Kuidas laser 50 aastaga planeedi vallutas
Esmiklaser polnud üldsegi midagi imposantset, mahtus peopesale. Koosnes ta pliiatsijupi mõõtu sünteetilise roosa rubiini kristallist ja selle ümber vedrujaks keeratud ksenoon-välkelambist, mis üsna samalaadne fotovälgutiga. Maimani usutlema tulnud ajakirjanikele näis see koguni nii mannetu, et nad said hakkama väikese sulitembuga: leidurit pildistati, lastes tal hoida näo ees hoopis suuremat spiraalset välklampi. See võltspilt leviski üleilmses pressis koos rasvaste pealkirjadega laadis “Mees Los Angelesest leiutas surmakiired” jmt.
Tõsi, ka surma või sõja teenistuses on laserikiiri nüüdseks laialt rakendatud. Maiman ise eelistas neid kutsuda elukiirteks. Laseri esimesi rakendusi oli silma võrkkesta irdumise ravi. Ka Maiman ise ja tema isa said vanemas eas laser-silmaravi. Samal 1960. aastal, kuigi alles jõulu eel, 12. detsembril, õnnestus USA-s Belli firma laboris Iraani päritolu füüsikul Ali Javanil ühes abilistega käivitada esimene gaaslaser, heelium-neoonlaser. Erinevalt Maimani välkelaserist oli see pidevalt kiirgav alalislaser.
Kõigest paari aasta möödudes lõi Robert Hall 1962 ülipisikese, nööpnõelapea suuruse pooljuhtlaseri. See on tänapäeval levinuim laser, raske öeldagi, kui palju miljoneid neid maakeral aastas toodetakse ja tarvitusele võetakse. Toimib ta kõikides meie argistes laserseadmetes: plaadimängijates, vöötkoodi lugejates, printerites.
Sõna LASER moodustub inglise sõnade Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation esitähtedest (valguse võimendus stimuleeritud kiirguse kaudu).
Laseri valgus on koherentne, kooskõlaline, samasugune kui raadiojaamade genereeritud pikemad elektromagnetlained. Valguslained laserkiires “käivad ühte jalga”, st et kõik on ühtivas võnkefaasis, sama lainepikkusega ja levivad ühes suunas. Kuna aga valguslainete lainepikkus on ka lühimate raadiolainete omast 10 000 korda väiksem, sagedus samavõrd suurem, siis saab laserikiirt mööda edastada määratuid teabehulki. Selleks suletakse laser ilmastikuhäirete eest juuspeenesse klaaskiudu — valgusjuhtmesse. Valgusjuhtmete leiutamise eest sai hiina rahvusest Briti teadlane Charles Kao mullu Nobeli füüsikapreemia.
Ergastatud, lisaenergiaga rikastatud aatom vabaneb oma energialiiast footonit, valguskvanti kiirates. Kui aga sobiva energiaga footon tabab ergastusseisundis aatomit, kiirgub KAKS ühesugust footonit: stimuleeriv ja stimuleeritult erituv. Valgusvoog võimendub seeläbi. Niiviisi tekib stimuleeritud kiirgus, mis on kõikide laserite alus.
Kuigi laseri loomise esmaseks ajendiks oli side ja teabelevi pürgimine kõrgematele kandesagedustele, on laserid oma poole sajandi pikkuse ea jooksul leidnud arvukalt teisi rakendusi, mida alul ei osatud aimatagi. Meenutagem kõigile tuntud vöötkoodilugejat kaupluste kassades, laserplaate muusika ja videotega, mis on nüüdseks vinüülplaadid sootuks välja tõrjunud. Ja — kus on arvuti, seal on enamasti ka laserprinter.
Tööstuses, nt autotööstuses on laialt levinud laserkeevitus. Kirurgid pruugivad veretut laserskalpelli. Maamõõdutööd käivad nüüd lasernivelliiride ja -teodoliitide abil. Üks markantsemaid ja tuntumaid rakendusi on Kuu laserlokatsioon astronautide Kuule viidud peegeldi vahendusel. Loetelu võiks veel kaua jätkata.
Kähku taipas laserite kui teadusinstrumentide avaraid võimalusi kadunud akadeemik Karl Rebane, kes algatas 1970. aastatel Teaduste Akadeemia Tartu ja Tallinna asutustes laseriehituse programmi: tollal polnud meil piisavalt valuutat, et osta väljamaalt kalleid lasereid, neid tuli hakata ise tegema. Valmisidki esimesed kodumaised laserid uurimistööks. Kiirgas neis orgaanilise värvaine lahus teise laseri, eksimeerlaseri ergastusel. Eeliseks oli kiirguse hõlpsasti muudetav värvus (lainepikkus). Neid lasereid telliti Moskva suurtesse uurimisasutustesse, imporditi koguni USA-sse, Inglismaale, Jaapanisse, Saksamaale.
Tollases FAI (nüüdse Füüsika Instituudi) pooljuhtide laboris valmis 1980. aastate alguses ka maailma esimene alaliskiirgusega pooljuhtlaser. Paraku varises Nõukogude Liit peagi kokku ja ühtlasi hääbusid võimalused selle laseri juurutamiseks. Märkimist väärib veel FIs ja TA konstrueerimisbüroos loodud laser, mille rohelist kiirt kiirgavad vaseaurud. See aparaat leidis kohe rakendust TÜ nahahaiguste kliinikus mitmete raskete nahahaiguste ravis ja teistegi haiguste leevendamisel, kus laserikiir on nõelravi nõela osas.
Professor Peeter Saari uurimisrühm on õppinud ülilühikeste laserivälgetega genereerima “valguskuule”, mis levivad ülevalguselise faasikiirusega. Relatiivsusteooriat see ei ahista: signaalide levikiirus jääb ikka valguse kiirusele alla.
MUISTNE LASER
Tuntud Rooma õpetlase Plinius Vanema “Looduslugude” XXII ande tekstist leiame ligemale kaks tuhat aastat tagasi kirjutatud lause: “Laser… inter eximia naturae dona numeratum plurimis compositionibus inseritur” ehk maakeeli: “Laser …on üks imelisemaid looduse kinke, millel on palju kasutusviise.” Mis see’s on? Kas tõesti tunti lasereid juba antiikajal?
Lähemal uurimisel lõhkeb see mõistatus siiski nagu seebimull. Osutub, et antiikajal kutsuti laseriks kareputke (Laserpiciumi) vaiku, tolle mahla tarrendit. See kasvas Põhja-Aafrikas, Küreene ümbruses, kust selle hinnalist droogi kõikjale eksporditi. See vaik olnud lausa kulla hinnas ja kehtis valuutana. Taime tarvitati niihästi maitse- kui ka ravimtaimena. On teateid, et kareputk aitas isegi skorpioni salvamise vastu.
