Horváth Zoltán György
50 éves a lézer

Első rész
A lézer előtti évek


"A sikeres kutatáshoz nem kell mindent tudnod.
Elég egyetlen dolgot, azt, ami korábban ismeretlen volt."
A. Schawlow


1960. május 16-án történt valami, ami gyökeresen megváltoztatta az emberiség életét. Egy új eszköz: egy új fényforrás, új fény(forma) és lényegében egy új fogalom is megszületett. Az első években kevesek kiváltsága volt, hogy koherens fényben is láthassák a világot, ma pedig már szinte mindenkinek van otthon egy-két lézere, még akkor is, ha nem tud róla. A lézerek alkalmazásának még a legfontosabb területeit is szinte képtelenség felsorolni, nemhogy a felhasználás konkrét formáit. Nem is vállalkozom erre, no és a lézerfizika alapjait sem ebből a cikkből ismerheti meg az olvasó. 

Fontosabbnak tartom annak a folyamatnak a felvázolását, melynek során néhány (néhány száz) kutató, szinte egyszerre, a világ több pontján, lényegében egymástól függetlenül, eljutott az akkorra már világosan megfogalmazott cél: az intenzív, szép, szinuszfüggvénnyel leírható fényhullámokat előállító berendezések megalkotásáig. Ma, fél évszázaddal később is nagyon tanulságos lehet a történet, mely megmutatja: hogyan születhet meg valami, ami korábban nem létezett. No, és talán azt a kérdést sem felesleges feltenni, hogy ma is ilyen "könnyű" lenne-e valami hasonlót véghezvinni.

1985-ben, talán nem meglepő, de éppen 25 éves volt a lézer. Ebből az alkalomból a Modern Optics (akkori nevén: Optica Acta) ünnepi különszámot jelentetett meg. Az a megtiszteltetés ért, hogy ebben a jubileumi számban meghívott cikkel, Varró Sándor kollégámmal együtt, beszámolhattunk az akkor nagy újdonságnak számító, nem vonalszerűen, hanem már egy sík minden irányában sugárzó, "Halo" (magyarul: "Glória") lézerünk működéséről. Ez volt az első lépés, amiben szakítani tudtunk azzal a hipotézissel, hogy a lézerfénynek feltétlen nyalábszerűnek kell lennie. Ma már ezen az elven működnek a "mikrodiszk" lézerek, s a legújabb, minden irányban sugárzó "random" lézer sikerei is bizonyítják akkori elképzeléseink fontosságát.

Ez a 25 évvel korábbi felkérés bátorított arra, hogy negyedszázad után, részben saját magam számára is, okulásul, megpróbáljam újraolvasni a kezdetek történéseit, kideríteni, hogyan is lett lézer a lézer.

Kronológia
Történelmi visszatekintésekben illik kronológiai szakaszokat definiálni. Amennyiben a lézer megszületését (1960) "L"-nek vesszük, s "Lézer előtt" (L. e.), illetve "Lézer után" (L. u.) jelöléseket használunk, célszerű a táblázatunk szerinti korszakokat definiálni:

A feladat
Elnézést szeretnék kérni azoktól, akik már megalapozott lézerfizikai tudással rendelkeznek, hogy az ő ismereteikhez képest kissé más megvilágításban vezetem fel a történetet. Kezdetekben kerülni szeretném azokat a fogalmakat, amelyek a lézerek megjelenése előtt még nem léteztek, azokat, amelyeket csak a szakmai áttörés utáni tankönyvekből sajátíthattunk el. Így talán hitelesebb lehet a felfedezési folyamat leírása. Azok viszont, akik eddig szinte semmit nem tudtak a lézerekről, most kicsit könnyebb helyzetben lesznek.

Az iskolában megtanultuk, hogy a rezgéseket (hullámokat), így az elektromágneses (EM) teret is – aminek fogalomkörébe a fény is tartozik – szinuszhullámokkal szoktuk leírni. Az EM hullámok tipikus forrásai a pozitív és negatív töltésekből összerakott, kis, rezgésre képes elemi egységek: a dipólok. Egy dipól – optimális esetben – folyamatos, szép, szinuszhullám alakban emittálja a róla fénysebességgel leszakadó elektromos és rá merőleges mágneses sugárzást. Ez az ideális forrás monokromatikus (egyszínű), koherens (kötött fázisú), majdnem pontforrásként viselkedő, kis torzulással gömbhullám jellegű sugárzást tud kelteni. Szinte minden tökéletes. Egy apró baja van: az egyetlen töltéspár, azaz egy darab dipól elenyészően gyenge sugárzást tud csak produkálni.

Aki látta már a lakihegyi rádióadó emblematikus, szivar alakú antennáját, könnyen konstatálhatja, hogy nagyban is lehet dipólt készíteni, s igencsak erős sugárzást, még határokon túlnyúlóan is jól detektálható jeleket lehet vele generálni. A rádióantenna tehát ideális, intenzív, monokromatikus, koherens, EM (majdnem) pontforrásként működik. A monokromatikusságot azzal a trükkel sikerült elérnünk, hogy külső, elektromos vezérléssel jelentős mennyiségű elektront egyszerre pumpálunk fel-le, szinkronizáltan az antennában. Ettől alakul ki az a gigantikus méretű dipól, ami az erős elektromágneses sugárzás forrása. 

"Maxi" dipól (antenna).
Egy ilyen dipól tökéletes forrása a monokromatikus és koherens elektromágneses (EM) sugárzásnak (itt éppen a középhullámú rádióhullámoknak). A "mini" dipólhoz képest nagy teljesítményű sugárzás keltését az biztosítja, hogy külső szinuszfeszültség-vezérléssel szinkronizálva nagyon sok elektront "pumpálunk" fel-le a dipólantennában
(fotó: Antenna Hungária)

Fontos tudni, hogy a dipól jellegű antenna méretét a kibocsátott sugárzás hullámhosszának nagyságrendjében illik megválasztani. Látszólag egyenes az út a frekvencia növelése, azaz a hullámhossz csökkenése felé. Ezt a tv- és URH-adók (méterek), majd mobiltelefonjaink (deci-, centiméterek) antennaméretének csökkenésén is tapasztalhatjuk. (Időközben persze a meghajtó, szinkronizáló elektronikának is fejlődnie kellett.) Csakhogy a frekvencia növelésével elérkezünk egy olyan határhoz, aminél kisebb méretű antennát már nem célszerű készíteni, s itt megakad az a folyamat, mely lehetővé tenné, hogy nagyobb frekvenciájú, erős EM rezgéseket, például fényt, vagy éppen röntgensugárzást tudjunk koherens módon kelteni, ezzel az egyszerű elektronszinkronizálási technikával. 

A rádióhullámokkal ellentétben a fénysugárzást már mikro-, azaz atomi, molekuláris méretű dipólok állítják elő elektronállapot-, vagy molekuláris rezgésiforma-átmenetekkel. Minden ügyesen gerjesztett atom vagy molekula önmagában ideális, egyszínű, koherens sugárzásforrás, tökéletes dipól, de csak külön-külön, önállóan, azaz minimális intenzitással sugároz. Tudjuk, hogy ezek az elemi sugárforrások "kényük-kedvük szerint", azaz spontán, időben random módon, egymástól függetlenül emittálnak fotonokat: Ezek összessége a köbcentinként akár 1023 dipólt is tartalmazó klasszikus fényforrásaink évezredek alatt megszokott, rendezetlen frekvenciával és fázissal bíró természetes fénye. Nagyon messze áll ez az EM sugárzás a szépen rendezett, szinuszos fénytértől. A feladat tehát ezen független, spontán emittáló, elemi fényforrásegységek szinkronizálása lenne.

Mi a lézer?
A legfontosabb: a lézer fényforrás! Nagyon különleges fényforrás. Miért is?

Az iskolában egy angol kifejezés kezdőbetűiből alkotott betűszó visszafejtését illik a kérdésre válaszolni, azaz: "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (magyarul: fényerősítés a sugárzás indukált emissziójával). Ezzel nemcsak az a baj, hogy a legtöbb embert nem nagyon viszi közelebb a kérdés megfejtéséhez, hanem az is, hogy a ma közismert lézerek tulajdonságaira eléggé nehezen lehet ebből az amúgy lényeges és nagyon fontos részigazságot tartalmazó mondatból következtetni. 

Én jobban szeretem "a lézer fényfrekvencián működő oszcillátor" megfogalmazást, ami jobban fedi a lényeget és talán egyszerűbben megérthető. Természetesen szükség van az indukált emisszió kihasználására, de nem csak arra.

Akik régebben tanulták, azok kedvéért felidézném, hogy oszcillátort, azaz rezgéskeltő eszközt úgy szokás készíteni, hogy egy erősítő kimenetét visszacsatoljuk a bemenetre. Bizonyosan mindenki találkozott már például egy népünnepélyen a "mikrofonpróba 1, 2, 3 … stb.", majd egy rettenetesen erős fütyülő hang jelenségével. Begerjedt a rendszer, szokták mondani. Pontosan erről van szó: a hangerősítő kimenetén lévő hangszórókból a hang visszajut a mikrofonba, tovább erősödik, ... újból a mikrofonba kerül … stb. Ez a fütty erős, egyetlen frekvencián jön létre (mono-kromatikus) és fázisban is jól kötött szinuszhullám. Pontosan olyan, mint amit egy "akusztikus "hangzer?", "-?zer"-től elvárhatunk. Annyira olyan, hogy az is, csak nem így hívjuk. 

Mire van tehát szükségünk a lézerhez? Erősítőre, fény esetén fényerősítőre, no és a visszacsatolásra. Utóbbiról ma már triviálisan tudjuk, hogy például két, egymással szembefordított tükörrel megoldható. Erre "csak" rá kellett jönni, de az első feladat, a fényerősítő készítése kemény fizikusi munka volt. Több Nobel-díjat érdemlő munka.

Miért nem lehet(-ett) fényerősítőt építeni?
Hétköznapi tapasztalatunk, hogy essen bármilyen anyagra is a fény, annak a túloldalán mindig kevesebb lesz, mint amivel eredetileg megvilágítottuk. Világunk olyan, hogy természetes módon "eszi" a fényt. A fal vagy egy fémdarab eléggé drasztikusan (semmi nem megy át rajta), az ember itt-ott kissé kevésbé áteresztő, az üveg pedig szinte alig-alig nyeli el a fényt. A természetben nem találkozunk olyan anyaggal, ami megvilágítva a túloldalán több fényt adna, mint amivel mi besugároztuk (ugyanabból a fényből). Fényerősítő tehát nincs! (Jelzem, hangerősítő sem volt a természetben.) A fizikusok tudják, hogy ez a világ termikus egyensúlyi állapotából következik, ami sugallja, merre keressük a megoldást, de erre is valakiknek rá kellett jönniük. A fény intenzitásának természetes anyagokban észlelt, a vastagsággal exponenciálisan csökkenő mértékének anyagfüggő jellemzőjét, az abszorpciós együtthatót, leginkább "alfa"-val szoktuk jelölni, ami természetesen pozitív szám. Ennek az előjelét kell negatívra változtatni. "Negatív abszorpció" kell. Éppen 50 éve már tudjuk, hogy ez igen-is megvalósítható a gyakorlatban is. 

Lényegében erről szól a lézerek felfedezésének története. 

Tényleg Einsteinnel kezdődött?
Igen is, meg nem is. Az tagadhatatlan, hogy az általa feltételezett "indukált emisszió"-nak – azaz a fénykibocsátás azon formájának, mely függ a forrást körülvevő fénytértől – fontos szerepe lesz a lézerfizikában. Ez – az Einstein híres cikkének megírása idején még csak hipotézis  – eredetileg nem kapcsolódott közvetlenül a majd 50 évvel később felfedezett lézerjelenséghez.

Zeusz irányítottan lecsapó villámai, vagy Arkhimédésznek a szirakuzai várfalról állítólag az ellenséges hajókra irányított, tükrökkel koncentrált napsugarai sem igazi lézer-előfutárok. Talán H. G. Wells 1898-ban megjelent "Világok harca" c. regényében a "halálsugár", vagy éppen Alekszej Tolsztoj 1920-as "Garin mérnök hiperboloidjá"-nak koncentrált sugárzása közelíti meg leginkább azt a fogalomkört, amire az emberek többsége asszociálni szokott, ha lézerfényről hall. 

Amerikában H. G. Wells "jósolta meg" a lézert "Világok harca" c. művében

Szovjet-Oroszországban A. Tolsztoj "Garin mérnök hiperboloidja" ír le lézerszerű eszközöket mérnöki pontossággal (de fizikai tévedésekkel)

Érdekes utólagos szimbólumnak tekinthetjük, hogy éppen abban a két országban, az Egyesült Államokban és a Szovjetunióban vetették még a lézerfizika alapjait, ahol az említett művek alkotói éltek. Valóban a "halálsugár" megalkotása volt a cél? Korántsem! Annak ellenére nem, hogy a lézer megszületése nagy valószínűséggel a II. világháborúval kezdődött.

Azok a kutatók, akik nem közvetlenül, fegyverrel a kezükben harcoltak a fronton, a haditechnikához kapcsolható fejlesztésekben kaptak jelentős szerepet. Az egyik ilyen terület az atombomba létrehozása volt, aminek a mai civil nukleáris energiatermelő technikát köszönhetjük. A katonai információk továbbítása és elfogása, kódolása és dekódolása a rádió- és számítástechnikát alapozta meg. A harmadik fontos terület az ellenséges támadást időben detektálni képes radartechnológia volt, aminek művelőiből kerültek ki a lézerfizika úttörői.

A mézer-sztori
Egy rövid ideig tartó, jól irányított, erős rádióhullám-impulzus (radarjel) visszaverődését detektálva könnyen kideríthető a visszaverő forrás iránya, távolsága és sebessége is. Ez a fizikai alapja annak, hogy például a repülőgépek aktuális pozícióját és repülési adatait könnyen meg lehet határozni (no meg persze a gyorsan hajtó autóékét is). A háború befejeztével e terület katonai és civil fejlesztésének igénye nem csökkent ugyan nullára, de lényegesen kevesebb kutatót kívánt, mint ahányat vészhelyzetben erre a témára állítottak. Sok laborban álltak kész vagy félig kész radarberendezések, alkatrészek, félbehagyott kutatási témák és hozzáértő szakemberek. Emlékezzünk csak az Egyesült Izzóban dolgozó Bay Zoltánra és csapatára, akik csodálatos detektálási technikával elsőként mérték meg "közvetlenül" rádióhullámokkal a Föld–Hold távolságot. Az intuitív kutatók az ilyen jellegű, detektálási és sugárforrás-fejlesztési területeket választották. 

Az emittáló rádióforrás frekvenciáját növelni volt célszerű, ami a pontosságot fokozhatta, no és a sávszélességét minél kisebbre kellett venni, hogy jól megkülönböztethessék az ellenfél hasonló rendszereinek hullámhosszától. Természetesen a kibocsátott jel erőssége is kulcsfontosságú volt, hiszen a detektor érzékenységén kívül lényegében ez szabta meg a radar hatótávolságát. Ilyen haditechnikai és polgári repülési eszközfejlesztés mellett a kutatói véna sokakat a rádióhullámú spektroszkópia, az anyagvizsgálat területére irányított, ahol ugyanezek a műszaki kívánalmak fogalmazódtak meg. Talán csak a hangsúly tolódott el a teljesítményről a fontosabbnak tűnő, nagyon keskeny vonalszélesség, a szép szinuszos jel generálása felé. 

A cél tehát világos volt: teljesítmény és frekvencia felfelé, sávszélesség lefelé, a minimumra. Monokromatikus, koherens, nagy intenzitású rádióhullám kell. Itt érdemes megjegyezni, hogy irányított nyalábról – mint direkt forrásról – nem volt szó! Mindenki az addig is sikeresen használt, (a távoltérből nézve) megközelítően pontszerű forrásokkal dolgozott, hiszen azok a "bólogató", paraboloid formájú radarantenna fókuszából kiindulva tisztességesen keskeny, közel párhuzamos hullámokat, radarnyalábokat adtak, akárcsak a mindenütt használt, erős reflektorok fénynyalábjai. 

A két világhatalom kutatói gőzerővel dolgoztak a radar tökéletesítésén. Bizonyosan nemcsak ők, hanem a történelem is inkább feljegyzi az első sikereket, az úttörő eredményeket, mint a lassúbb, vagy téves úton járók tetteit. Mindkét oldalon – nagy valószínűség szerint egymástól teljesen függetlenül – rájöttek, hogy a klasszikus elektromos rezgőkörök (oszcillátorok) fejlesztése helyett (mellett) más utat kell választani. Az elemi sugárzásforrások (atomok, molekulák) szinkronizálásának kihasználásával kell próbálkozni. Mikrohullámokon, indukált emisszióval működő sugárzáserősítőket (mézereket, orosz terminológiával: kvantovij generatorokat) kellene építeni. Tudták, hogy egy, a hullámhossz nagyságrendjébe eső méretű, jól reflektáló falú dobozban – "üregrezonátorban" – a reflexiók miatt kialakuló stabil hullámteret (módust) viszonylag könnyű egy atomi (molekuláris) rendszer sugárzásához hozzácsatolni, együttrezgésre kényszeríteni. Ezt az Einstein által definiált indukált emisszió biztosíthatta. Az üregrezonátor, mely csak egyes, a geometriából adódó rezgésekre (állóhullám) rezonál, különlegesen jól válogat a lehetséges sugárzási hullámhosszak között, azaz keskenyíti a spektrumot. Már "csak" azt a kérdést kellett megoldani, hogyan lehet erősítőt csinálni az eredetileg összevissza, spontánul emittáló elemi dipólokból, az egyedi atomokból vagy molekulákból? 

Charles Townes, a mézerek egyik atyja visszaemlékezésében felidézi, hogy 1951-ben az amerikai fizikai társulat konferenciájának egy álmatlan éjszkáján (szobatársa, munkatársa, későbbi sógora és a mézer–lézer amerikai történetének másik kiemelkedő alakja, Arthur Schawlow nagyon horkolt) egy parkban sétálva jött rá, hogy szakítani kell a termikus egyensúly állapotával. Erősítő csak úgy készíthető, ha az elemi források (atomok, molekulák) közül több van gerjesztett, mint alapállapotban (ezt ma populációinverziónak hívjuk). Akkori fogalmakkal: negatív lesz a hőmérséklet, ami megváltoztatja az alfa (fényabszorpció) előjelét. Lehetőséget teremt a negatív abszorpcióra, az erősítésre. Kis kockás füzetben jegyezte fel napról napra gondolatait, számításait, s az ilyen "laborjegyzőkönyv"-eknek még nagy jelentősége lesz a lézer történetében. Ma már tudjuk, hogy ez másoknak is eszébe jutott – (1928 – R.W. Ladenburg, 1939 – V. Fabrikant). Townesszal szinte egy időben A. Prohorov és N. Baszov is megfogalmazta ugyanezt. Két évbe tellett, míg az ötletet a gyakorlatban is meg tudták valósítani.
 

C. Townes és a működő mézer (1954)

1953-ban Townesék az eredetileg termikus egyensúlyban lévő ammóniamolekula-sugárból geometriailag ki tudták válogatni a két energianívójú molekulák közül az éppen a felső, gerjesztett állapotban lévő részecskéket. Amikor ezeket jól hangolt üregrezonátorba vezették, az 1,24 cm-es hullámhosszon beindult az ammóniamézer. A Baszov–Prohorov-laborban ugyancsak ammóniával kísérleteztek, de ők 3 nívós állapotot választottak, amiből egy ügyesen gerjesztett, viszonylag hosszú élettartamú (ún. tiltott átmenetű, felső) állapot azonnal inverziót, szétválogatás nélküli erősítést produkált. 

A Moszkvában dolgozó A. Prohorov Oroszországból származó szülők gyerekeként Ausztráliában született. Nyilván nyelvtudása és "nyugati" származása is hozzájárult ahhoz, hogy a hidegháborús szembenállás ellenére 1955 áprilisában "kiengedték" Cambridge-be, a Faraday Társaság konferenciájára, ahol elméleti előadást tartott az ammóniáról mint lehetséges mézeranyagról. Itt találkozott először Townesszal, aki örömmel újságolta, hogy nekik az Egyesült Államokban már működik. Prohorov megnyugtatta, hogy nekik is megy, Moszkvában. Így született meg a korábbi szövetséges, akkoriban viszont már erősen ellenséges hatalmak közül mindkettőben szinte egyszerre a forradalmian új, extrém, stabil frekvenciákon működő rezgéskeltő eszköz: a mézer. 

Elkészültek az első olyan eszközök, melyek a monokromatikus és koherens elektromágneses sugárzást már nem az elektronok sokaságának szinkronizált kollektív mozgatásával, kondenzátorokból és induktivitásokból álló rezgőkörökkel vezérelve állították elő, hanem egyedi sugárforrások sokaságának az EM térrel szinkronizált emissziójával. Talán érdemes megjegyezni, hogy még itt sincs szó irányított, nyalábolt sugárzásról. A mézer alapvetően "pontforrás".

A 95 éves C. Townes az első mézer leírásával, a 2010 júniusában Párizsban rendezett 50 éves jubileumi lézerkonferencián

Nem kell hozzá sok fantázia, hogy kitaláljuk a mindenkiben felsejlő továbbfejlesztési irányt: a frekvenciát növelni kell, azaz a következő cél az infravörös, majd látható fény tartománya. Az "optikai mézerek" (optical masers), illetve más nyelvterületen: az "optikai kvantumgenerátorok" (optyicseszkije kvantovije generetori) megvalósítása.

Négy nagyságrend a köbön 
Kis túlzással ez a szám (ezermilliárd!) jellemzi a megoldandó probléma nehézségének fokát, ha a rádióhullámokból a fény tartományába szeretnénk átlépni. Legalább három, szinte megoldhatatlan problémába ütközünk.

Egy rádióantennánál nem nagyon kell félnünk, hogy magától "elsül", azaz spontán emittál sugárzást, ugyanez a fényt kibocsátó atomok esetén tipikus jelenség. Az indukált és spontán emissziós együttható aránya a hullámhossz köbével arányos. Ha a centiméteres sávból a mikrométeresre váltunk, ennek megfelelően nő a spontán emisszió valószínűsége. Ha nem találunk ki valami alapvetően újat, akkor az indukált emisszió elhanyagolható mértékű marad.

A mézerekben használt anyagok esetében viszonylag hosszú élettartamú volt a gerjesztett állapot, volt idő a részecskék szétválogatására. Extrém állapotoktól eltekintve, a tipikus fényemitterek esetén, ez a megoldás szóba sem jöhet.

A néhány centiméter hullámhosszú mézer néhány centiméteres üregrezonátorában jó, ha egyetlen módus (állóhullámú EM tér), egyetlen frekvencia rezonálni tud az üreg falai között. A mézer általában csak egyetlen frekvencián működhet. Ha egy ugyanekkora méretű "fény-üregrezonátort" választunk, akkor a rezonáns frekvenciák száma több tízezer lehet, azaz rengeteg, egymástól eltérő frekvencia működhet szimultán. Oda a monokromatikusság, és ezzel együtt természetesen a koherencia is, ami a hullámok interferenciára, azaz az EM tér összeadódására, vagy éppen kioltására való képességét jellemzi.

Látjuk a problémákat, és 1957-ig lénye-gében még a megoldás elvei is elérhetetlenül távolinak tűntek. C. Townes visszaemlékezése szerint az elsőként fellőtt szovjet szputnyik, az Egyesült Államok látszólagos technikai lemaradása ösztönözte arra, hogy kellő súlyú válasznak érezte volna, ha az első optikai mézert ők tudnák elkészíteni. 1958 decemberében jelent meg Schawlow és Townes híres munkája a Phys. Rev.-ben, amit a lézerfizika alapcikkének tekintenek szerte a világon. Ugyancsak 1958 nyarán, azaz pár hónappal korábban Baszov és Prohorov is megjelentetett egy hasonló munkát a szovjet vezető fizikai folyóiratban, a ZSETF-ben. Tudománytörténelmi tény az is, hogy Schawlow-ék praktikus amerikai – és munkahelyük, a Bell Laboratórium majdnem kötelező – gyakorlata szerint még a cikk megjelenése előtt, júliusban beadtak egy optikai mézerről szóló szabadalmat. 

Mindez világosan mutatja, hogy szinte napra pontosan egy időben, párhuzamosan folyt a kutatás a két nagyhatalomnál. 

Milyen megoldásokat vázoltak fel? Az erősítés feltételét, azaz a felső, gerjesztett állapot nagy értékét (a populációinverziót) különlegesen hosszú élettartamú (tiltott átmenetű) nívókon, 3 és 4 nívós rendszereken akarták megteremteni. Az üregrezonátor (ami a mézereknél egy majdnem zárt fémdoboz volt) falait pedig eltávolították, és csak két szemben lévő reflektáló falfelület egy-egy visszaverő darabkája, azaz két tükör maradt. Ezek lettek az optikai rezonátor kulcselemei. Ezzel a megoldással legalább egyetlen irányban, a tükrökre merőleges, azok által megsokszorozott, hosszú fényúton lehetőség nyílhatott arra, hogy a fény két tükör közötti ide-oda verődésével a kis fényerősítés is jelentős értékre nőjön. Nagyon precíz rezonátorméretezéssel a lehetséges fényfrekvenciák számát is csökkenthették, akár egyetlen módusra. Persze, csak elvben. Megszámlálhatatlanul sok laboratóriumban, kutatók százai, talán ezrei is megszállottan dolgoztak a megoldáson. Kristályokban, gázokban, félvezető anyagokban sokféle gerjesztési megoldással keresték az ideális, reménnyel kecsegtető optikai átmeneteket, sávokat, "színeket". Az áttörésre, ennek ellenére, még másfél-két évet várni kellett.


Természet Világa, 141. évfolyam, 10. szám, 2010. október
http://www.termeszetvilaga.hu/ 
http://www.chemonet.hu/TermVil/