Фриц Петер Шефер

Фриц Петер Шефер (нем. Fritz Peter Schäfer; 25 января 1939, Штутгарт — 15 января 2024, там же) — немецкий физик, изобретатель и предприниматель. Один из пионеров в области лазерной физики и нелинейной оптики, известный, в частности, разработкой первого в мире лазера на красителях с перестраиваемой длиной волны и созданием собственной компании Schäfer+Kirchhoff, специализирующейся на производстве прецизионной оптики и лазерных систем.

Биография

Фриц Петер Шефер родился 25 января 1939 года в Штутгарте. После окончания школы изучал физику в Штутгартском университете, где в 1965 году защитил дипломную работу, посвящённую исследованию флуоресценции органических молекул. В 1968 году получил докторскую степень (Dr. rer. nat.) за диссертацию по спектроскопии сложных органических соединений.

В 1969 году, работая в лаборатории прикладной физики Штутгартского университета, Шефер впервые в мире продемонстрировал лазер на красителях с перестраиваемой длиной волны. Это открытие произвело революцию в спектроскопии и лазерной технике, позволив получать когерентное излучение в широком диапазоне длин волн (от ультрафиолета до ближнего инфракрасного диапазона).

В 1971 году Шефер основал компанию Schäfer+Kirchhoff, которая первоначально занималась производством лазерных систем на красителях, а затем расширила спектр деятельности на разработку и изготовление прецизионной оптики, оптоволоконных коллиматоров, спектрометров и других приборов для научных исследований и промышленности. Компания базируется в Гамбурге и имеет представительства в нескольких странах мира.

В 1970-е — 1980-е годы Шефер продолжал активную научную работу, занимаясь нелинейной оптикой, лазерной спектроскопией, исследованием взаимодействия лазерного излучения с веществом. Он опубликовал более 150 научных статей и является автором нескольких монографий, в том числе фундаментального труда «Лазеры на красителях» (нем. Farbstofflaser), который стал настольной книгой для нескольких поколений лазерных физиков.

Фриц Петер Шефер скончался 15 января 2024 года в Штутгарте после продолжительной болезни.

Научные достижения

Лазер на красителях

Основным вкладом Шефера в науку является создание первого лазера на красителях с перестраиваемой длиной волны. В отличие от твердотельных и газовых лазеров, которые излучают на фиксированных частотах, лазер на красителях использует в качестве активной среды раствор органического красителя. Благодаря широкой полосе флуоресценции красителя, такой лазер может перестраиваться в диапазоне десятков нанометров, что делает его незаменимым инструментом для спектроскопии, фотохимии и медицины.

Шефер использовал в своей установке раствор родамина 6G, возбуждаемый импульсным лазером на рубине. Варьируя концентрацию красителя и параметры резонатора, он добился перестройки длины волны излучения в диапазоне 560–640 нм. Последующие разработки позволили расширить этот диапазон до 300–1200 нм за счёт использования различных красителей.

Другие исследования

Помимо лазеров на красителях, Шефер внёс вклад в следующие области:

• Нелинейная оптика: исследование генерации второй гармоники, параметрического усиления света, вынужденного комбинационного рассеяния.
• Лазерная спектроскопия: разработка методов лазерной флуоресцентной спектроскопии с высоким временным разрешением, изучение динамики возбуждённых состояний молекул.
• Фотохимия: исследование фотохимических реакций, инициируемых лазерным излучением, в том числе процессов фотодиссоциации и фотоизомеризации.
• Взаимодействие лазерного излучения с биологическими тканями: работы по лазерной хирургии и фотодинамической терапии.

Предпринимательская деятельность

В 1971 году Шефер основал компанию Schäfer+Kirchhoff, которая первоначально называлась «Schäfer & Kirchhoff — Laser-Optik-Elektronik». Компания быстро завоевала репутацию производителя высококачественных лазерных систем и оптических компонентов. Среди её продуктов:

• Лазеры на красителях с перестраиваемой длиной волны (импульсные и непрерывные).
• Прецизионные оптоволоконные коллиматоры и системы ввода излучения в оптоволокно.
• Спектрометры и монохроматоры.
• Оптические держатели и юстировочные узлы.
• Лазерные системы для научных исследований и промышленности.

Компания Schäfer+Kirchhoff продолжает работу и в XXI веке, поставляя свою продукцию в научные центры, университеты и промышленные предприятия по всему миру. Шефер оставался её научным консультантом до конца жизни.

Признание

• 1970 — Премия Немецкого физического общества за выдающиеся достижения в области лазерной физики.
• 1975 — Член Немецкой академии наук Леопольдина.
• 1980 — Почётный доктор Штутгартского университета.
• 1990 — Медаль «За заслуги перед наукой» (ФРГ).
• 2000 — Включение в список «100 выдающихся физиков XX века» по версии журнала Physics World.

Интересные факты

• Первый лазер на красителях Шефера был собран из подручных материалов: в качестве резонатора использовались два зеркала от старого спектрометра, а кювета с красителем была изготовлена из стеклянной пробирки.
• Шефер был не только учёным, но и талантливым инженером-конструктором. Он лично разработал многие узлы лазерных систем, производимых его компанией.
• Несмотря на коммерческий успех, Шефер всегда подчёркивал, что его главная страсть — это фундаментальная наука, а бизнес был лишь средством для воплощения научных идей.

Источники

• Schäfer, F. P. (1973). Farbstofflaser. Springer-Verlag.
• Schäfer, F. P. (Ed.). (1990). Dye Lasers. Springer-Verlag (3rd edition).
• Некролог в журнале Physik Journal, 2024, № 3.
• Биографическая справка на сайте компании Schäfer+Kirchhoff.
• Статья «Fritz Peter Schäfer» в немецкой Википедии.