Cenni storici sul laser

L'evoluzione delle scoperte che diede origine ai primi dispositivi laser, pone le sue basi nello sviluppo della fisica quantistica avvenuto nei primi del 900: l'emissione fotoelettrica da assorbimento di Einstein e di Bose (1905), il corpo nero di Plance, il modello dell'atomo a livelli energetici discreti di Bohr (1913), il fenomeno dell'emissione stimolata delle radiazioni di Einstein (1917) e l'inversione di popolazione in livelli energetici di un sistema atomico o molecolare previsto teoricamente da Block (1945).


Quest'ultimo è il meccanismo essenziale per il funzionamento di un dispositivo laser e fu concretizzato da Lamb e Rutherford (1950), che eseguirono una prima importante verifica sperimentale (Lamb nel 1955 ottenne il premio Nobel per la Fisica per le ricerche svolte).


Successivamente il fisico americano Charles Townes e il suo studente Gordon Gould (1953), realizzarono un dispositivo sull'amplificazione delle microonde da emissione stimolata di radiazioni (battezzato Maser dove la "M" sta per "Microonde").

Sempre il fisico americano Townes e un suo collega della Columbia University, Arthur Schawlow (1958), ottennero lo stesso effetto con radiazione di lunghezza d'onda ancora inferiore, come la luce infrarossa o visibile (grazie all'idea di Schawlow di sistemare degli specchi agli estremi della cavità). Questi due scienziati americani (Townes e Schawlow) nel 1958 brevettarono la loro invenzione e pubblicarono uno storico articolo sulla rivista Physica/ Review Letters.

Lo studente Gordon Goi d rivendicò la paternità della parola Laser, Townes accusò Gould di avergli rubato l'idea e vicever .

Iniziò così una battaglia legale lunga e controversa che terminò nel 1977 con la vittoria a Gould.
Anche se dal punto di vista legale l'inventore del laser è Gordon Gould, la comunità scientifica tende ad attribuirne l'elaborazione teorica a Townes, Basov e Prokhorov ai quali nel 1967 fu asseqnato il premio Nobel per la fisica. I fisici Basov e Prokhorov, infatti, ottennero risultati simili a quelli di Townes e Gordon Gould all'incirca nello stesso periodo (1953/55).


Fra gli altri scienziati va citato anche Javan e collaboratoril (1960) ché realizzò il primo laser a gas utilizzando una miscela di Elio e Neon e Theodore Maiman (¢960) che sviluppò e brevettò il primo dispositivo utilizzabile di laser al rubino. Quest'invenzione dal fascio di luce rossa (694 nm) dotato di particolari proprietà, aprì definitivamente le porte alle innumerevoli applicazioni della tecnologia laser ed allo sviluppo generalizzato di questi sistemi da parte di molti scienziati e grandi Aziende.

Fra questi ricordiamo Johnson (1961), che realizzò il primo laser Neodimio Yag sviluppato poi da Geusic (1964). Bennett e collaboratori (1962), con il laser ad Argon. Patel (1965), che concepì nei laboratori Bell il primo laser a Gas Molecolare CO2 (commercializzato poi per le applicazioni medicali dall'American Optical nel 1967). I laboratori IBM (1966) con il primo laser a Coloranti e l'Azienda AVCO (1975) con il laser a Eccimeri.
Benché ci siano voluti più di quarant'anni per passare dalla formulazione teorica di Einstein all'applicazione pratica di Maiman, meno di vent'anni sono stati necessari per moltiplicare le applicazioni dei laser. Oggi i laser costituiscono una famiglia estremamente varia per prestazioni, struttura e possibilità applicative.