Před 50 lety se zrodil zázrak

Základy oboru kvantové fyziky, položené v 50. letech minulého století, daly vzniknout i zcela novému oboru, oboru fotoniky, zabývajícímu se vlastnostmi a metodami využití optického záření s kvantovým charakterem interakce toku fotonů, metodami jeho generování, detekce nebo i přeměn na jiné druhy energie. Tehdy se poprvé objevil i předchůdce dnešního laseru – způsob zesilování mikrovln stimulovanou emisí záření, označený symbolem MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation), aby o několik let později spatřil světlo světa už i skutečný LASER (Light Amplification by Stimulated Emission od Radiation). Jeho objev, datovaný k 15. květnu 1960 i jeho další dynamický rozvoj, si připomínáme přesně po 50 letech. Jako technologii generování a zesilováním elektromagnetického záření, která pronikla prakticky do všech oborů lidské činnosti - od průmyslu, přes sdělovací techniku, medicínu, meteorologii, biologii, dopravu, stavebnictví, bezpečnostní, vojenskou i kosmickou techniku. Přes vynikající dosavadní výsledky v kvalitě paprsku laseru, hustotě výkonu, frekvenci pulzů i jejich až ultrakrátké délce, kdy se laseru dostává i označení jako „studený“ laser, čeká na něj ještě řada nových aplikací. Zvláště v medicíně při neinvazivní diagnostice i neinvazivní terapii a naděje se do něj vkládá v budoucích letech i při uskutečňování řízené termojaderné reakce. A je téměř symbolické, že právě po půl století od objevu laseru má tato naděje už svou reálnější podobu, jak v rámci mezinárodního projektu ITER, tak především amerického projektu National Ignition Facility na Lawrence Livermore National Laboratory. Tam se dá očekávat první pokus o uskutečnění jaderné fúze dokonce už během letošního roku. Objev laseru, konkrétně v provedení rubínového laseru s xenonovou výbojkou, patří od 15. května 1960 Američanu T. H. Maimanovi. Výročí se již nedožil, zemřel v květnu před třemi lety, ale jeho objev patří mezi nejdůležitější fyzikální jevy za celou existenci lidstva a svou závažností může být srovnáván snad jen s takovými hodnotami, jako byl např. objev elektrického proudu nebo štěpení atomového jádra. Maiman nebyl ale sám, kdo na laseru pracoval. V té době usilovaly o prvenství dvě velmoci, USA a SSSR, které v době studené války spatřovaly v laseru důležitý prostředek i pro svou obrannou strategii. Již v roce 1962 tak např. americké ministerstvo obrany podpořilo roli laseru v úkolu „Aviation Week and Space Technology“ tehdy nevídanou částkou 1,5 mil. dolarů a na rychlý start nové technologie v USA ukazuje už tehdejší počet tamních výrobců laserů, kterých bylo na 500, z nichž 20 až 30 firem bylo schopných je dodávat i na trh. Většinou se jednalo o lasery slabších výkonů, He-Ne lasery, lasery se dostávaly do telekomunikací, vznikaly laserové tiskárny, přehrávače, skenery a postupně začala i éra dalších typů laserů, polovodičových laserů, které jsou dnes jádrem digitální informační techniky a zábavní elektroniky, CO2 laserů, různých typů pevnolátkových laserů i dalších variant. Trh v USA sílil natolik, že už v roce 1973 překročil obrat 1 mld. dolarů. Evropa se dostávala k laserům o něco později, zajímavým přínosem pro lasery vyšších výkonových tříd, s původním záměrem pro využití při řezání plechů, byla v roce 1967 spolupráce tří firem ve Velké Británii, na které se podílely s výzkumným ústavem The Welding Institute Messer Griesheim, jako výrobce strojů a Coherent, výrobce zářičů. Takové účelové fúze nebo aliance byly pro vývoj laserů typické i v Německu, které od 80. let převzalo ve světě při vývoji průmyslových laserů vedoucí roli. Vzorová spolupráce panovala tak např. v alianci tvořené Institutem für Strahlwerkzeuge IFWS s teoretickým výzkumem, firmou Trumpf s praktickou stavbou laserů a firmou Daimler AG, která tyto technologie uplatňovala ve výrobě. Všem těmto partnerům byly k dispozici výsledky každého z nich, což výrazně dopomohlo k rychlejšímu postupu a firma Trumpf si udržela svůj náskok a postavení ve výrobě laserů i laserových systémů doposud. Přesto ještě první sériový laserový řezací stroj s CO2 laserem přišel v roce 1978 z USA od firmy Strippit, ale hned v následujícím roce 1979 dodával kombinaci razicího lisu a laserového vyřezávání s NC programem i Trumpf, i když ještě s importovaným CO2 laserem o výkonu 500 a 700 W z USA. Prvním zákazníkem Trumpfa byl Siemens, jenž ale lis nevyužíval přímo ve výrobě, ale jako „drahou hračku“ jen v laboratorním provozu. Jakou důležitost přikládala vývoji laserového řezání a prvním sériově vyráběným řezacím strojům na cestě od laseru jako „hračky“ k laseru jako „univerzálnímu nástroji“ tehdejší světová odborná veřejnost, vyplývalo z porovnání s Fordovým Modelem T. Vozidlem, vyráběným od roku 1908 a obecně pokládaným za první cenově dostupný vůz díky Fordovým inovacím, práci na montážní lince místo ruční výroby a s myšlenkou platit zaměstnancům mzdu úměrnou ceně vozu. Poučení z té téměř idylické doby je aktuální i pro dnešní společnost: „Postavím auto pro masy. Bude dost velké pro rodinu, ale také dost malé na to, aby s ním jeden člověk mohl jezdit a starat se o ně. Bude vyrobeno z nejlepších materiálů, nejlepšími zaměstnanci, s nejjednodušší konstrukcí, kterou je moderní inženýrství schopno vymyslet. A bude tak levné, že každý člověk pracující za dobrý plat, bude vlastnit jedno – a užívat si se svou rodinou mnoho hodin radosti pod božím širým nebem“. (Henry Ford) Pokračování v příštím čísle