تعريف الليزر
الليزر
الليزر هو شعاع متماسك ومركّز من الفوتونات. متماسك ، في هذا السياق ، يعني أنه كل طول موجي واحد ، على عكس الضوء العادي الذي يظهر علينا في العديد من الأطوال الموجية.
الليزر هو شعاع متماسك ومركّز من الفوتونات. متماسك ، في هذا السياق ، يعني أنه كل طول موجي واحد ، على عكس الضوء العادي الذي يظهر علينا في العديد من الأطوال الموجية.
يرمز اختصار الليزر إلى "تضخيم الضوء عن طريق انبعاث الإشعاع المحفز". يعمل الليزر نتيجة لتأثيرات الرنين. ناتج الليزر هو مجال كهرومغناطيسي متماسك. في حزمة متماسكة من الطاقة الكهرومغناطيسية ، كل الموجات لها نفس التردد والمرحلة.
في الليزر الأساسي ، تم تصميم غرفة تسمى التجويف لتعكس داخليًا الأشعة تحت الحمراء (IR) أو الضوء المرئي أو الأشعة فوق البنفسجية (UV) بحيث تعزز بعضها البعض. يمكن أن يحتوي التجويف على غازات أو سوائل أو مواد صلبة. يحدد اختيار مادة التجويف طول موجة الإخراج. في كل نهاية تجويف ، هناك مرآة. مرآة واحدة تعكس تمامًا ، ولا تسمح لأي طاقة بالمرور ؛ المرآة الأخرى عاكسة جزئياً ، مما يسمح لحوالي 5 بالمائة من الطاقة بالمرور. يتم إدخال الطاقة في التجويف من مصدر خارجي. هذا يسمى الضخ.
نتيجة للضخ ، يظهر مجال كهرومغناطيسي داخل تجويف الليزر عند التردد الطبيعي (الرناني) لذرات المادة التي تملأ التجويف. تعكس الموجات ذهابًا وإيابًا بين المرايا. طول التجويف بحيث تعزز واجهات الموجة المنعكسة والمنعكسة بعضها البعض في الطور عند التردد الطبيعي لمادة التجويف. تظهر الموجات الكهرومغناطيسية عند هذا التردد الرناني من نهاية التجويف الذي يحتوي على مرآة عاكسة جزئياً. قد يظهر الإخراج كحزمة مستمرة ، أو كسلسلة من النبضات الموجزة والمكثفة.
ليزر الياقوت ، وهو نوع بسيط وشائع ، لديه تجويف على شكل قضيب مصنوع من خليط من أكسيد الألومنيوم الصلب والكروم. الإخراج في نبضات تستمر حوالي 500 ميكروثانية لكل منهما. يتم الضخ بواسطة أنبوب حلزوني حلزوني ملفوف حول القضيب. الإخراج في النطاق المرئي الأحمر.
لليزر الأزرق طول موجي أقصر من الليزر الأحمر ، والقدرة على تخزين وقراءة كمية البيانات مرتين إلى أربعة أضعاف.
ليزر الهليوم-النيون هو نوع شائع آخر ، يفضله هواة الإلكترونيات بسبب تكلفته المعتدلة. كما يوحي اسمها ، لديها تجويف مملوء بغازات الهيليوم والنيون. إخراج الجهاز قرمزي مشرق. يمكن استخدام غازات أخرى بدلاً من الهيليوم والنيون ، مما ينتج حزمًا ذات أطوال موجية مختلفة. ينتج الأرجون ليزر بإخراج مرئي أزرق. ينتج مزيج من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون والهيليوم ناتج الأشعة تحت الحمراء.
يعد الليزر من أهم الاختراعات التي تم تطويرها خلال القرن العشرين. لقد وجدوا مجموعة هائلة من الاستخدامات في الإلكترونيات ، وأجهزة الكمبيوتر ، والطب ، والعلوم التجريبية.
الليزر
الليزر هو شعاع متماسك ومركّز من الفوتونات. متماسك ، في هذا السياق ، يعني أنه كل طول موجي واحد ، على عكس الضوء العادي الذي يظهر علينا في العديد من الأطوال الموجية.
الليزر هو شعاع متماسك ومركّز من الفوتونات. متماسك ، في هذا السياق ، يعني أنه كل طول موجي واحد ، على عكس الضوء العادي الذي يظهر علينا في العديد من الأطوال الموجية.
يرمز اختصار الليزر إلى "تضخيم الضوء عن طريق انبعاث الإشعاع المحفز". يعمل الليزر نتيجة لتأثيرات الرنين. ناتج الليزر هو مجال كهرومغناطيسي متماسك. في حزمة متماسكة من الطاقة الكهرومغناطيسية ، كل الموجات لها نفس التردد والمرحلة.
في الليزر الأساسي ، تم تصميم غرفة تسمى التجويف لتعكس داخليًا الأشعة تحت الحمراء (IR) أو الضوء المرئي أو الأشعة فوق البنفسجية (UV) بحيث تعزز بعضها البعض. يمكن أن يحتوي التجويف على غازات أو سوائل أو مواد صلبة. يحدد اختيار مادة التجويف طول موجة الإخراج. في كل نهاية تجويف ، هناك مرآة. مرآة واحدة تعكس تمامًا ، ولا تسمح لأي طاقة بالمرور ؛ المرآة الأخرى عاكسة جزئياً ، مما يسمح لحوالي 5 بالمائة من الطاقة بالمرور. يتم إدخال الطاقة في التجويف من مصدر خارجي. هذا يسمى الضخ.
نتيجة للضخ ، يظهر مجال كهرومغناطيسي داخل تجويف الليزر عند التردد الطبيعي (الرناني) لذرات المادة التي تملأ التجويف. تعكس الموجات ذهابًا وإيابًا بين المرايا. طول التجويف بحيث تعزز واجهات الموجة المنعكسة والمنعكسة بعضها البعض في الطور عند التردد الطبيعي لمادة التجويف. تظهر الموجات الكهرومغناطيسية عند هذا التردد الرناني من نهاية التجويف الذي يحتوي على مرآة عاكسة جزئياً. قد يظهر الإخراج كحزمة مستمرة ، أو كسلسلة من النبضات الموجزة والمكثفة.
ليزر الياقوت ، وهو نوع بسيط وشائع ، لديه تجويف على شكل قضيب مصنوع من خليط من أكسيد الألومنيوم الصلب والكروم. الإخراج في نبضات تستمر حوالي 500 ميكروثانية لكل منهما. يتم الضخ بواسطة أنبوب حلزوني حلزوني ملفوف حول القضيب. الإخراج في النطاق المرئي الأحمر.
لليزر الأزرق طول موجي أقصر من الليزر الأحمر ، والقدرة على تخزين وقراءة كمية البيانات مرتين إلى أربعة أضعاف.
ليزر الهليوم-النيون هو نوع شائع آخر ، يفضله هواة الإلكترونيات بسبب تكلفته المعتدلة. كما يوحي اسمها ، لديها تجويف مملوء بغازات الهيليوم والنيون. إخراج الجهاز قرمزي مشرق. يمكن استخدام غازات أخرى بدلاً من الهيليوم والنيون ، مما ينتج حزمًا ذات أطوال موجية مختلفة. ينتج الأرجون ليزر بإخراج مرئي أزرق. ينتج مزيج من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون والهيليوم ناتج الأشعة تحت الحمراء.
يعد الليزر من أهم الاختراعات التي تم تطويرها خلال القرن العشرين. لقد وجدوا مجموعة هائلة من الاستخدامات في الإلكترونيات ، وأجهزة الكمبيوتر ، والطب ، والعلوم التجريبية.