Maser, elektromágneses sugárzást előállító és erősítő eszköz, elsősorban a spektrum mikrohullámú tartományában. A maszer ugyanazon az alapelven működik, mint a lézer (amelynek neve a “fényerősítés stimulált sugárzási emisszióval” rövidítéséből képződött), és számos jellemzőjében osztozik. Az első maszert Charles H. Townes amerikai fizikus és munkatársai építették 1953-ban. A név a “mikrohullámú (vagy molekuláris) erősítés sugárzás stimulált emissziójával” rövidítéséből származik.”

A maszer-oszcillátornak szüksége van gerjesztett atomok vagy molekulák forrására és egy rezonátorra a sugárzásuk tárolására. A gerjesztésnek több atomot vagy molekulát kell a felső energiaszintre kényszerítenie, mint az alsóba, hogy a stimulált emisszió általi erősítés túlsúlyba kerüljön az abszorpcióval szemben. Néhány milliméteres vagy annál hosszabb hullámhossz esetén a rezonátor lehet egy fémdoboz, amelynek méreteit úgy kell megválasztani, hogy csak az egyik rezgésmódja essen egybe az atomok által kibocsátott frekvenciával; vagyis a doboz az adott frekvencián rezonál, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy üstdob rezonál egy adott hangfrekvencián. Egy ilyen rezonátor veszteségeit elég kicsire lehet csökkenteni, így a sugárzás elég sokáig tárolható ahhoz, hogy az egymást követő atomok gerjesztett emisszióját stimulálja. Így az összes atomot arra kényszerítik, hogy úgy sugározzon, hogy növelje ezt a tárolt hullámot. A kimenet úgy érhető el, hogy a rezonátoron egy kis lyukon keresztül némi sugárzás távozik.

Az első maszer olyan ammóniamolekulákból álló sugárnyalábot használt, amely egy hengeres fémrudakból álló ketrec tengelye mentén haladt, és a rudak felváltva pozitív és negatív elektromos töltéssel rendelkeztek. A rudak nem egyenletes elektromos tere szétválogatta a gerjesztett molekulákat a nem gerjesztettektől, és a gerjesztett molekulákat egy kis lyukon keresztül a rezonátorba fókuszálta. A kimenő teljesítmény kevesebb mint egy mikrowatt (10-6 watt) volt, de a hullámhossz, amelyet elsősorban az ammónia molekulák határoztak meg, annyira állandó és reprodukálható volt, hogy olyan óra vezérlésére lehetett használni, amely több száz év alatt legfeljebb egy másodpercet nyert vagy veszített. Ez a maszer mikrohullámú erősítőként is használható. A maszer-erősítők előnye, hogy sokkal csendesebbek, mint a vákuumcsöveket vagy tranzisztorokat használó erősítők; vagyis nagyon kevés zajt adnak az erősített jelhez. Így nagyon gyenge jelek is hasznosíthatók. Az ammóniamaszer azonban csak egy nagyon keskeny frekvenciasávot erősít, és nem hangolható, ezért nagyrészt felváltották más típusok, például a szilárdtest-rubinmaszerek.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.