Красный свет в конце тоннеля: как Теодор Майман изобрел первый в мире лазер

В середине XX века в калифорнийской лаборатории впервые вспыхнул рубиновый луч, который навсегда изменил оптику, медицину и промышленность. За этим прорывом стоял физик Теодор Майман. Именно благодаря ему и был создан лазер.

Меж паяльником и квантом: первые шаги Теодора Маймана в науке

Теодор Харольд Майман родился в 1927 году в Лос-Анджелесе в семье инженера-электрика. Профессия отца поспособствовала и наклонностям юного Теодора: уже в детстве он самостоятельно собирал радиоприемники, экспериментировал с электронными лампами и изучал основы электромагнетизма. По окончании школы Майман поступил в Колорадский университет в Боулдере, где в 1949 году получил степень бакалавра в области инженерной физики.

Однако очень быстро Теодор сместил свой взгляд (и труд) в сторону квантовой механики и электродинамики. В 1950 году он поступил в Стэнфордский университет, где учился у лауреатов Нобелевской премии по физике Уильяма Шокли и Уиллиса Лэмба. Уже в 1955-м Майман защитил докторскую диссертацию по физике.

Рубиновая вспышка: история создания лазера

Сразу после выпуска из университета Теодор Майман начал работать в Hughes Research Laboratories в Малибу, где занимался разработкой микроволновых усилителей твердотельных устройств. Тогда же в научном сообществе развернулась гонка за создание оптического аналога мазера. Ряд ученых описал его устройство в теории, однако как это все проверить оставалось загадкой.

Теодор Майман предложил использовать синтетический рубин с добавкой хрома, а потом зарядить чем-нибудь этот кристалл. Поначалу лаборатория отнеслась к идее скептически, мол, ни к чему эксперимент не приведет. Однако вскоре Теодору все-таки выдели скромный бюджет и отдельный кабинет, где Майман и начал проводить свои опыты.

В 1960 году физик впервые запустил свою установку. Что он сделал: пока рубин выращивался, Майман «подсадил» в его кристаллическую решетку атомы хрома. За счет этих атомов появлялось красное свечение. Далее ученый заряжал рубин яркой вспышкой обычной ксеноновой лампой. Световой импульс передавал энергию атомам хрома, а они, возвращаясь в исходное состояние, излучали луч — тот самый лазерный свет.

При этом Теодор Майман вручную рассчитал мощность луча, а также учел тепловые потери в рубине и видоизменил лампу таким образом, чтобы сам кристалл не перегревался. В результате появился импульс красного света, который длился около миллисекунды. Но это уже было настоящим прорывом.

Признание Теодора Маймана

Описав принцип работы лазера, физик отправил статью в Physical Review Letters. Однако публиковать статью не захотели якобы из-за недостаточной перспективы у разработки. Тогда Майман передал статью в Nature — она появилась в номере в 1960 году.

Но после этого начались патентные споры: Гордон Гулд, работавший над аналогичным прибором, оспаривал приоритет Маймана. Параллельно Патентное ведомство США отклонило заявку Теодора, поскольку посчитало лазер «очевидным развитием идей мазера». Только спустя семь лет физик авторство закрепил за собой.

Однако на изобретении карьерный путь Теодора Маймана не закончился. В 1962 году он основал компанию Korad Corporation, которая вскоре стала лидером в производстве мощных лазеров. К слову, именно она поставила оборудование для знаменитого эксперимента по лазерной локации Луны в 1969 году.

Последние годы жизни Теодора Маймана

В 1999 году Майман с женой Кэйтлин перебрался в Ванкувер, где посвятил себя педагогической деятельности. Он работал на должности адъюнкт-профессора при Университете Саймона Фрейзера и помогал разрабатывать учебные программы по оптической инженерии и биофотонике. В 2002 году Теодор получил степень доктора наук.

В последние годы ученый писал мемуары и консультировал медицинские компании. В начале 2000х-х Майман выпустил книгу «Лазерная одиссея», в которой рассказал об истории появления первого лазера. Теодор Майман скончался в 2007 году в Ванкувере в возрасте 79 лет.