لیزر چیست؟-قسمت دوم

در قسمت قبل به معرفی لیزر و کاربردهای آن پرداختیم در این قسمت به تعریف برهم کنش و انواع مختلف و کاربردهای آن می پردازیم.

برهمکنش تابش با ماده و عمل لیزر

در برهمکنش تابش با ماده سه فرآیند رخ می دهند که آنها را به گسیل خودبه خود، جذب و گسیل القایی می شناسیم. تا سال 1917 م فرض بر آن بود که دربرهمکنش تابش با ماده با دوفرآیند گسیل خودبخود و جذب سرو کار داریم. در سال 1917 انیشتن در تفسیر آماری تابش جسم سیاه بیان کرد که گسیل دیگری که آنرا گسیل القایی نامید وجود دارد و لیزرمبتنی برتابش گسیل القایی است.اکنون به تفسیر این سه فرآیند می پردازیم.

فرض کنیم که الکترون درمداری در گردش باشد.اگر به طریقی این الکترون به مدار بالاتر برده شود، الکترون تمایل دارد که به تراز پایین ترفرو افتد.اگر فرو افت با گسسیل موج الکترو مغناطیس همراه باشد آنراگسیل خودبخود می گویند. اکنون فرض کنیم اتمی که الکترون آن درحالت پایین تر است بافوتونی که فرکانس آن از E2-E1=hv  به دست می آید بر هم کنش داشته باشد، در اینصورت فوتون به سادگی جذب اتم خواهد شد. این فرآیند جذب نامیده می شود.

حالا اگر اتم در حالت بالایی قرار گیرد و فوتونی با انرژی hv با اتم تحریک شده بر همکنش کند، بهطوری که اختلاف انرژی اتم یعنی E2-E1  همان مقدار hv باشد، در این صورت فوتون فرودی الکترون رابه سقوط به  تراز پایین تر وادار خواهد کرد که دراینصورت دوفوتون خواهیم داشت. فوتون القاء شونده و فوتون القاء کننده که به صورت هم فاز درجهت فوتون القاء کننده روان می شوند . به این فرآیند گسیل القایی  گقتهمی شود.

انواع لیزر و ویژگی آن ها

لیزرها را می توان به روش های مختلفی دسته بندی کرد:

1- بر اساس حالت محیط فعال :جامد،مایع،گاز،یا پلاسما

2- گستردگی بینابی طول موج لیزر:مریی، فرو سرخ و نظایر آن

3- روش تحریک یا پمپاژمحیط فعال(دمش): دمش نوری، دمش الکتریکی و غیره

4- مشخصه تابش صادر شده توسط لیزر

5- تعداد ترازهای انرژی که درفرآیند تقویت نور شرکت می کنند

انواع مختلف لیزر بر حسب محیط فعال

محیط فعال تعیین کننده نوع لیزر است و به همین دلیل در بعضی از تقسیم بندیها نام لیزر رابا نام محیط فعال آن مشخص می کنند. منظور ازمحیط فعال مجموعهای ازاتمها و یا مولکولها ست که می توان در آن جمعیت وارون ایجادکردو درنتیجه تابش الکترو مغناطیسی توسط گسیل القایی را حاصل نمود.در جدول بالا محیط های فعال ،همراه با برخی لیزرهای متداول ارایه شده است.

برخی کاربردهای لیزر

صنعت

1- اندازه گیری دقیق (فاصله- جابجایی ،تداخل سنجی)

2-علامت گذاری در خط راست یا نقشه مرجع

3- فلز کاری مواد (برش کاری،جوش کاری،سخت سازی،ذوب،تبخیرفوتولیتوگرافی و غیره)

4- تحلیل طیف

پزشکی

1-جراحی لیزری و چشم پزشکی

2- لیزر درتشخیص بیماری و ترکیب با داروها

3- لیزرهای نرم(مرحم زخم، کاهش درد، کاربردهای مربوط به زیبایی)

نظامی

1-فاصله یاب لیزری

2- علامت گذار لیزری

3- سلاح لیزری برای انسان و دستگاه های حساس

مصارف روزانه

1-دیسک های فشرده- ذخیره اپیتیکی اطلاعات

2- چاپگر لیزری

3- دیسک درایونوری

4- کامپیوتر نوری

 5-اسکن کننده بارکد

6-هولوگرام های ایمنساز (روی کارت های اعتباری، پول ، کالاهای خاص و غیره)

7-مخابرات فیبر نوری

8-مخابرات فضای آزاد

9-نمایش های لیزری (لازاریوم)، (در تاترهای باز)

10-هولوگرام در نمایش هاو موزه ها

11-مجسمه سازی توام با حرکت

علمی

 1-طیف نگاری

2-گداخت لیزری (ماند)

3-ایجاد پالس های بسیار کوتاه(فمتو ثانیه یا 10 به توان 15- ثانیه)

4-سرد سازی لیزری اتم ها

5-مطالعه برهمکنش تابش الکترومغناطیسی با ماده

کاربردهای ویژه

1-انتقال انرژی در فضا

2-ژیروسکوپ لیزری

3-لیزرهای تار نوری

گردآوری: مژده اصولی