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セオドア・ハロルド・マイマン（1927年7月11日 - 2007年5月5日）は、レーザーの発明者として広く知られるアメリカのエンジニア兼物理学者です。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4][5 ] [ 6 ] [ 7 ]マイマンのレーザーは、その後、他の多くの種類のレーザーの開発につながりました。[ 8 ] [ 9 ]レーザーは1960年5月16日に発射に成功しました。1960年7月7日にマンハッタンで行われた記者会見で、[ 10 ]マイマンと彼の雇用主であるヒューズ・エアクラフト社は、レーザーを世界に発表しました。[ 11 ]マイマンは発明の特許を取得し、[ 12 ]その業績に対して多くの賞と栄誉を受けました。彼が最初のレーザーを開発した経験とそれに続く関連出来事は、彼の著書『レーザー・オデッセイ』[ 13 ]に記されており、後に2018年に『レーザー発明家：セオドア・H・メイマンの回想録』[ 14 ]という新しいタイトルで再出版された。
マイマンはロサンゼルスで、電気技師で発明家のアブラハム「エイブ」マイマン[ 10 ]とローズ・エイブラムソンのユダヤ系家庭に生まれた。幼い頃、家族はコロラド州デンバーに移り住み、マイマンはそこで父親の家庭用電子機器実験室での実験を手伝った。マイマンは自伝の中で、「ほとんどの多動症の子供と同じように、私は痩せていて、10～15ポンドほど体重が軽かった」と述べており、当時リタリンが存在していたら自分は対象になっていただろうと考えている[ 15 ] 。10代の頃、マイマンは電気製品やラジオの修理でお金を稼ぎ[ 16 ]、高校卒業後、17歳でナショナル・ユニオン・ラジオ・カンパニーにジュニア・エンジニアとして就職した[ 17 ] 。
第二次世界大戦終戦後、アメリカ海軍で1年間勤務した後、[ 18 ]コロラド大学ボルダー校で工学物理学の理学士号を取得した。その後、スタンフォード大学大学院に進み、 1951年に電気工学の修士号、1955年に物理学の博士号を取得した。
マイマンは物理学者ウィリス・ラムの指導の下、実験物理学の博士論文を執筆した[ 10 ]。この論文では、励起ヘリウム原子の微細構造分裂のマイクロ波光学的詳細測定を行った。また、ラムの実験のための実験装置も考案した。マイマンはラムと共同で『フィジカル・レビュー』誌に2つの論文を発表しており、2つ目の論文は彼自身の博士論文研究に基づいていた[ 19 ] [ 20 ] 。彼の博士論文実験は、レーザー開発に大きく貢献した[ 14 ] : 43
1956年、マイマンはカリフォルニア州のヒューズ・エアクラフト社（後のヒューズ・リサーチ・ラボラトリーズまたはHRLラボラトリーズ）の原子物理学部門で働き始め、米陸軍通信隊のルビーメーザー再設計プロジェクトを主導し、2.5トンの極低温装置から4ポンド（1.8kg ）に軽量化しながら性能を向上させた。[ 5 ]： 88 [ 21 ]この成功の結果、マイマンはヒューズの経営陣を説得し、1959年半ばから彼のレーザープロジェクトを支援するために会社の資金を使うようにした。総予算5万ドルで、マイマンは合成ルビー結晶を用いた独自の設計に基づくレーザーの開発に着手したが、レーザーを作ろうとしていた他の科学者たちはそれがうまくいかないだろうと考えていた。[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]
1960 年 5 月 16 日、カリフォルニア州マリブにあるヒューズ研究所で、マイマンの固体ピンク ルビー レーザーが、波長がすべて同じで位相も完全に揃った光線の人類初のコヒーレント光を発した。 [ 16 ]マイマンは、Physical Review Letters で Samuel A. Goudsmit に 2 回拒否された後、1960 年 8 月 6 日に Nature に自身の発明を文書化した[ 10 ] [ 17 ] [ 25 ] 。その他にも、レーザーの基礎となる科学技術を記述した学術論文を発表している。[ 26 ] [ 25 ] [ 27 ] [ 28 ]
マイマンはヒューズ社でメーザープロジェクトに着手する前から、固体レーザーの設計構想を始めていた。[ 5 ] : 45 [ 14 ] : 59メーザーのマイクロ波周波数を電磁スペクトル上で5万倍に上げて光の周波数にするには、実現可能なレーザー媒質と励起源を見つけ、システムを設計する必要があった。[ 5 ] : 34-37 [ 29 ] IBM、ベル研究所、MIT、ウェスティングハウス、RCA、コロンビア大学など、他の主要な研究グループもレーザー開発プロジェクトに取り組んでいた。[ 5 ] : 7 [ 14 ] : 78
彼らの研究は、アーサー・L・シャウローとチャールズ・H・タウンズによる1958年の論文に刺激を受けた。この論文では、カリウムランプで励起されたカリウム蒸気を使用した気体システムの理論的分析と提案が提示されていた。[ 3 ]： 216 [ 5 ]： 92 [ 30 ]しかし、マイマンはシャウローとタウンズの提案に複数の欠陥があること、そしてピンク・ルビーとレッド・ルビーのバンドギャップの性質に大きな違いがあることなど、固体設計を拒否した理由を特定し、独自のビジョンを追求した。[ 5 ]： 111 [ 14 ]： 159–164 [ 31 ] [ 15 ] 「ルビーを十分に詳細に分析し、それを貫く自信を持てたのは私だけだった。」彼の成功した設計では、活性レーザー媒体としてユニオン・カーバイドのリンデ部門[ 15 ]が育成した合成ピンク・ルビー結晶を使用し、励起光源としてらせん状キセノンフラッシュランプを使用した。 [ 3 ] : 226–234 [ 5 ] : 170–182 [ 32 ]タウンズが後に書いたように、「マイマンのレーザーには、我々の理論論文では考慮されておらず、ルビーの実証以前には他の人によって議論されていなかったいくつかの側面があった。」[ 4 ] : 108マイマン（そして後に世界）がピンク色のルビーをレーザー発振させたことを確信した証拠の1つは、「結晶が閾値を超えたとき、我々は2本の赤い線の明るさの比率が50倍以上であることを観測した」ことだった。 [ 15 ] : 226–234 [ 5 ] : 170–182 [ 32 ]タウンズが後に書いたように、「マイマンのレーザーには、我々の理論論文では考慮されておらず、ルビーの実証以前には他の人によって議論されていなかったいくつかの側面があった。」
レーザーの発明後、1961年にマイマンはヒューズを離れ、レーザー用のルビー結晶を自社で育成する新設のクアンタトロン社に入社した。マイマンは応用物理研究所の副所長に就任し、ヒューズの同僚7人を雇った。[ 15 ] 彼らは、当時国内で入手可能だった合成ルビーを育成するためのヴェルヌイユ工場を立ち上げた。合成ルビーは、第二次世界大戦中にスイスから移転された技術を米国政府から受け取るために選ばれたリンデ社でのみ入手可能だった。「スイスは長年にわたり、このヴェルヌイユ技術を使用して、有名な精密時計の宝石軸受を製造していた。」クアンタトロンの合成ルビー工場を立ち上げるために、マイマンはヒューズからリックとトニーのパスター兄弟を雇った。リックは超高純度粉末を作る方法を考案し、トニーはバーナーと粉末処理プロセスを改良した。[ 15 ]
1962年までに、スムリンとフィオッコは50J、0.5ミリ秒のルビーレーザーのビームを月面に反射させ、ソ連も同様の成果を上げていたが、[ 33 ]マイマンはクアンタトロンのAPLラボに35人を雇っていた。ベンチャーキャピタリストが買収されたために資金が枯渇すると、マイマンはユニオン・カーバイドに熱心なパートナーを見つけ、改良した合成ルビー工場を共に育てた。[ 15 ]そして1962年、マイマンは高出力ルビーレーザーを製造するコラッド社を設立し、社長に就任した。[ 10 ] [ 18 ]コラッド社でのその他の開発の中でも、マイマンはグールドに対するQスイッチ特許訴訟でロバート・W・ヘルワースを支援した。[ 15 ] 1968年にコラッドがユニオン・カーバイドに完全に買収された後、[ 16 ]彼らがベンチャーキャピタル契約に書かれたオプションを行使したとき、[ 15 ]マイマンは退社し、自身のベンチャーキャピタル会社であるマイマン・アソシエイツを設立した。
マイマンは1967年11月14日に「ルビーレーザーシステム」で米国特許第3,353,115号を取得し、譲受人ヒューズ・エアクラフト社から300ドルを支払った。これはヒューズにとって最も収益性の高い特許となった。[ 15 ]
1971年、マイマンはレーザービデオコーポレーションを設立し、1976年から1983年までTRWエレクトロニクス（現ノースロップ・グラマン）の先端技術担当副社長を務めた。[ 3 ]： 232その後、レーザーセンターズオブアメリカ社（現LCA-ビジョン社）のコンサルタントおよびコントロールレーザーコーポレーションの取締役を務めた。マイマンはレーザーの開発と応用に関わり続けた。最初の実用的なレーザーの特許に加えて、マイマンはメーザー、レーザー、レーザーディスプレイ、光スキャン、変調に関する多数の特許を取得した。[ 34 ]
マイマンは亡くなる前、サイモンフレーザー大学工学部で非常勤教授を務め、バイオフォトニクス、フォトニクス、光学工学のカリキュラム開発に取り組んでいた。[ 35 ]
マイマンは、最初のレーザーの開発により、長年にわたり数々の賞や栄誉を受けてきた。彼は米国科学アカデミーと米国工学アカデミーの両方の会員に選ばれた。[ 21 ]彼は米国物理学会、米国光学会（OSA）、および米国光計測機器技術者協会（SPIE）のフェローに選ばれた。[ 17 ] 1962年、マイマンはフランクリン研究所の物理学に対するスチュアート・バランタイン・メダルを授与された。[ 36 ]
1966年、マイマンは科学分野における卓越した貢献に対して、アメリカ物理学会のオリバー・E・バックリー凝縮物質賞とファニー・アンド・ジョン・ヘルツ財団賞を受賞し[ 36 ] 、ホワイトハウスでの式典でリンドン・B・ジョンソン大統領から授与された[ 37 ]。
1976年、マイマンは「最初のレーザーの先駆的開発」により、米国光学会のRWウッド賞を受賞しました。1980年には、アメリカ功績アカデミーのゴールデンプレート賞を受賞しました。[ 38 ]彼は1983/84年のウルフ賞物理学部門を受賞し[ 16 ] 、同年には全米発明家殿堂入りも果たしました。 [ 10 ] [ 39 ] 1987年、マイマンは「世界初のレーザーの実現」により、日本国際賞[ 16 ]の電気光学部門を受賞しました。 [ 40 ]
1994年、彼は英国王立外科医師会の名誉フェローに選出された。医師でも王族でもない唯一の会員である。タイム誌は、マイマンのレーザーの発明を20世紀の最も重要な20の技術的発展の1つとして挙げた。[ 41 ]多くの大学がマイマンに名誉学位を授与し、最後は2002年にサイモン・フレイザー大学から授与された。 [ 42 ]
マイマンと彼のレーザー発明に対する評価は死後も続いた。2007年の追悼記事で、メーザーの共同発明者であるチャールズ・H・タウンズは、マイマンの1960年のネイチャー誌に掲載されたレーザーに関する論文を「過去1世紀にネイチャー誌に掲載されたどの論文よりも、単語数あたりの重要度が高い」と評した。[ 43 ]毎年恒例のセオドア・マイマン学生論文コンテストは、主要なレーザーグループからの寄付により2008年に設立され、OSA財団によって運営されている。[ 44 ] 2010年には、マイマンの最初のレーザーとそれに続くレーザーの50周年を祝うため、主要な科学および産業界のフォトニクス組織によって、LaserFestの傘下で世界中で数多くのイベントが開催された。[ 45 ]
米国議会はレーザーの発明を称え、マイマンを引用する決議を可決した。[ 46 ]また、2010年にはマイマンのレーザーの功績がIEEEマイルストーンとして認められ、[ 42 ]アメリカ物理学会はヒューズ研究所に世界初のレーザーの歴史的な場所を記念する銘板を贈呈した。[ 47 ]
2011年、マイマンはスタンフォード大学から「スタンフォード工学の英雄」として表彰され、「物理学と工学の高度な訓練と豊富な実験室経験という稀有な組み合わせ」が評価された。[ 48 ] 2014年、米国科学アカデミーはニック・ホロニャック・ジュニアによる賛辞を含むマイマンの伝記的回顧録を出版した。[ 49 ]
2017年にユネスコは5月16日を国際光の日と定め、世界中で毎年数多くのレーザーや光関連のイベントで祝われています。[ 50 ]この日はマイマンが初めてレーザーの発射に成功した日を記念するものです。
マイマンは2007年5月5日、カナダのブリティッシュコロンビア州バンクーバーで全身性肥満細胞症により死去した。彼はそこで2番目の妻キャスリーンと暮らしていた。 [ 10 ] [ 51 ]キャスリーンとは1984年2月13日に出会った。彼は1956年に結婚した最初の妻シャーリーとの間にシェリという名の娘が一人いた。シェリ・マイマンは1988年に30歳で癌により死去した。[ 15 ]