotė sklinda pluošto ir impulso pavidalu, o visa šviesos energija yra labai koncentruota erdvėje ir laike, t. y. pasižymi labai dideliu koherentiškumu. Tokių savybių neturi joks kitas dirbtinis, o juo labiau natūralus šviesos šaltinis. Priverstinio spinduliavimo reiškinį dar 1916 m. teoriškai numatė Albertas Einšteinas, tačiau prabėgo beveik pusė amžiaus, kol šis reiškinys buvo pritaikytas praktikoje. 1958 m. JAV mokslininkai Čarlzas Hardas Taunsas (Charles Hard Townes) ir Artūras Leonardas Šavlovas (Arthur Leonard Schawlow) suformulavo fizikinius lazerio veikimo principus ir pasiūlė būdus įgyvendinti tai praktiškai. 1960 m. viduryje Teodoras Haroldas Meimenas pristatė pirmąjį veikiantį rubino (natūraliai chromo jonais legiruoto safyro kristalo) lazerį.
Tuometinėje mokslo visuomenėje lazerio išradimas buvo sutiktas įvairiai. Netrūko skeptikų, lazerio išradimą pašaipiai pavadinusių ne konkrečios mokslinės problemos sprendimu, o atvirkščiai – sprendimu, sukūrusiu daugybę problemų. Vis dėlto tolesnė lazerių raida parodė, kad skeptikai smarkiai klydo. Jau pačioje lazerių eros aušroje buvo sukurti įvairiausi kietojo kūno, dujų, puslaidininkių ir dažų lazeriai, spinduliuojantys regimojoje, ultravioletinėje ir infraraudonojoje spektro srityse. Lazeriai pradėti taikyti daugelyje mokslo ir pramonės sričių, medicinoje, karyboje ir t. t. Atsirado naujos tyrimų kryptys ir mokslo bei technologijų šakos: netiesinė optika, lazerinis medžiagų apdirbimas ir kt. Remiantis Web of Science duomenimis, vien tik 2019 m. žodis „laser“ buvo paminėtas beveik 46 000 mokslinių publikacijų. Prabėgus 60 metų, kai išrastas lazeris, lazeris kartu su tranzistoriumi ir kompiuteriu pagrįstai laikomas vienu svarbiausių mokslinių prietaisų, išrastų XX a. antroje pusėje.
2018 m. Nobelio premija fizikos srityje skirta Žeraro Muru (Gerard Mourou) ir Dona Teo Striklend (Donna Theo Strickland) už čirpuotų šviesos impulsų stiprinimo (Chirped Pulse Amplification) metodo išradimą, prasidėjusį naują lazerių erą. Tai leido pasiekti iki tol neregėtą lazerio generuojamų šviesos impulsų galią. Todėl dabar jis taikomas visuose šiuolaikiniuose ultratrumpųjų impulsų lazeriuose. Technologijos dėka buvo sukurti naujos kartos ultratrumpųjų šviesos impulsų kietakūniai femtosekundiniai lazeriai, atvėrę daug naujų eksperimentinių tyrimų krypčių. Pradedant didelės laiko skyros spektroskopija tiriant itin sparčius fizikinius, cheminius ar biologinius vyksmus ir baigiant stiprių laukų fizika, dalelių greitinimu ir atosekundinių impulsų generavimu.
Naujos kartos femtosekundiniai lazeriai paskatino milžiniškus kokybinius šuolius įvairiose mokslo srityse. Pavyzdžiui, leido sukurti naujos kartos – femtosekundines šviesos technologijas. Buvo praskleistas nanopasaulio paslapčių šydas. Labai pasikeitė ir patys lazeriai. Išradus lazerį, buvo pabrėžiama, kad lazeris yra šviesos šaltinis, spinduliuojantis labai tiksliai apibrėžto bangos ilgio šviesą, pasižyminčią spektriniu grynumu. Moderniausi šiuolaikiniai lazeriai geba generuoti labai plataus spektro įvairiaspalvę šviesą ir dažnai vadinami baltos šviesos lazeriais.
Didelė garbė Lietuvai ir mums visiems, kad pernai prof. Ž. Muru buvo išrinktas LMA užsienio nariu, o šiemet jam sutektas Vilniaus universiteto (VU) garbės daktaro vardas. Pasaulyje visuotinai pripažintas ir VU Lazerinių tyrimų centro mokslininkų indėlis į tolesnį čirpuotų šviesos impulsų stiprinimo metodo plėtojimą, vadovaujant akademikui Algiui Petrui Piskarskui. Jis pritaikė šį metodą kitokiu principu nei lazerinis stiprinimas veikiantiems parametriniams šviesos stiprintuvams. Sujungus lazerinio ir parametrinio čirpuotų šviesos stiprinimo technologijas, šiuo metu kuriamos naujos kartos lazerinės sistemos, generuojančios rekordinės galios itin trumpus šviesos impulsus, kurių trukmė neviršija keleto šviesos elektrinio lauko svyravimo periodų.
Prieš kelerius metus, bendradarbiaujant su Lietuvos lazerių pramonės įmonėmis „Light Conversion“ ir „Ekspla“, VU Lazerinių tyrimų centre sukurtas itin didelės galios lazeris, tapęs galingiausio Europos lazerio SYLOS prototipu, šiuo metu jau veikiančio milžiniško Europos infrastruktūros projekto Ekstremalios šviesos infrastruktūra (Extreme Light Infrastructure) padalinyje Vengrijoje. Tolesnė šių dviejų technologijų plėtra orientuota į didelės galios ultratrumpųjų šviesos impulsų generaciją pačiose įvairiausiose elektromagnetinių bangų spektro srityse. Pradedant minkštojo Rentgeno, vakuuminio ultravioleto ir baigiant terahercų spinduliuote. Tai yra ten, kur tiesioginiais metodais gauti lazerinę spinduliuotę yra labai sunku, o kai kuriais atvejais apskritai neįmanoma.
Lietuvos mokslo įstaigose ir pramonės įmonėse yra ne tik kuriami nauji lazeriai, garsinantys Lietuvą visame pasaulyje, bet plėtojamos ir lazerinės šviesos technologijos. Jas galima taikyti valdant šviesos sklidimą fotoniniuose kristaluose, labai tiksliai apdorojant medžiagas. Šios technologijos suteikia tyrėjams daugiau galimybių tarpdalykiniuose tyrimuose, nuo medžiagų mokslo, chemijos iki medicinos.
Tokie kompleksiniai tyrimai daugelį metų intensyviai plėtojami VU Lazerinių tyrimų centre. Šių darbų sėkmę iliustruoja 2019 m. Lietuvos mokslo premija, skirta prof. Mikui Vengriui, dr. Mindaugui Malinauskui ir šio straipsnio autoriui už fundamentinius ir taikomuosius intensyvios lazerio spinduliuotės sąveikos su medžiaga tyrimus. Gautos naujos žinios apie fizikinius ir cheminius vyksmus skaidriose medžiagose. Tai leido sukurti didelės erdvinės raiškos lazerines 3D spausdinimo technologijas, o bendradarbiaujant su Lietuvos lazerių pramonės įmonėmis – naujų technologinių produktų.
A. Dubiečio paskaita „Baltos šviesos lazeriai, šviesos kulkos ir ekstremaliosis bangos“ (2018-10-18):
Susiję straipsniai:
- „Mokslo sriuba“: Kieno lazerius naudoja NASA, Hitachi, Mitsubishi, IBM? (video)
- Paskirtos 2019 metų Lietuvos mokslo premijos
- Nuo pirmosios Vilniaus universiteto skaičiavimo mašinos paleidimo prabėgo 50 metų
- VU Biotechnologijos institutas pažymi 40 metų sukaktį
- „Mokslo sriuba“: kaip lazeriai naudojami kosmose? (video)
- Gyvasis sociologijos klasikas prof. Z.Baumanas skaitys paskaitas (video)
- VU mokslininkai patvirtino: palydovas „LituanicaSAT-1“ skrydžiui pasirengęs (video)
- Lietuvos lazerininkai kurs galingiausią pasaulyje prietaisą
- VU atidaromas modernus lazerinis kompleksas „Naglis“
- Vilniaus universitete tęsiamos derybos dėl Lietuvos narystės CERN
- Šešiems VU mokslininkams suteikti išskirtinių profesorių vardai
- Nobelio premijos laimėtojui Žerardui Morau suteikiamas VU garbės daktaro vardas
- Fizikams – šampanas dykai! (video)
- Šiandien – Fizikų diena! (programa, video)
- Lazerių gamybai – naujos modernios patalpos
- Lietuvos studentai gali iš arti susipažinti su lazerių technologijomis
- Vilniaus universitete emocionalus tekstas virsta kompiuterine schema
- Naujoje laboratorijoje gali gimti net dirbtinis intelektas
- Vilniaus universiteto robotas turi siekį nupiešti „Moną Lizą“
- VU mokslininkų sukonstruotas prietaisas tarnaus CERN‘e
- VU garbės daktaro vardai bus suteikti už Lietuvos laisvės įtvirtinimą ir mokslo pažangą
- CERN parodą „Accelerating Science“ pristatys dr. A. Juodagalvis
- VU antropologas D. Brandišauskas tirs Rytų Sibiro čiabuvių gyvenseną
- Vokietijoje bus pristatytos Lietuvos lazerių pramonės galimybės
- Indijos mokslininkė įsteigė stipendiją VU Pietų Azijos studijų studentams
- VU kalbininkės straipsnis paskelbtas aukščiausio lygio moksliniame žurnale
- Vardinę Adolfo Jucio premiją pelnė du Vilniaus universiteto fizikai
- Vilnius laimėjo galimybę surengti vieną svarbiausių Europos fizikų konferencijų
- Šalies mokslininkai pasitelkę dirbtinį protą – ketina varžytis su „Google“
- Įteikti Lietuvos mokslo apdovanojimai
Jeigu įdėmiai klausėte filmą „Laĩkas inovacijoms“ tai turėjote išgirsti, kad nuo 11:08 Kęstutis Jasiūnas ledus (LED – žodžių „light-emitting diode“ sutrumpinimas) vadina šviestukais. Laikas būtų atsisakyti žodžio „ledas“ ir vadinti šviestukas.
Atsimenu, kaip anuometiniame Kauno politechnikos institute apie 1965 m. laboratorijoje slapčia mums buvo parodytos staklės, kur, įdėtoje į stovelį 10 kap. monetoje, per atstumą buvo išmušama skylė. Nustebome. Paaiškino, kad ateityje spinduliais bus galima ore pjaustyti lėktuvus, o žemėje tankus paversti skylėmis sušaudyta konservų dėžute. Reikėtų tam, tačiau, ateityje sukonstruoti kompaktinius labai didelio galingumo lazerio spindulio siuntimo mechanizmus. Buvo įdomu. Labai įdomu. Smagu, kad Vilniaus universiteto mokslininkai dirba taikaus lazerio sferoje.
Prisimenu, mūsų Tėvelis apgailestavo, kad, deja, karai – vykę ar planuojami – yra stipriausias pažangos variklis. Esą, visas mokslas, visi tyrimai dirba visų pirma dėl karo pramonės, gaminančios jei ne tiesiogiai naikinti taikinius skirtą techniką, tai bent pagalbinę, ją aptarnaujančią. Kad paprastai būtent iš tų atradimų kažkas vėliau „pasiskolinama”, pritaikoma kad ir buities technikai.
Aš klausydamas lazerių mokslininkų grožėjausi jų kalbos švarumu. Visiems techniniams terminams jie naudoja lietuviškus žodžius. Šaunuoliai.
Sovietų sąjungoje pačios aukščiausios kokybės radijo detales žymėdavo penkiakampe žvaigždute.
Blogesnės kokybės detales montuodavo į pramonės įrenginius.
Dar blogesnes detales montuodavo į buities prekes.
Žemiausios kokybės detales parduodavo parduotuvėse Jaunasis technikas.
Taigi Sovietų sąjungoje didžiausias dėmesys buvo skiriamas karinei pramonei. Kauno radijo gamykloje tada dirbo 15 000 darbuotojų. Lygiai tiek pat darbuotojų dirbo ir Japonijoje gamykloje Sony. Tik Kauno radijo gamykla buvo sukarinta ir televizorius Šilelis gamino tik priedangai. Kai radijo gamyklos konstravimo biuras šventė 20-etį tai buvo organizuojamos ekskursijos radijo gamyklos darbuotojų šeimos nariams į radijo gamyklą. Vienos radijo gamyklos darbuotojos dėka ir aš pakliuvau į tą ekskursiją. Ir tada pamačiau ką jie gamindavo. Mums pademonstravo naktinio matymo sistemą tankams kuri vadinosi Gintaras ir tankistas televizoriaus Šilelis ekrane matydavo naktinį vaizdą apšviestą infraraudonų spindulių prožektoriumi. Demonstravo ir rentgeno aparatą, kurio vaizdas buvo sustiprinamas ir buvo jau rodomas kitoje patalpoje esančio televizoriaus ekrane, o kai tuo tarpu civilinėse ligoninėse dar dirbo senieji rentgeno aparatai, kurių rentgeno spinduliai praėję per paciento kūną, liuminiscensinį ekraną, per švinuotos gumos žiurstą apšvitindavo ir patį gydytoją rentgenologą. O ypač apšvitindavo veidą, kuris nebuvo apsaugotas švinuota guma. Lietuvoje sukarintų gamyklų buvo kelios dešimtys, o ir nesukarintos gamyklos turėjo techninę dokumentaciją pagal kurią esant karo stoviui pradėdavo gaminti karinę techniką. Visa tai rodo, kad Sovietų sąjungoje pagrindinis dėmesys buvo skiriamas karinei pramonei. Visiškai pritariu Žemynos mintims.