ليزر وسيله‌اي براي توليدي پرتوي تكفام و همدوس در نواحي نور فرابنفش ، مرئي و يا فروسرخ از طيف امواج الكترومغناطيسي است. كلمه ليزر در حقيقت از حروف اول كلمه‌هاي عبارت انگليسي زير گرفته شده است:
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
اين عبارت به معني "تقويت نور با روش گسيل الفايي تابش" گرفته شده است، كه همه آنها اصطلاحهايي فيزيكي هستند. از آنجا كه باريكه نور ليزر همدوس است (يعني امواج آن همفاز هستند و به عبارت ديگر مانند سربازاني هستند كه باهم پا مي‌كوبند، با واگرايي بسيار كم پيش مي‌رود و مانند نور معمولي نبوده و كمتر پخش مي‌شود) و در نتيجه چگالي و يا تراكم آن در فضا ثابت مي‌باشد. پرتو ليزر همچنين مزيت تمركز زياد انرژي در واحد سطح را دارد.
مباني نظري
اتمها در حالتهاي گسسته‌اي از انرژي وجود دارند. وقتي يك اتم كه در حالت پايه (پايين‌ترين حالت انرژي) است انرژي جذب كند، به حالت انرژي برانگيخته‌اي صعود مي‌كند. به دنبال آن در بازگشت به حالت پايه چه بطور مستقيم و چه از طريق حالتهاي انرژي مياني ، فوتونهاي تابشي با بسامد و طول موجي گسيل مي‌دارد كه بستگي به اختلاف انرژي بين حالتهاي انرژي "شبه پايدار" مي‌باشند.گسيل فوتون از اتمها در حالتهاي انرژي شبه پايدار گاه به تأخير مي‌افتد تا در نهايت به گسيل تابش فلورسنانسي يا فسفرسانسي منجر شود.
اتمهايي كه براي عملكرد ليزر مناسب مي‌باشند، بايد حداقل داراي چنين حالت شبه پايداري باشند. وقتي يك فوتون كه از حالت شبه پايدار اتمي گسيل شده ، از نزديكي يك اتم ديگر كه در همان حالت است عبور كند مي‌تواند آن اتم را ترغيب كند تا يك فوتون تابشي گسيل دارد كه داراي انرژي (و طول موج) ، جهت ، قطبش و فاز يكسان مانند خودش باشد. هر يك از چنين فوتونهاي ترغيب شده‌اي خود نيز مي‌توانند باز هم فوتون مشابه ديگري را ترغيب كنند. اين فرآيند كه اساس عملكرد ليزر است يك فرآيند جمع شونده و پيوسته است و مي‌توان با ايجاد شرايط مناسب آن را تقويت كرد.
تهيه تعداد لازم از اتمهايي كه در حالت انرژي شبه پايدار صحيح باشند، ضرورت اساسي براي عملكرد ليزر است. عملكرد ليزر بستگي به ايجاد يك "واروني تعداد" دارد كه در آن بيشتر اتمها در حالت شبه پايدار مي‌باشند. انرژي را بايد به اين تعداد "پمپ كرد" تا واروني لازم را ايجاد كنند. بنابراين حالت شبه پايدار مستقيما و يا با تنزل از يك حالت بالاتر بوجود مي‌آيد.
ليزرهاي دي اكسيدكربن
ليزر دي اكسيدكربن (CO2) نمونه‌اي از يك ليزر گاز مولكولي پر قدرت است. باريكه خروجي وقتي كانوني شود مي‌تواند صفحات الماس و فولاد ضخيم را در عرض چند ثانيه برش دهد. نمودار تراز انرژي يك گاز مولكولي بطور قابل توجهي پيچيده‌تر از آن براي يك اتم است. حالتهاي انرژي مه قبلا توضيح داده شده بصورت ترازها منجر به گسيل نور مرئي مي‌شوند. هر تراز الكتروني در يك مولكول گاز بطور كلي داراي زير ترازهايي مربوط به ارتعاشات مجاز ملكولي مي‌باشد و هر يك از اين ترازهاي ارتعاشي نيز زير ترازهايي بر اساس دوران مجاز مولكولي دارند.
عملكرد ليزر از طريق گذارهاي بين ترازهاي ارتعاشي - دوراني مختلف امكان پذير مي‌شود و تابش خروجي به صورت فرو سرخ (فوتونهاي كم انرژي) مي‌باشد. ليزر CO2 با استفاده از اين نوع گذار يك باريكه خروجي مثلا به طول موج 10.6 ميكرومتر در عملكرد موج پيوسته (CW) مي‌دهد. طراحي ليزر ، CO2 شبيه He - Ne است، با اين تفاوت كه مخلوط گاز (9% دي اكسيد كربن ، 15% نيتروژن ، 76% هليوم) پيوسته و بطور يكنواخت از داخل لوله عبور مي‌كند. پمپ كردن اين ليزر مانند ليزر هليوم- نئون با برانگيزش dc انجام مي‌گيرد. لوله را بايد خنك كرد، اين كار معمولا با جريان آب بطور يكنواخت از ميان يك پوشش به دور لوله صورت مي گيرد.
ليزر زايي در CO2
عمل ليزر كنندگي در ليزر CO2 بواسطه انتقال انرژي از اتمهاي نيتروژن برانگيخته به ترازهاي انرژي مجاور مولكولهاي CO2 صورت مي‌گيرد. بهره توان بالاي ليزر CO2 (حدود 15%) به دليل پايين قرار داشتن حالتهاي انرژي ارتعاشي و دوراني دي اكسيدكربن كه انرژي كمي براي برانگيختگي لازم دارند. با قرار دادن يك Q - سوئيچ مي‌توان ليزر CO2 را از عملكرد موج پيوته به عملكرد پالسي (ضربه‌اي) تبديل كرد. با استفاده از اين شيوه يك ليزر 100 واتي CW مي‌تواند پالسهاي 100 كيلو واتي در عرض 150 نانو ثانيه و با 400 پالس در ثانيه ايجاد كند.
ليزر CO2 نمونه‌اي از يك نوع طيفي غني از منبع انرژي است، زيرا تعداد بسيار زيادي از انتقالهاي ليزري امكان پذير مي‌باشند. ليزرهاي با چنين مشخصه‌اي را ليزرهاي قابل تنظيم مي‌گويند. ليزرهاي CO2 جديد بعضا روي بيش از 85 طول موج مختلف قابل تنظيم هستند. تنظيم ممكن است با شيوه خوش ساختي از طيف نگار "ليترو" كه در آن از يك منشور و يا از يك توري پراش براي پراكندگي استفاده مي‌شود، انجام گيرد. در يك انتهاي ليزر ، منشور تمام نقره اندودي كه قابل چرخش است قرار دارد و نور را طوري پراكنده (پاشنده) مي‌كند كه فقط خط طيف با محور ليزر هم خط مي‌شود و به دنبال آن تقويت مي‌گردد و امواج ايستاده بجاي مي‌گذارد.
منبع: رشد
نظرات شما عزیزان:
:: موضوعات مرتبط:
لیزر دی اکسید کربن،
، :: برچسب‌ها:
لیزر,
انواع لیزر,
لیزر دی اکسید کربن,
لیزر co2,
مقاله در مورد لیزر,
,
ما در این وبلاگ تلاش داریم تا با معرفی تکنولوژی های برتر روز دنیا به جوانان و علاقه مندان به علم در این مرز و بوم آریایی و علم دوست، قدمی کوچک در جهت انقلاب علمی دانشمندان بزرگ ایران عزیز برداریم. با آرزوی موفقیت.
تبادل لینک هوشمند برای تبادل لینک ابتدا ما را با عنوان مطالب برتر علمی دنیا و آدرس chortke.LXB.ir لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.
<-PollName->
آمار
وب سایت:
تبادل لینک هوشمند 
