Мазер

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Мазерът е устройство което създава кохерентни електромагнитни вълни посредством усилване предизвикано от стимулирана емисия. Исторически наименованието произхожда от английския акроним "microwave amplification by stimulated emission of radiation", въпреки че модерните мазери излъчват в широк електромагнитен спектър, а не само в микровълновия. Това е довело на много места "microwave" да се замени с "molecular" в акронима, както е предложено от Таунс.[1] Когато са разработени първите оптично кохерентни осцилатори, те първоначално се наричат 'оптични мазери', но по-късно стават по-известни като лазери.

История[редактиране | edit source]

За първи път теоретично принципът на действие на мазера се описва от Николай Басов and Александър Прохоров от Лебедевия институт по физика на Всесъюзната конференция по радио спектроскопия организирана от Съветската Академия на Науките през май 1952, като рефлектират върху принципи които преди това са дискутирани от Джоузеф Уебър през Юни 1952 на конференция на Института на радио инженерите. [2] (Въпреки че разликата от това излиза че той е дискутирал тези принципи един месец след като те вече са ги развили.) Впоследствие Басов и Прохоров публикуват резултатите си през октомври 1954. Независимо от тях, Таунс, Дж. П. Гордън и Х. Дж. Зайгер прострояват първия мазер в Колумбийския университет през 1953. Устройството използва стимулирана емисия в пари на енергезирани амонячни молекули за да постигне усилване на радиовълни с честота 24 гигахерца. По-късно Таунс работи с Артър Шолоу да опише принципа на 'оптичния мазер', или 'лазера', който Теодор Майман демонстрира за пръв път през 1960. За техните изследвания в тази област, Басов, Прохоров и Таунс получават Нобелова награда за физика през 1964.

Технология[редактиране | edit source]

Мазерът е базиран на принципа на стимулираната емисия предложен от Айнщайн през 1917. А именно, че когато атомите са във възбудено енергетично ниво, те могат да усилват радиация на определена честота. Поставяйки подобна усилваща среда в резонантна кухина, се постига обратна реакция която може да създаде кохерентна радиация (лъчение).


Някои типове мазери[редактиране | edit source]

  • Мазери с атомен лъч
    • Амонячен мазер
    • Водороден мазер
  • Газови мазери
    • Рубидиев мазер
  • Твърдо телни мазери
    • Рубинов мазер

Употреба[редактиране | edit source]

Мазерите често се използват за високопрецизни честотни еталони. Тези "атомно честотни стандарти" са една от формите на атомния часовник. Също се употребяват като електронни усилватели при радиотелескопите.


Водороден мазер[редактиране | edit source]

Водороден мазер.

Днес това е най-важният тип мазер. Той се използва като еталон за атомен часовник. Заедно с други типове атомни часовници, той е един от елементите на Международното Атомно Време.

За първи път Норман Рамзи и негови колеги осъзнават възможността да се създаде такова устройство. Съвременните мазери са индентични с оригиналния дизайн. Мазерната осцилация разчита на стимулирана емисия между две хиперфинни нива на атомния водород.

Астрофизични мазери[редактиране | edit source]

Мазеро-подобни стимулирани емисии се наблюдава и в природата в междузвездното пространство. Водни молекули в райони на звездообразуване могат да претърпят популационна инверсия и да започната да излъчват на честота от 22 GHz, създавайки най-ярката спектрална линия в радио вселената. Някои водни мазери излъчват радиация и на честота 96 GHz в резултат на квантови осцилации.

Виж също[редактиране | edit source]

Бележки[редактиране | edit source]

  1. http://nobelprize.org/physics/laureates/1964/townes-lecture.pdf
  2. Yodh, Gaurang B. and Wallis, Richard F.. Obituaries: Joseph Weber. // Physics Today 54 (7). 2001.

Библиография[редактиране | edit source]

  • J.R. Singer, Masers, John Whiley and Sons Inc., 1959.
  • J. Vanier, C. Audoin, The Quantum Physics of Atomic Frequency Standards, Adam Hilger, Bristol, 1989.
  • Cartoon Megas XLR 2005

Препратки[редактиране | edit source]