سوالاتی که اغلب درباره لیزر عنوان میشود
54 صفحه در قالب word
1) لیزرها
لیزرها دستگاههایی هستند که تابش همدوس یا تقویت تابش در بسامدهایی در ناحیه مادون قرمز، مریی یا فرابنفش طیف موج الکترومغناطیسی را ایجاد میکنند.
2) مولفه های اساسی یک لیزر
مولفه های اساسی یک لیزر به قرار زیر است :
الف) محیط فعال شامل مجموعة مناسبی از اتمها، مولکولها، یونها و یا نیمرساناها.
ب ) فرآیند دمش که قادر است این اتمها و یا مولکولها را به ترازهای با انرژی بالاتر تحریک سازد.
ج ) عناصر بازخور مناسب که به باریکه تابش اجازه میدهد که در محیط فعال نوسان کند (به این امر نوسان لیزر میگویند) و یا آنکه باریکه از محیط فعال یک بار بگذرد (که به آن تقویت تک عبور میگویند) و ممکن است تعداد عبورها زیادتر شده به آن تقویت دو عبور، سه عبور و ... میگویند. عناصر بازخور در واقع از دو آینه تشکیل شده است. یک آینه (آینه انتهایی) تمام بازتابنده است و آینه دیگر نیمهشفاف است. با رفت و بازگشت باریکه بین دو آینه، هر بار عمل تقویت برای باریکه حاصل شده و هنگامی که بهره سیستم از کل تلفات بیشتر گردد، عمل لیزر آغاز میشود و خروجی لیزر را از طرف آینه نیمهشفاف دریافت میدارند.
3) تاریخچه لیزر
لیزرها بر اساس اصل کلی که در بسامدهای میکروموج اختراع گردیده بود و به آن میزر (تقویت میکروموج توسط گسیل تابش القایی) گفته میشد، کار میکنند. وقتی طول موج نوسان به ناحیه بسامدهای اپتیکی میرسد، طبیعتاً به آن لیزر (تقویت نور توسط گسیل تابش القایی) گفته میشود.
اختراع اولین لیزر به سال 1960 توسط تئودور مایمن بازمیگردد و آن یک لیزر یاقوت است که با لامپ درخش فعال میشود. جالب است بدانیم که امروزه لیزرهای حالت جامد (نظیر یاقوت، نئودیمیوم یاگ) نیز کم و بیش به صورت همان تکنیک قدیمی خود کار میکنند. روش دمیدن محیط فعال از طریق اپتیکی است. البته حضور لیزرهای نیمرسانا و تابش انها در ناحیه جذب شدید بلورهای لیزر، تکنولوژی بسیار جدید امروزی را که دمش لیزرهای حالت جامد توسط لیزرهای نیمرساناست متحول ساخته است. این لیزرها که با باریکة لیزرهای نیمرسانا دمیده میشوند، بسیار کوچک و قابل حمل و کم مصرف و با بازدهی بالایی هستند. حتی در این خصوص پا فراتر گذاشته شده است و لیزرهای پرقدرت که در حجم کوچک ساخته میشوند قادر به تولید باریکههای پرتوان برای مصارف صنعتی میباشند.
برندگان جایزه نوبل در زمینه لیزر
دانشمندان بسیار زیادی در چند دهه گذشته در اهداف مرتبط با فیزیک که به نحوی با لیزر سر و کار پیدا میکند موفق به دریافت جایزه نوبل شدهاند. در اینجا اسامی چند دانشمند که مستقیماً در ارتباط با لیزر جوایز نوبل را دریافت کردهاند را ذکر خواهیم نمود.
- چارلز اچ تاونز به خاطر اختراع میزر آمونیاک (1964).
- نیکلا جی باسوف، و الکساندر پروکرف برای سهم خود در میزرها و لیزرها (1964).
- دنیس گابور ، برای ارائه تصاویر سه بعدی (هولوگرافی) (1971).
- نیکلاس بلومبرگن و آرتورشالو برای سهم آنها در میزر سه ترازی، اپتیک غیرخطی و اسپکتروسکپی لیزری (1981).
- احمد ذویل (که دانشمند مصری است) برای کاربرد لیزر در شیمی (1999).
از سایر فعالیتهای اساسی در زمینه لیزر میتوان از اختراع پرفسور علی جوان، دانشمند ایرانی به خاطر اولین لیزر گازی هلیوم نئون و سی.ک.ان پاتل (دانشمند هندی) برای اختراع لیزر CO2 نام برد.
با وجودی که از اختراع لیزر بیش از 40 سال (و نزدیک به نیم قرن) میگذرد، لیزرها به صورت ابزارهایی کاملاً توسعه یافته برای تولید باریکه نور همدوس درآمدهاند. گسترش کاربردهای آن بسیار وسیع بوده و در تمام شئون زندگی بشری، از جراحیهای ظریف گرفته تا صنعت، مسائل دفاعی و حتی خرید از فروشگاهها قابلیت خودرا نشان دادهاند. بنابراین میتوان ادعا کرد که کاربردهای آن در آینده وسیعتر شده و جایگاه لیزر و اهمیت آندر اجتماع و زندگی انسانها روز به روز ملموستر خواهد شد.
4) مفاهیم اساسی لیزر
لیزرها بر اساس برهمکنش تابش و ماده فعال میشوند. این برهمکنش شامل گسیل خود به خود، گسیل القایی و جذب میباشد.
گسیل خود به خود فرض کنیم توانسته باشیم اتمهای زیادی را به تراز بالاتر اتم و یا مولکول با تحریک خارجی (که به آن دمش گفته میشود) فرستاده باشیم. تعداد این اتمها یا مولکولها در واحد حجم در تراز بالاتر را با N2 نمایش میدهیم. این اتم یا مولکول به صورت خود به خود به تراز پایینتر فرومیافتد و اگر این فروافت توام با گسیل موج الکترومغناطیسی باشد به آن فروافت تابشی یا گسیل خودبه خود میگویند. اتم و یا مولکول هرگاه به طریق دیگری مثلاً در برخورد با گاز در محیط به تراز پایینتر فروافتد و همراه با تابش نباشد به آن فروافت غیرتابشی میگویند.
گسیل القایی
علاوه بر فروافت به طریق گسیل خود به خود، اتم و یا مولکول در تراز بالاتر میتواند در اثر برهمکنش با یک میدان تابش خارجی به تراز پایینتر فروافتد در این صورت دو فوتون به وجود میآید، فوتون القاء شونده و فوتون القاء کننده. هر دو فوتون در یک جهت گسیل میشوند و همفاز و با یک قطبش هستند (فاز و قطبش فوتون القاء شونده در همان فاز و قطبش فوتون القاء کننده است). این اساس تقویت نوری را فراهم میسازد و اساس لیزر مبتنی بر همین اصول تقویت نور میباشد.
جذب هنگامی که در یک سیستم اتمی که اتمها در تراز پایینتر (تراز پایه) هستند موج الکترومغناطیسی اعمال گردد به نحوی که فرکانس موج فرودی درست در همان فرکانس گذار اتمی باشد، در این صورت به سادگی موج الکترومغناطیسی فرودی بر اتم یا مولکول، جذب اتم و یا مولکول شده و آن را به تراز بالاتر ارتقاء میدهد. به این فرآیند جذب گفته میشود.
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود، ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل میباشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.
سوالاتی که اغلب درباره لیزر عنوان میشود
