ليزر چيست؟

[deltang]

ليزر چيست؟

از نظر لغتي ليزر يا Laser مخفف اين كلمات

«Light amplification by stimulated emission of radiation»

به معناي تقويت نور بوسيله امواج تحريك شده مي باشد. ليزر بر اساس پديده رزونانس كار مي كند. خروجي ليزر يك ميدان مغناطيسي همسان است. در يك اشعه همسان انرژي الكترومغناطيسي، همه امواج داراي يك فركانس و فاز هستند.

براي ساخت يك ليزر پايه، به يك اتاقك يا حفره نياز است اين حفره به گونه اي طراحي شده است كه امواج مادون قرمز (IR)، نور مرئي، يا امواج ماوراء بنفش را مي تاباند. به طوري كه اين امواج يكديگر را تقويت مي كنند. حفره مورد نظر مي تواند انباشته از گاز، مايع يا حتي يك ماده جامد باشد. اما انتخاب اين ماده روي طول موج خروجي تأثير مي گذارد. در هر سمت اتاقك يك آينه وجود دارد. يكي از آينه ها كل امواج را باز تابش مي كند و اجازه نمي دهد هيچ انرژي از آن عبور كند. ولي آينه ديگر كاملاً باز تابنده نيست و در حدود 5 درصد از انرژي را از خود عبور مي دهد. و اما انرژي موجود در حفره يا اتاقك از يك منبع خارجي تأمين مي شود. كه به اين عمل تپش (pumping) گويند. عمل تپش يك ميدان مغناطيسي به كمك فركانس طبيعي اتمهاي ماده داخل حفره (پديده رزونانس) مي سازد كه در نتيجه آن اتمهاي ماده داخل حفره شروع به نوسان مي كنند. امواج بين دو آينه منعكس مي شوند. طول حفره به گونه اي انتخاب مي شود كه فركانس رفت و برگشت امواج با فركانس طبيعي ماده داخل حفره هماهنگ باشد به گونه اي كه امواج يكديگر را تقويت كنند. در اين فركانس امواج الكترومغناطيس از آن سمت حفره كه آينه اش درصدي از امواج را از خود عبور مي دهد پديدار مي شوند. خروجي مي تواند يك اشعه پيوسته يا يك سري امواج ناپيوسته باشد.

ليزر قرمز يك نوع ساده و معمول از اين اشعه است و تونلي ميله اي شكل دارد كه از تركيب اكسيد آلومينيوم و كروم جامد ساخته شده است. خروجي به صورت پالس هاي (ناپيوسته) در فواصل 500 ميكروثانيه مي باشد. و عمل تپش بوسيله يك لوله حلزوني شكل كه به دور حفره پيچيده شده است انجام مي گيرد. و فركانس خروجي در محدوده نور قرمز قابل ديدن است.

ليزر هليوم ـ نئون نوع ديگري از انواع مواد معمول موجود براي ساخت ليزر است. و به خاطر قيمت مناسب آن در وسايل بازي و سرگرمي الكترونيكي استفاده مي شود. همانطور كه از نام آن پيداست حفره از گازهاي هليوم و نئون پر شده است. . خروجي آن قرمز لاكي روشن است. به جاي هليوم و نئون مي توان از گازهاي ديگر هم استفاده كرد كه اشعه هايي با طول موج متفاوت توليد مي كنند. مثلاً آرگون ليزري به رنگ آبي قابل ديدي توليد مي كند. و تركيبي از نيتروژن دي اكسيد كربن و هليوم اشعه مادون قرمز توليد مي كند.

ليزر يكي از برجسته ترين اختراعات قرن بيستم است كه موارد استفاده فراواني از آن در علوم الكترونيك، كامپيوتر، پزشكي و... كشف شده است.