Предисловие автора

"... Предисловие ... или служит 
объяснением цели сочинения,
или оправданием и ответом 
на критики".

М. Ю. Лермонтов

Описание большинства научных открытий могло бы начинаться фразой о том, что в то или иное время в научном журнале появилась статья, о существовании которой было известно только небольшому кругу специалистов. Часто можно было бы добавить, что статья получила слабый отклик и что значение открытия некоторое время недооценивалось. Ничего подобного не произошло с открытием возможности генерации когерентного света. Вместо обычного ознакомления с обстоятельными теоретическими выводами ученые узнали о создании лазера из ежедневных газет. Этот необычный источник света, который в некотором отношении несравненно ярче солнца, поразил общественное мнение, чему, без сомнения, способствовало также рекламирование этого открытия в печати. Быстро возрос коммерческий интерес к лазерам, что подтверждается тем фактом, что в течение 18 месяцев после открытия Меймана около 400 компаний включилось в работу, связанную с лазерами, и многие фирмы заключили контракты с правительством для развития исследований, связанных с лазерами.

В результате газетной рекламы и борьбы за получение контрактов научные факты, технические достижения и оптимистические прогнозы смешались в такой хаос, что даже работающие в этой области остановились перед вопросом, что же уже совершилось, что было точно предсказано, а что лишь предполагалось. В этой атмосфере конкуренции было написано несколько популярных и научных статей. Сообщения о новых открытиях публиковались в кратких сообщениях, помещаемых, как правило, в качестве писем в редакцию, и потому сведения по этому предмету стали разрозненными.

При современном состоянии литературы трудно ответить на вопрос, по каким материалам можно изучить проблему генерации когерентного света. Могут быть предложены популярные статьи, но с их помощью трудно понять техническую сторону вопроса, пока не будут прочитаны статьи, написанные для специалистов. Однако даже специалист не имеет единого источника технической информации, пока он сам не соберет материал, на который имеются ссылки.

Но следует помнить не только о специалисте или будущем научном сотруднике. Большое число студентов, инженеров и технических руководителей проявляют возрастающий интерес к проблеме генерации когерентного света. Они осознали необходимость понимания сущности этой проблемы, ее методики и достижений, связанных с когерентной генерацией света, которые могут играть важную роль в применениях этого научного открытия. Пытаясь возможно более полно ответить на вопросы, связанные с лазерами, я пришел к убеждению, что кто-то должен написать хорошую книгу на эту тему. И кто-нибудь в свое время напишет ее. А между тем уже сейчас нужно иметь нечто готовое, чем можно было бы воспользоваться, пока не написана эта книга. Можно с уверенностью сказать, что срок службы монографии о лазере будет ограничен. Открытия следуют с такой быстротой, что технические достижения 1961 г. уже устарели в июне 1962 г. При учете перечисленных выше обстоятельств издательство заслуживает благодарности со стороны ученых и инженеров за то, что оно идет на риск, связанный с опубликованием данной книги.

Надеюсь, читатели простят меня за краткую, поспешно написанную монографию. К счастью, эта книга адресована большой и разнообразной группе читателей, что обусловило определенный выбор материала и уровень изложения. Было решено не включать работ по вынужденному излучению в полупроводниках, которые хотя и связаны с рассматриваемыми здесь вопросами, но все еще представляют несколько обособленную проблему. В этой области работают Б. Лэкс в США и Н. Г. Басов в СССР, оба известны как авторы прекрасных обзорных статей. Что же касается уровня изложения, то автор предполагал, что читатель знаком с оптикой и с современной физикой в объеме знаний студента последнего курса, специализирующегося в физике или химии. Инженер-электрик не должен испытывать серьезных трудностей,, если он знаком с представлениями современной физики в объеме обычного после второй мировой войны курса физики большинства инженерных школ. В обозначении атомных энергетических уровней используются стандартные спектроскопические символы, которые с первого взгляда могут показаться трудными для неспециалистов. Читатель, который не знает значения такого, например, символа, как 3Sb не должен отчаиваться. Он может изучать материал, приняв такие символы просто как наименование рассматриваемых уровней, не обращая внимания на причины их введения. Читатель, желающий более глубоко изучить проблему, после прочтения краткого элементарного текста найдет материал относительно дальнейшего развития данного вопроса и будет снабжен относительно полной библиографией и ссылками на оригинальные статьи и учебники.

В книге принята следующая система изложения. Прежде всего в общих чертах и качественно обсуждается физическая или техническая проблема. Затем следуют общие математические соотношения и наконец даются количественные физические и технические данные и результаты, которые сопоставляются с теоретическими результатами. Особое внимание обращено на описание принципиальных вопросов, и мало сказано об особенностях технической стороны задачи.

Математические выводы включаются в изложение только тогда, когда они могут быть просто обоснованы и когда их сложность существенно не отвлекает читателя от физической стороны вопроса. Опущены выводы обычных формул, которые имеются в учебниках.

Целью настоящей книги является ознакомление с принципами генерации когерентного света и достигнутыми в этой области успехами. Это может представлять интерес для ученых, студентов, инженеров и технических руководителей - всех тех, кто собирается иметь дело с техническими проблемами, базирующимися на современных представлениях атомной физики. Оправданием для написания этой книги является то, что пока отсутствует какая-либо другая книга подобного рода, и мой ответ критикам таков: подождите некоторое время и будет написана более хорошая книга.

Автор благодарен Исследовательским лабораториям фирмы Хьюз не только за разрешение опубликовать эту работу, но и за разнообразную и постоянную помощь, которая была предоставлена в подборе данных и подготовке рукописи. Я особенно благодарен моим коллегам Баденхагену, Евтухову, Хелворту, Мак Клангу и Смиту за их советы и полезные предложения, так же как и за разрешение использовать их лабораторные данные, графики и еще не опубликованную информацию. Хелворт написал параграф о теории ширины линии; Смит тщательно и критически прочел первый вариант рукописи и внес много предложений, которые вошли в настоящий текст.

Бэла А. Лендьел

Малибу, Калифорния, июнь 1962 г.