ليزر چيست؟

نور چهار مشخصه اصلي دارد :

الف- طول موج (wave length): فاصله بين دو نقطه يکسان موج مي باشد که مشخص کننده رنگ موج است. با تعيين رنگ، انرژي و طول موج مي توان يک موج را نسبت به ديگر موج ها سنجيد. به عنوان مثال طول موج هاي کوتاه در طيف مرئي در ناحيه بين آبي و فوق بنفش قرار مي گيرد در حاليکه رنگ قرمز داراي طول موج هاي بلندتري مي باشد. فاصله بين اين قله هاي موج آن چنان کوچک است که واحد آن را نانومتر (ده به توان منفي نه ) يا ميکرون (ده به توان منفي شش ) قرار داده اند.

تشعشع الکترومغناطيسي طيف طولاني از طول موج هاي بلند راديويي تا طول موج هاي کوتاه اشعه ايکس را شامل مي شود.ب- فرکانس (Frequency): فرکانس موج تعداد موج هاي عبور کرده از يک نقطه در يک فاصله زماني مشخص مي باشد . واحد آن سيکل بر ثانيه يا هرتز Hz مي باشد. فرکانس و طول موج به سرعت موج وابسته اند.

طول موج هاي بلند تر از قبيل نور قرمز در فرکانس هاي پايين تراز نور آبي قرار دارند ولي فرکانس در کل خيلي بالا است ( ده به توان چهارده هرتز ).

ب – سرعت (Velocity) : سرعت موج تعيين کننده تندي عبور موج از يک محيط مشخص مي باشد. به عنوان مثال سرعت عبور نور در خلاء سيصد هزار کيلو متر در ثانيه مي باشد. سرعت در محيط هايي مثل شيشه يا آب کاهش مي يابد.

ت- دامنه (Amplitude ) : دامنه يا شدت موج با ارتفاع يا بلندي (height ) ميدان الکتريکي يا مغناطيسي مشخص ميشود.بر هم کنش نور با ماده (interaction of light with matter )از آنجا که نور داراي ميدان الکتريکي و مغناطيسي مي باشد اين ميدانها با ماده بر هم کنش نشان مي دهند . ميدان مهم ميدان الکتريکي است چون با الکترونهاي کوچک که در ترکيبات مواد شرکت دارند بر هم کنش دارد. اين الکترونها همصدا وهماهنگ باموج نور وارده نوسان مي نمايند و مي توانند تأثير يا تغيير در عبور نور از ميان يک ماده به چند طريق انجام دهند.1- پخش کردن (Scsttering ) موج نور از مسير اصلي منحرف ميشود.

2- انعکاس (Reflection ) موج به داخل محيطي خارج از ماده برميگردد.

3- انتقال (Transmission ) موج از ماده با کمترين تغيير شدت عبور مي نمايد.

4- جذب (Absorption ) مهمترين پروسه در خيلي جاها جذب مي باشد که انرژي موج نور در ماده باقي مي ماند. مقدار زيادي از انرژي باعث ايجاد حرارت و تغيير در خواص ماده مي شود.توليدنور Generation of light

چندين فرآيند تعيين کننده طيف نور باعث ايجاد تشعشع الکترومغناطيس مي شوند.

طيف تشعشع: طيف نوري که از يک جسم ساطع مي شود شامل رنگها يا نوارهاي رنگي جدا از هم مي باشد.اين از طبيعت توليد نور برميخيزد و نشانه آن است که انرژي نوراني ساطع شده از آن جسم داراي مقداري مشخص ميباشد.

انرژي تمام سيستمها کوانتايي مي باشد که اين انرژي مي تواند در بسته هاي جدا از هم جذب يا آزاد شود.انرژي سيستم پس از آنکه انرژي جذب آن سيستم شود افزايش مي يابد و در مرحله بعدي آن انرژي آزاد مي شود. مدتي که اين انرژي آزاد مي شود راندوم يا اتفاقي بوده که نشر خودبخودي ناميده مي شود.

انرژي را مي توان توسط جريان الکتريکي، نور از منبع خارجي، واکنش شيميايي يا گونه هاي ديگربه سيستم وارد نمود. بهر حال مشخص شده است که يک موج وارده که داراي انرژي معيني است مي تواتد آزاد شدن موجها را ازسيستم بر انگيخته تحريک کند و باعث آزاد نمودن دو موج شود. به اين حالت نشر بر انگيخته مي گويند.اين موج ها خواص مهمي دارند.

1- همدوس (Coherent ) : موجها به صورت هماهنگ هستند. 2- تک رنگ (Monochromatic ) : موجها داراي رنگ يکساني هستند.

3- شدت بالا (High Intensity ): اگر ما به مقدار کافي از اين نورهاي همدوس (Coherent ) توليد کنيم شدت آن بسيار بالاتر از منابع نور غير همدوس است.

4- واگرايي کم (Low divergence ) : ليزر را در مقايسه با نور غير همدوس بوسيله لنزتا قطرهاي خيلي کمتري مي توان باريک نمود.

5- طبيعت ضرباني (Pulsed nature ) : چون انرژي ورودي را در ليزر مي توان کنترل نمود انرژي خروجي نيز به دنبال آن تغيير مي يابد. بنا بر اين اگر برانگيختگي ليزر با پالسهاي کوچک انجام شود ليزر با پالسهاي کوچک توليد خواهد شد. اين خاصيت خيلي مهم است.

ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation می باشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است.

اولين ليزر جهان توسط تئودور مایمن اختراع گرذيد و از ياقوت در ان استفاده شده بود در سال ۱۹۶۲ پرو فسورعلی جوان اولين ليزر گازی را به جهانيان معرفی نمود وبعدها نوع سوم وچهارم ليزرها که ليزرهای مايع ونيمه رسانا بودند اختراع شدند.در سال ۱۹۶۷ فرانسویان توسط اشعه لیزر ایستگاههای زمینی شان دو ماهواره خود را در فضا تعقیب کردند بدین ترتیب لیزر بسیار کار بردی به نظر امد.

نوری که توسط ليزر گسيل می گردد در يک سو وبسيار پر انرژی و درخشنده است که قدرت نفوذ بالايی نیز دارد بطوريکه در الماس فرو ميرود . امروزه استفاده از ليزر در صنعت بعنوان جوش اورنده فلزات و بعنوان چا قوی جراحی بدون درد در پزشکی بسيار متداول است.

لیزرها سه قسمت اصلی دارند:۱-پمپ انر ژی یا چشمه انرژی: که ممکن است این پمپ اپتیکی یا شیمیا یی و یاحتی یک لیزر دیگر باشد۲- ماد پایه وفعال که نام گذاری لیزر بواسطه ماده فعال صو رت می گیرد

۳- مشدد کننده اپتیکی : شامل دو اینه بازتابنده کلی و جزئی می باشد