الليزر (بالإنجليزية: LASER وهي اختصار لعبارة Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء بإنبعاث الإشعاع المحفز) عبارة عن حزمة ضوئية ذات فوتونات تشترك في ترددها وتتطابق موجاتها بحيث تحدث ظاهرة التداخل البناء بين موجاتها لتتحول إلى نبضة ضوئية ذات طاقة عالية. ويمكن تشبيه نبضة شعاع الليزر بالكتيبة العسكرية حيث يتقدم جميع العسكر بخطوات متوافقة منتظمة، بينما يشع المصدر الضوئي العادي موجات ضوئية مبعثرة غير منتظمة فلا يكون لها قوة الليزر. وباستخدام بلورات لمواد مناسبة(مثل الياقوت الأحمر) عالية النقاوة يمكن تحفيز إنتاجها لأشعة ضوئية من لون واحد أي ذو طول موجة واحدة وكذلك في طور موجي واحد ، وعند تطابقها مع بعضها وانعكاسها عدة مرات بين مرآتين داخل بلورة الليزر (تصبح كالعسكر في الكتيبة)، فتنتظم الموجات وتتداخل وتخرج من الجهاز بالطاقة الكبيرة المرغوب فيها.
طريقة عمل الليزر
1. مادة توليد الليزر
2. مضخة طاقة الليزر
3. عاكس قوي
4. مخرج الأنبوب
5. شعاع الليزر
هذا شكل يوضح أجزاء جهاز الليزر.
(1) الوسط المنتج لشعاع الليزر.
(2) طاقة كهربائية لتحفيز الوسط على إصدار الموجات الضوئية
(3) عاكس للضوء(مرآة) عال الأداء.
(4) عدسة خروج الشعاع وقد تكون مستوية أوعدسة مقعرة.
(5) شعاع الليزر الناتج.
ويعمل جهاز الليزر على انعكاس الضوء ذو لون واحد، أي ذو طول موجة واحدة بين المرآة الخلفية (3) والعدسة. ويتم ذلك بتحفيز الوسط على إنتاج ذلك اللون من الضوء وهي خاصية من خصائص الوسط. وبعد انعكاس شعاع الضوء داخل الوسط عدة مرات نصل إلى وضع اتزان بين عدد الأشعة المتجمعة في الوسط والتي تتميز بانتظام (خطوة) الأشعة عن طريق الانعكاس المتعدد. وبين الشعاع الخارج.
ولمواصفات عدسة الشعاع الخارج أهميتين :
نصف قطر الانحناء:
قد يكون سطح العدسة الداخلي مستويا أو مقعرا وذلك بحسب الغرض المرغوب فيه.ويطلى السطح الداخلى للعدسة بطلاء فضي نصف عاكس حتى يستطيع شعاع الليزر الخروج من الوسط إلى الخارج. وإذا كانت هناك رغبة في تجميع الشعاع الخارج وتركيزة في بؤرة يكون السطح الخارجي للعدسة مقعرا.كما يـطلى السطح الخارجي بطلاء يمنع الانعكاس، لكي يتيح خروج شعاع الليزر الناتج من دون فاقد.
معامل انعكاس العدسة:
يعتمد عدد الانعكاسات لأشعة الضوء المتراكمة داخل الوسط على نوع الوسط المستخدم. ففي ليزر الهيليوم-نيون نحتاج إلى درجة انعكاس للمرآة بنسبة 99 % لكي يعمل الجهاز. وأما في حالة ليزر النيتروجين فلا حاجة للانعكاس الداخلي (درجة انعكاس 0 %) حيث أن ليزر النيتروجين يتميز بدرجة فائقة عل إنتاج الأشعة. ومن جهة أخرى تعتمد خواص العدسة المتعلقة بانعكاس الضوء على طول موجة الضوء. ولهذا يـُعطي للخواص الضوئية للعدسة عناية خاصة عند تصميم جهازا لليزر
أنواع الليزر
ليزر الغاز (CO2 laser,Excimer LASER)
ليزر السائل ()
ليزر اشباه الموصلات (Semiconductor LASER)
ليزر الحالة الصلبة (نيوديميوم ياغ Neodymium-YAG LASER)
في الصناعة
عندما يجري تحفيز جهاز الليزر بوساطة الكهرباء ترتفع طاقة ذراتها من المستوى الأدنى إلى المستوى الأعلى ،وتعاود الانخفاض إلى مستوى الطاقة الأدنى مرورا بالمستوى الأوسط نتيجة عدم استقرار الجسيمات الواقعة في مسار الطاقة، عندها تنبعث الفوتونات التي تعطي رنينا في جهاز الليزر وتخرج من الجهاز بطاقة كبيرة وصلت أقصى ما وصلت إليه 1700 مليون ميجاواط ويتم التفاعل في ثلاثة على عشرة ملايين ثانية وضغطها مليون وخمسين الف كيلو جرام على السنتيمتر المربع ودرجة الحرارة بين 100-200 الف درجة. ويأمل العلماء باستعمال تلك الطريقة في التوصل إلى الاندماج النووي للعناصر الخفيفة مثل الهيدروجين الثقيلوالتريتيوموالليثيوم بغرض إنتاج الطاقة الكهربائية.
كما لها استخدام مهم آخر وهو قياس المسافات بدقة متناهية، سواء المسافات القصيرة أو الطويلة. وأشعة الليزر تستطيع قياس عشرة امتار دون إحداث خطأ يتجاوز واحد على عشرة آلاف من المتر.كما استخدمت أشعة الليزر في تحديد بعد القمر عن الأرض. وقد تم ذلك في في السبعينبات حيث وضع رواد الفضاء على القمر مرآة لعكس الليزر عند سقوطه عليها، وبعد ذلك وُجه شعاع ليزر من الأرض إلى القمر وبانعكاسه على المرآة على سطح القمر وعودته إلى الأرض استطاع العلماء حساب بعد القمر عن الأرض بدقة لم يتوصلوا إليها من قبل.
وهي تستخدم أيضا في تحديد الأهداف بدقة بالغة جدا، حيث أن كان الهدف على مسافة 20 كم ووجهنا شعاع ليزر فسوف ينحصر مقطع الشعاع في دائرة ضوئية قطرها 7 سم فقط. وإذا أطلقت إلى القمر فسيكون قطر الدائرة المشكلة 3,2 كم فقط.
تصميم اليزر
المكونات الرئيسية:-
*مكاسب متوسطة*الليزر ضخ الطاقة *ارتفاع العاكس *المخرجات مقرنة *شعاع الليزر بناء اليزر
الليزر يتكون من مكاسب متوسطة داخل تجويف العالية الانعكاس الضوئي ، وكذلك وسيلة لتوفير الطاقة للحصول على المتوسط. على المديين المتوسط هو مكسب مادي مع الخصائص التي تسمح لها تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المستحث.. في أبسط أشكالها ، تجويف يتكون من اثنين من المرايا ترتيب من هذا القبيل على ضوء ذلك مستبعد جيئة وذهابا ، وفي كل مرة يمر من خلال مكاسب متوسطة.. عادة واحدا من اثنين من المرايا مقرنة الانتاج هو شفاف جزئيا, و شعاع الليزر المنبعث من خلال هذه المرآة. و ضوء محدد الطول الموجي الذي يمر عبر المتوسط هو كسب تضخيم (الزيادات في السلطة) ، والمرايا المحيطة ضمان أن معظم ضوء يجعل يمر كثير من خلال كسب المتوسط ، يجري تضخيمها بشكل متكرر. جزء من الضوء الذي هو بين المرايا (وهذا هو ، داخل تجويف) يمر عبر مرآة شفافة جزئيا ويهرب بوصفها شعاع ضوء. عملية توريد الطاقة اللازمة لتضخيم ما يسمى الضخ.. الطاقة وعادة ما تزود بوصفه التيار الكهربائي أو الضوء في طول موجة مختلفة. قد يكون ضوء هذه المقدمة من مصباح فلاش أو ربما آخر ليزر. الأكثر عملية ليزر تحتوي على العناصر التي تؤثر على خصائص إضافية ، مثل الطول الموجي للضوء المنبعث وشكل شعاع.
فيزياء الليزر
وقال ليزر الهليوم نيون مظاهرة في مختبر في جامعة باريس هن الا أشعة المتوهجة في منتصف الكهربائية المنتجة تقوم بتفريغ ضوء كثير بنفس الطريقة كما في ضوء النيون. هو مكاسب المتوسطة الذى من خلالها الليزر يمر ، لا شعاع الليزر في حد ذاته ، وهو أمر واضح هناك. الصلبان وشعاع الليزر في الهواء ، ويمثل النقطة الحمراء التي تظهر على الشاشة إلى اليمين.
طيف ليزر الهليوم نيون يظهر نقاء عالي جدا للطيفية الجوهرية إلى ما يقرب من جميع أشعة الليزر.مقارنة مع الابتعاثية الواسعة نسبيا الطيفية لانبعاث ضوء الصمام الثنائي. والمتوسطة للحصول على ليزر تعتبرمن المواد الخاضعة للنقاء ، والحجم ، والتركيز ، والشكل ، والذي يضاعف من الحزم من قبل عملية الانبعاث المستحث.ولذالك لأي دولة : الغاز ، سائلة ، صلبة أو البلازما. المتوسطة هي كسب مضخة تمتص الطاقة ، مما يثير بعض الإلكترونات إلى أعلى طاقة "متحمس". و الجزيئات يمكن ان تتفاعل مع الضوء على حد سواء عن طريق امتصاص الفوتونات ، أو عن طريق انبعاث الفوتونات. الانبعاثات يمكن أن تكون عفوية أو حفز. في الحالة الأخيرة ، الفوتون المنبعث في نفس الاتجاه على ضوء أن يمر بها. عندما يكون عدد الجزيئات في دولة واحدة متحمس يتجاوز عدد الجسيمات في بعض انخفاض طاقة الدولة ، عكس السكان يتحقق ومقدار الانبعاث المستحث بسبب الضوء الذي يمر عبر أكبر من كمية الاستيعاب.. وبالتالي ، وعلى ضوء يتم تضخيمه. بواسطة نفسها ، وهذا يجعل من مكبر للصوت البصرية.. عندما وقع بصري مكبر للصوت وضعت داخل تجويف بصري الرنانة ، واحد يحصل على الليزر في ضوء تولد عن طريق الانبعاث المستحث هي مشابهة جدا لإشارة الدخل من حيث المرحلة الطول الموجي، والاستقطاب. وهذا يعطي ضوء الليزر تماسكها المميزة ، ويسمح ذلك للحفاظ على الاستقطاب موحدة وأحادية اللون في كثير من الأحيان التي وضعتها التصميم البصري تجويف.
أنواع ومبادئ تشغيل الليزر
موجات من الليزر متوفرة تجاريا. أنواع الليزر المبينة أعلاه تعطي خطوط الليزر المتميزة و طول الموجة . ونذكر أدناه أنواع الليزر التي تصدر ضوءا في نطاق الموجة الطويلة ، والتقنية المتبعة واللون ونوع مادة الليزر .
الليزر الغازي
. تستخدم غازات كثيرة لإنتاج شعاع الليزر ، وهي تستخدم في أغراض كثيرة. . (HeNe) ليزر الهيليومالنيون الذي ينبعث في مجموعة متنوعة من الموجات في نطاق 633 نانومتر ، وهو شائع في التعليم نظرا لتكلفتها المنخفضة.
[عدل] ليزر ثاني أكسيد الكربون
يمكن أن ينبعث بقدرة عدة مئات كيلووات عند 9.6 ميكرومتر و 10.6 ميكرومتر ، وغالبا ما تستخدم في صناعة القطع واللحام. تبلغ كفاءة ليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر من 10 ٪.
ليزر أيون الأرجون
ينبعث ضوء في نطاق طول الموجة من 351 نانومتر إلى- 528.7 نانومتر. اعتمادا على البصريات وأنبوب الليزر، و على عدد مختلف من الخطوط الصالحة للاستعمال ، لكن الخطوط الأكثر شيوعا هي 458 نانومتر و 488 نانومتر و514.5 نانومتر. والنيتروجين عرضية التفريغ الكهربائي في الغاز عند الضغط الجوي . الليزر الغازي رخيص و الأشعة فوق البنفسجية الناتجة لها طول موجة 337.1 نانومتر.
. المعادن يزر ايون هي ليزر الغاز التي تولد موجات الأشعة فوق البنفسجية العميقة. الهليوم -- فضية (HeAg) 224 نانومتر والنيون -- النحاس (NeCu) 248 نانومتر مثالين. y . هذه الليزر بشكل خاص ls التذبذب الضيقة لأقل من 3 غيغاهيرتز , مما يجعلهم مرشحين للاستخدام في مضان قمعت رامان.
الليزر الكيميائي
. الليزر الكيميائية تعمل بواسطة تفاعل كيميائي ، ويمكن أن تحقق القوى عالية في عملية مستمرة ، فعلى سبيل المثال ، في ليزر فلوريد الهيدروجين (2700-2900 نانومتر) وفلوريد الديوتيريوم الليزر (3800 نانومتر) في رد فعل هو مزيج من الهيدروجين أو الديوتريوم الغاز مع نواتج الاحتراق من الاثيلين في ثلاثي فلوريد النتروجين.. كانوا اخترعها جورج C. بيمنتل.
ليزر الجوامد
. مواد الليزر الصلبة تحتوي في العادة على "المنشطات" حيث تشوببلورة أحادية بالأيونات التي توفر الطاقة اللازمة . وعلى سبيل المثال ، كان أول ليزر يعمل هوليزر الروبين وهو مصنوع من بلورة الياقوت (الكروم - أكسيد الألمنيوم ). كذلك يستخدم الكروم أو النيوديميوم كمشوبات . وينتمي إلى فئة ليزر الجوامد أيضا ألياف الليزر ، باعتبارها وسيلة فعالة وعملية ،وهي تستخدم في الكتابات على المصنوعات وأجزائها ، كما تستخدم في لحام وقطع المعادن .
ليزر اشباه الموصلات
هي نوع من أنواع ليزر الجوامد ، ولكن في المصطلحات العرفية الليزر "ليزر الحالة الصلبة" تستثني اشباه الموصلات من هذا الاسم .
النيوديميوم هو مشترك تشويب في مختلف البلورات الأحادية ، بما في ذلك إيتيريوم (الثانية : ايفو 4) ، إيتيريوم فلوريد الليثيوم (الثانية : YLF) وإيتيريوم الألومنيوم العقيق (الثانية : ان دي). كل هذه المشوبات يمكن ان تنتج ليزر عالي بلنسبة إلى طيفالأشعة تحت الحمراء بطول موجة 1064 نانومتر. وهي تستخدم لقطع المعادن واللحام ووسم المعادن والمواد الأخرى ، وأيضا في التحليل الطيفي ولإعادة ضخ صبغة الليزر.
ليزر شبه الموصلات أيضا شائعة الاستعمال في ترددات أو أطوال موجة مختلفة ، تستهدم لإنتاج الضوء 532 نانومتر (الأخضر ، مرئيا) ، 355 نانومتر الأشعة فوق البنفسجية و 266 نانومتر (الأشعة فوق البنفسجية) عندما يكون ضوء تلك الموجات مطلوبا . إتيربيوم ، هولميوم ، الثوليوم ، و الإيربيوم هي الأخرى مشتركة في ليزر الجوامد في النطاق 1020-1050 نانومتر . إتيربيوم يستخدم في بلورات مثل روب واي بي دي : ، روب واي : ، روب واي ، روب واي : أنظمة هوائية ، روب واي : بنين ، روب واي : CaF2 ، وعادة ما تعمل في مختلف أنحاء 1020-1050 نانومتر. فهي فعالة جدا ويمكن أن تعمل بالطاقة العالية بسبب عيب صغير الكم ارتفاع قوى للغاية في البقول قصير جدا لا يمكن أن يتحقق مع روب واي بي دي :. هولميوم - مخدر يغ بلورات تنبعث منها في 2097 نانومتر وشكل فعال الليزر التي تعمل على أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء بقوة تمتصه الأنسجة الحاملة للمياه.. من هو ، ان دي عادة ما تعمل في وضع نابض ، ومرت عبر الألياف الضوئية الأجهزة الجراحية للمفاصل تطفو على السطح ، وإزالة تسوس من الأسنان ، وتتبخر والسرطانات ، ويطحنون الكلى والمرارة الحجارة.
ليزر الاشعة تحت الحمراء
يستخدم ليزر الأشعة تحت الحمراء عادة كطيف ذو نبضة قصيرة جدا .ليزر التيتانيوم - الياقوت مشوّب (تي : الياقوت) تنتج غاية القيود الحرارية في ليزر الحالة الصلبة تنشأ عن السلطة صفهم المضخة التي تتبدى في شكل حرارة والطاقة الطاقة الصوتية. هذه الحرارة ، وعندما يقترن الحرارية العالية البصرية معامل (د ن / د تي) يمكن أن تؤدي إلى يصور فوتوغرافيا الحرارية ، فضلا عن انخفاض كفاءة الكم.. يمكن لهذه الأنواع من المسائل يمكن التغلب عليها عن طريق الصمام الثنائي رواية أخرى ، ضخت ليزر الحالة الصلبة ، الصمام الثنائي ضخ رقيقة قرص ليزر.. القيود الحرارية في هذا النوع من الليزر يمكن تخفيفها باستخدام هندسة
الليزر المتوسطة التي سمك هو أصغر بكثير من قطر شعاع مضخة.. هذا يسمح لمزيد من الانحدار حتى الحرارية في المواد. قرص ليزر رقيقة وقد ثبت أن تنتج ما يصل الى مستويات كيلووات من الكهرباء.
طريقة عمل الليزر
1. مادة توليد الليزر
2. مضخة طاقة الليزر
3. عاكس قوي
4. مخرج الأنبوب
5. شعاع الليزر
هذا شكل يوضح أجزاء جهاز الليزر.
(1) الوسط المنتج لشعاع الليزر.
(2) طاقة كهربائية لتحفيز الوسط على إصدار الموجات الضوئية
(3) عاكس للضوء(مرآة) عال الأداء.
(4) عدسة خروج الشعاع وقد تكون مستوية أوعدسة مقعرة.
(5) شعاع الليزر الناتج.
ويعمل جهاز الليزر على انعكاس الضوء ذو لون واحد، أي ذو طول موجة واحدة بين المرآة الخلفية (3) والعدسة. ويتم ذلك بتحفيز الوسط على إنتاج ذلك اللون من الضوء وهي خاصية من خصائص الوسط. وبعد انعكاس شعاع الضوء داخل الوسط عدة مرات نصل إلى وضع اتزان بين عدد الأشعة المتجمعة في الوسط والتي تتميز بانتظام (خطوة) الأشعة عن طريق الانعكاس المتعدد. وبين الشعاع الخارج.
ولمواصفات عدسة الشعاع الخارج أهميتين :
نصف قطر الانحناء:
قد يكون سطح العدسة الداخلي مستويا أو مقعرا وذلك بحسب الغرض المرغوب فيه.ويطلى السطح الداخلى للعدسة بطلاء فضي نصف عاكس حتى يستطيع شعاع الليزر الخروج من الوسط إلى الخارج. وإذا كانت هناك رغبة في تجميع الشعاع الخارج وتركيزة في بؤرة يكون السطح الخارجي للعدسة مقعرا.كما يـطلى السطح الخارجي بطلاء يمنع الانعكاس، لكي يتيح خروج شعاع الليزر الناتج من دون فاقد.
معامل انعكاس العدسة:
يعتمد عدد الانعكاسات لأشعة الضوء المتراكمة داخل الوسط على نوع الوسط المستخدم. ففي ليزر الهيليوم-نيون نحتاج إلى درجة انعكاس للمرآة بنسبة 99 % لكي يعمل الجهاز. وأما في حالة ليزر النيتروجين فلا حاجة للانعكاس الداخلي (درجة انعكاس 0 %) حيث أن ليزر النيتروجين يتميز بدرجة فائقة عل إنتاج الأشعة. ومن جهة أخرى تعتمد خواص العدسة المتعلقة بانعكاس الضوء على طول موجة الضوء. ولهذا يـُعطي للخواص الضوئية للعدسة عناية خاصة عند تصميم جهازا لليزر
أنواع الليزر
ليزر الغاز (CO2 laser,Excimer LASER)
ليزر السائل ()
ليزر اشباه الموصلات (Semiconductor LASER)
ليزر الحالة الصلبة (نيوديميوم ياغ Neodymium-YAG LASER)
في الصناعة
عندما يجري تحفيز جهاز الليزر بوساطة الكهرباء ترتفع طاقة ذراتها من المستوى الأدنى إلى المستوى الأعلى ،وتعاود الانخفاض إلى مستوى الطاقة الأدنى مرورا بالمستوى الأوسط نتيجة عدم استقرار الجسيمات الواقعة في مسار الطاقة، عندها تنبعث الفوتونات التي تعطي رنينا في جهاز الليزر وتخرج من الجهاز بطاقة كبيرة وصلت أقصى ما وصلت إليه 1700 مليون ميجاواط ويتم التفاعل في ثلاثة على عشرة ملايين ثانية وضغطها مليون وخمسين الف كيلو جرام على السنتيمتر المربع ودرجة الحرارة بين 100-200 الف درجة. ويأمل العلماء باستعمال تلك الطريقة في التوصل إلى الاندماج النووي للعناصر الخفيفة مثل الهيدروجين الثقيلوالتريتيوموالليثيوم بغرض إنتاج الطاقة الكهربائية.
كما لها استخدام مهم آخر وهو قياس المسافات بدقة متناهية، سواء المسافات القصيرة أو الطويلة. وأشعة الليزر تستطيع قياس عشرة امتار دون إحداث خطأ يتجاوز واحد على عشرة آلاف من المتر.كما استخدمت أشعة الليزر في تحديد بعد القمر عن الأرض. وقد تم ذلك في في السبعينبات حيث وضع رواد الفضاء على القمر مرآة لعكس الليزر عند سقوطه عليها، وبعد ذلك وُجه شعاع ليزر من الأرض إلى القمر وبانعكاسه على المرآة على سطح القمر وعودته إلى الأرض استطاع العلماء حساب بعد القمر عن الأرض بدقة لم يتوصلوا إليها من قبل.
وهي تستخدم أيضا في تحديد الأهداف بدقة بالغة جدا، حيث أن كان الهدف على مسافة 20 كم ووجهنا شعاع ليزر فسوف ينحصر مقطع الشعاع في دائرة ضوئية قطرها 7 سم فقط. وإذا أطلقت إلى القمر فسيكون قطر الدائرة المشكلة 3,2 كم فقط.
تصميم اليزر
المكونات الرئيسية:-
*مكاسب متوسطة*الليزر ضخ الطاقة *ارتفاع العاكس *المخرجات مقرنة *شعاع الليزر بناء اليزر
الليزر يتكون من مكاسب متوسطة داخل تجويف العالية الانعكاس الضوئي ، وكذلك وسيلة لتوفير الطاقة للحصول على المتوسط. على المديين المتوسط هو مكسب مادي مع الخصائص التي تسمح لها تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المستحث.. في أبسط أشكالها ، تجويف يتكون من اثنين من المرايا ترتيب من هذا القبيل على ضوء ذلك مستبعد جيئة وذهابا ، وفي كل مرة يمر من خلال مكاسب متوسطة.. عادة واحدا من اثنين من المرايا مقرنة الانتاج هو شفاف جزئيا, و شعاع الليزر المنبعث من خلال هذه المرآة. و ضوء محدد الطول الموجي الذي يمر عبر المتوسط هو كسب تضخيم (الزيادات في السلطة) ، والمرايا المحيطة ضمان أن معظم ضوء يجعل يمر كثير من خلال كسب المتوسط ، يجري تضخيمها بشكل متكرر. جزء من الضوء الذي هو بين المرايا (وهذا هو ، داخل تجويف) يمر عبر مرآة شفافة جزئيا ويهرب بوصفها شعاع ضوء. عملية توريد الطاقة اللازمة لتضخيم ما يسمى الضخ.. الطاقة وعادة ما تزود بوصفه التيار الكهربائي أو الضوء في طول موجة مختلفة. قد يكون ضوء هذه المقدمة من مصباح فلاش أو ربما آخر ليزر. الأكثر عملية ليزر تحتوي على العناصر التي تؤثر على خصائص إضافية ، مثل الطول الموجي للضوء المنبعث وشكل شعاع.
فيزياء الليزر
وقال ليزر الهليوم نيون مظاهرة في مختبر في جامعة باريس هن الا أشعة المتوهجة في منتصف الكهربائية المنتجة تقوم بتفريغ ضوء كثير بنفس الطريقة كما في ضوء النيون. هو مكاسب المتوسطة الذى من خلالها الليزر يمر ، لا شعاع الليزر في حد ذاته ، وهو أمر واضح هناك. الصلبان وشعاع الليزر في الهواء ، ويمثل النقطة الحمراء التي تظهر على الشاشة إلى اليمين.
طيف ليزر الهليوم نيون يظهر نقاء عالي جدا للطيفية الجوهرية إلى ما يقرب من جميع أشعة الليزر.مقارنة مع الابتعاثية الواسعة نسبيا الطيفية لانبعاث ضوء الصمام الثنائي. والمتوسطة للحصول على ليزر تعتبرمن المواد الخاضعة للنقاء ، والحجم ، والتركيز ، والشكل ، والذي يضاعف من الحزم من قبل عملية الانبعاث المستحث.ولذالك لأي دولة : الغاز ، سائلة ، صلبة أو البلازما. المتوسطة هي كسب مضخة تمتص الطاقة ، مما يثير بعض الإلكترونات إلى أعلى طاقة "متحمس". و الجزيئات يمكن ان تتفاعل مع الضوء على حد سواء عن طريق امتصاص الفوتونات ، أو عن طريق انبعاث الفوتونات. الانبعاثات يمكن أن تكون عفوية أو حفز. في الحالة الأخيرة ، الفوتون المنبعث في نفس الاتجاه على ضوء أن يمر بها. عندما يكون عدد الجزيئات في دولة واحدة متحمس يتجاوز عدد الجسيمات في بعض انخفاض طاقة الدولة ، عكس السكان يتحقق ومقدار الانبعاث المستحث بسبب الضوء الذي يمر عبر أكبر من كمية الاستيعاب.. وبالتالي ، وعلى ضوء يتم تضخيمه. بواسطة نفسها ، وهذا يجعل من مكبر للصوت البصرية.. عندما وقع بصري مكبر للصوت وضعت داخل تجويف بصري الرنانة ، واحد يحصل على الليزر في ضوء تولد عن طريق الانبعاث المستحث هي مشابهة جدا لإشارة الدخل من حيث المرحلة الطول الموجي، والاستقطاب. وهذا يعطي ضوء الليزر تماسكها المميزة ، ويسمح ذلك للحفاظ على الاستقطاب موحدة وأحادية اللون في كثير من الأحيان التي وضعتها التصميم البصري تجويف.
أنواع ومبادئ تشغيل الليزر
موجات من الليزر متوفرة تجاريا. أنواع الليزر المبينة أعلاه تعطي خطوط الليزر المتميزة و طول الموجة . ونذكر أدناه أنواع الليزر التي تصدر ضوءا في نطاق الموجة الطويلة ، والتقنية المتبعة واللون ونوع مادة الليزر .
الليزر الغازي
. تستخدم غازات كثيرة لإنتاج شعاع الليزر ، وهي تستخدم في أغراض كثيرة. . (HeNe) ليزر الهيليومالنيون الذي ينبعث في مجموعة متنوعة من الموجات في نطاق 633 نانومتر ، وهو شائع في التعليم نظرا لتكلفتها المنخفضة.
[عدل] ليزر ثاني أكسيد الكربون
يمكن أن ينبعث بقدرة عدة مئات كيلووات عند 9.6 ميكرومتر و 10.6 ميكرومتر ، وغالبا ما تستخدم في صناعة القطع واللحام. تبلغ كفاءة ليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر من 10 ٪.
ليزر أيون الأرجون
ينبعث ضوء في نطاق طول الموجة من 351 نانومتر إلى- 528.7 نانومتر. اعتمادا على البصريات وأنبوب الليزر، و على عدد مختلف من الخطوط الصالحة للاستعمال ، لكن الخطوط الأكثر شيوعا هي 458 نانومتر و 488 نانومتر و514.5 نانومتر. والنيتروجين عرضية التفريغ الكهربائي في الغاز عند الضغط الجوي . الليزر الغازي رخيص و الأشعة فوق البنفسجية الناتجة لها طول موجة 337.1 نانومتر.
. المعادن يزر ايون هي ليزر الغاز التي تولد موجات الأشعة فوق البنفسجية العميقة. الهليوم -- فضية (HeAg) 224 نانومتر والنيون -- النحاس (NeCu) 248 نانومتر مثالين. y . هذه الليزر بشكل خاص ls التذبذب الضيقة لأقل من 3 غيغاهيرتز , مما يجعلهم مرشحين للاستخدام في مضان قمعت رامان.
الليزر الكيميائي
. الليزر الكيميائية تعمل بواسطة تفاعل كيميائي ، ويمكن أن تحقق القوى عالية في عملية مستمرة ، فعلى سبيل المثال ، في ليزر فلوريد الهيدروجين (2700-2900 نانومتر) وفلوريد الديوتيريوم الليزر (3800 نانومتر) في رد فعل هو مزيج من الهيدروجين أو الديوتريوم الغاز مع نواتج الاحتراق من الاثيلين في ثلاثي فلوريد النتروجين.. كانوا اخترعها جورج C. بيمنتل.
ليزر الجوامد
. مواد الليزر الصلبة تحتوي في العادة على "المنشطات" حيث تشوببلورة أحادية بالأيونات التي توفر الطاقة اللازمة . وعلى سبيل المثال ، كان أول ليزر يعمل هوليزر الروبين وهو مصنوع من بلورة الياقوت (الكروم - أكسيد الألمنيوم ). كذلك يستخدم الكروم أو النيوديميوم كمشوبات . وينتمي إلى فئة ليزر الجوامد أيضا ألياف الليزر ، باعتبارها وسيلة فعالة وعملية ،وهي تستخدم في الكتابات على المصنوعات وأجزائها ، كما تستخدم في لحام وقطع المعادن .
ليزر اشباه الموصلات
هي نوع من أنواع ليزر الجوامد ، ولكن في المصطلحات العرفية الليزر "ليزر الحالة الصلبة" تستثني اشباه الموصلات من هذا الاسم .
النيوديميوم هو مشترك تشويب في مختلف البلورات الأحادية ، بما في ذلك إيتيريوم (الثانية : ايفو 4) ، إيتيريوم فلوريد الليثيوم (الثانية : YLF) وإيتيريوم الألومنيوم العقيق (الثانية : ان دي). كل هذه المشوبات يمكن ان تنتج ليزر عالي بلنسبة إلى طيفالأشعة تحت الحمراء بطول موجة 1064 نانومتر. وهي تستخدم لقطع المعادن واللحام ووسم المعادن والمواد الأخرى ، وأيضا في التحليل الطيفي ولإعادة ضخ صبغة الليزر.
ليزر شبه الموصلات أيضا شائعة الاستعمال في ترددات أو أطوال موجة مختلفة ، تستهدم لإنتاج الضوء 532 نانومتر (الأخضر ، مرئيا) ، 355 نانومتر الأشعة فوق البنفسجية و 266 نانومتر (الأشعة فوق البنفسجية) عندما يكون ضوء تلك الموجات مطلوبا . إتيربيوم ، هولميوم ، الثوليوم ، و الإيربيوم هي الأخرى مشتركة في ليزر الجوامد في النطاق 1020-1050 نانومتر . إتيربيوم يستخدم في بلورات مثل روب واي بي دي : ، روب واي : ، روب واي ، روب واي : أنظمة هوائية ، روب واي : بنين ، روب واي : CaF2 ، وعادة ما تعمل في مختلف أنحاء 1020-1050 نانومتر. فهي فعالة جدا ويمكن أن تعمل بالطاقة العالية بسبب عيب صغير الكم ارتفاع قوى للغاية في البقول قصير جدا لا يمكن أن يتحقق مع روب واي بي دي :. هولميوم - مخدر يغ بلورات تنبعث منها في 2097 نانومتر وشكل فعال الليزر التي تعمل على أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء بقوة تمتصه الأنسجة الحاملة للمياه.. من هو ، ان دي عادة ما تعمل في وضع نابض ، ومرت عبر الألياف الضوئية الأجهزة الجراحية للمفاصل تطفو على السطح ، وإزالة تسوس من الأسنان ، وتتبخر والسرطانات ، ويطحنون الكلى والمرارة الحجارة.
ليزر الاشعة تحت الحمراء
يستخدم ليزر الأشعة تحت الحمراء عادة كطيف ذو نبضة قصيرة جدا .ليزر التيتانيوم - الياقوت مشوّب (تي : الياقوت) تنتج غاية القيود الحرارية في ليزر الحالة الصلبة تنشأ عن السلطة صفهم المضخة التي تتبدى في شكل حرارة والطاقة الطاقة الصوتية. هذه الحرارة ، وعندما يقترن الحرارية العالية البصرية معامل (د ن / د تي) يمكن أن تؤدي إلى يصور فوتوغرافيا الحرارية ، فضلا عن انخفاض كفاءة الكم.. يمكن لهذه الأنواع من المسائل يمكن التغلب عليها عن طريق الصمام الثنائي رواية أخرى ، ضخت ليزر الحالة الصلبة ، الصمام الثنائي ضخ رقيقة قرص ليزر.. القيود الحرارية في هذا النوع من الليزر يمكن تخفيفها باستخدام هندسة
الليزر المتوسطة التي سمك هو أصغر بكثير من قطر شعاع مضخة.. هذا يسمح لمزيد من الانحدار حتى الحرارية في المواد. قرص ليزر رقيقة وقد ثبت أن تنتج ما يصل الى مستويات كيلووات من الكهرباء.
