De uitvinding van de laser: Theodore Maiman zorgde in 1960 voor doorbraak

In het dagelijks leven komen we de laser doorlopend tegen. De techniek wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het scannen van artikelen in de supermarkt. Maar ook dvd- en cd-spelers maken gebruik van laser. Verder komen we de laser tegen tijdens grote lichtshows en de politie maakt natuurlijk gebruik van zogeheten laserguns om snelheidsduivels op de bon te slinger.

Ook in ziekenhuizen wordt voor allerhande behandelingen gebruikgemaakt van lasertechnieken. En in de ruimtevaart worden lasers onder meer ingezet voor afstandsmetingen, communicatiesystemen en het nauwkeurig volgen van satellieten. De laser zelf is nog helemaal niet zo oud. De Amerikaanse natuurkundige en elektrotechnicus Theodore Maiman was in 1960 de eerste die een functionele laser ontwikkelde.

Het woord laser is een acroniem van Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ofwel ‘lichtversterking door gestimuleerde uitzending van straling’. De bekende natuurkundige Albert Einstein voorspelde in 1916 al dat een ‘gestimuleerde emissie van fotonen’ mogelijk moest zijn. De wetenschapper bouwde daarbij voort op de stralingswet van de Duitse natuurkundige Max Planck. Einstein legde daarmee volgens sommigen de theoretische basis voor de laser. Het duurde echter nog tot 1954 tot met microgolven werd aangetoond dat deze gestimuleerde emissie daadwerkelijk mogelijk was. Vanwege de gebruikte microgolven werd toen gesproken van de ‘maser’.

Robijnlaser

Nog zes jaar later ontwikkelde Theodore Maiman de eerste functionele pulslaser, die gebruikmaakte van een synthetisch ontwikkelde robijnkristal en werkte bij golflengten van zichtbaar licht. Op 16 mei 1960 gaf Maiman voor het eerst een demonstratie met deze robijnlaser. Maiman werkte op dat moment bij het Hughes Research-laboratorium in Californië. De media besteedden veel aandacht aan de nieuwe uitvinding en er werd volop gefantaseerd over de mogelijkheden die de laser bood. Zo schreef de Nederlandse krant Het vrije volk in juli 1960 bijvoorbeeld:

Een veelbelovende uitvinding is onlangs gedemonstreerd door de Amerikaan dr. Theodore H. Maiman. Hij heeft een lichtversterker ontworpen, waarmee wonderbaarlijke dingen mogelijk worden. Lichtversterking heeft plaats wanneer de intensiteit wordt opgevoerd zonder dat verandering van frequentie optreedt. Het nieuwe toestel nu versterkt licht zo zeer, dat het feller wordt dan het licht dat het centrum van de zon uitstraalt.

Met een ‘schijnwerper’ van dit type zal het mogelijk zijn kleine stukjes van het maanoppervlak van de aarde af te belichten. Om slechts één van de vele mogelijkheden te noemen.

Laserluchtverdediging

Lasertechnologie wordt tegenwoordig ook op grote schaal gebruikt in de defensie-industrie. Bijvoorbeeld in de luchtverdediging maken landen als Israël en de Verenigde Staten al gebruik van krachtige lasergestuurde wapensystemen. Deze technologie, die nog volop in ontwikkeling is, maakt het mogelijk om inkomende drones, raketten en mortiergranaten snel en zonder dure conventionele munitie uit te schakelen.

Het Israëlische systeem, de Iron Beam Laser Wall, en recente Amerikaanse laserproeven tonen aan dat lasertechnologie grote potentie heeft als effectief en kostenefficiënt verdedigingsmiddel. Tegelijkertijd zijn er nog wel technische uitdagingen, zoals de afhankelijkheid van stabiele energievoorziening, de verminderde werking bij slechte weersomstandigheden en beperkingen in nauwkeurigheid op grotere afstand.

Bronnen