M.A.H.S.A
08-06-2011, 12:22 PM
<b>
ليزر - بخش سوم
رده بندي
ليزر در سه تراز در شكل 1 آن‌چه كه واقعا اتفاق مي‌افتد مي‌بينيد:
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/physics/BreakTime/bt-ph-058-1.gif
انواع ليزر
گونه‌هاي مختلفي از ليزرها وجود دارند. محيط ليزري مي‌تواند جامد، گاز، مايع يا نيمه رسانا باشد. ليزرها كلا به انواع زير تقسيم مي‌شوند:
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي حالت جامد: محيط ليزري در جامد دارند (مثل ياقوت يا نئونيم: ايتريم گارنت «ليزرهاي ياگ». ليزر نئونيم- ياگ نور فروسرخ را در 1064 نانومتر گسيل مي‌كنند. يك نانومتر 1*10-19 متر است.
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي گازي: (هليم و نئون هليم، HeNe، معمول‌ترين ليزرهاي گازي است). نور اوليه‌ي قرمزي توليد مي‌كنند. ليزرهاي دي اكسيدكربن در «فروسرخ دور» انرژي گسيل مي‌كنند و براي بريدن مواد سخت به‌كار مي‌روند.
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي اگزيمير (Excimer): {اين نام از جملات برانگيخته (excited) و دي‌مر (dimers) } از گازهاي راديواكتيوي مانند كلورين و فلوئورين در تركيب با گازهاي خنثي مانند آرگون، كريپتون يا زنون استفاده مي‌شود. وقتي به‌صورت الكتريكي آزاد مي‌شوند، شبه مولكولي (دي‌مر) توليد مي‌شود. وقتي محيط ليزري مي‌شود، دي‌مر در گستره‌ي فرابنفش نور توليد مي‌كند
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي رنگي : از ليزرهايي با رنگ‌هاي مختلف استفاده مي‌كنند (مانند رودامين، 6G در محلول مايع يا تعليق به عنوان محيط ليزري). آن‌ها گستره‌ي كنترل‌پذيري از طول‌موج‌ها هستند.
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي نيمه‌رسانا: گاهي آن را ليزرهاي ديود هم مي‌نامند ولي با حالت جامد فرق دارند. اين ابزار الكترونيكي عموما كوچك و كم توان است. آن‌ها را مي‌توان در اندازه‌اي بزرگ‌تري مانند منبع چاپ در چاپگرهاي ليزري يا CD خوان‌ها ساخت.
طول موج شما چيست؟
يك ليزر ياقوت (قبلا هم راجع به آن گفتيم) يك ليزر حالت جامد بوده و در طول موج 694 نانومتر نور گسيل مي‌كند. ديگر محيط‌هاي ليزري را مي‌توان براساس طول موج گسيلي مورد نظر، توان مورد نياز، و مدت پالس آماده كرد. بعضي از ليزرها مانند دي‌اكسيدكربن بسيار قوي هستند (مي‌توانند فولاد را ببرند). دليل اين‌كه ليزر دي‌اكسيدكربن خطرناك محسوب مي‌شود، اين‌است كه نور ليزر در فروسرخ و ميكروموج (ميكروويو) طيف الكترومغناطيس تابش گسيل مي‌كند. تابش فروسرخ يعني گرما؛ و اين نوع ليزر اساسا هر چيزي را كه نشانه برود ذوب مي‌كند.
ديگر ليزرها مانند ليزرهاي ديود، بسيار ضعيف بوده و امروزه از آن‌ها به عنوان ليزرهاي جيبي در سمينارها و غيره استفاده مي‌شود. اين ليزرها نوفه‌ي قرمزي گسيل مي‌كنند كه طول موجي بين 630 تا 680 نانومتر دارد. ليزرها در صنعت و پژوهش براي مصارف متعددي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. براي مثال با استفاده از نور قوي ليزر براي برانگيخته كردن ديگر مولكول‌ها استفاده مي‌شود تا ببنيم براي آن‌ها چه اتفاق مي‌افتد.
در جدول 1 تعدادي از ليزرها را همراه طول موج گسيل‌شان آورده‌ايدم:
طول‌موج (نانومتر)
نوع ليزر
193
فلورئوريد آرگون (UV)
248
(UV)فلوئورريد كريپتون
308
كلريد زنون(UV)
337
نيتروژن(UV)
488
آرگون (آبي)
514
آرگون (سبز)
543
نئون هليم (سبز)
633
نئون هليم (قرمز)
570-650
رودامين 6G رنگي (تنظيم پذير)
694
ياقوت (قرمز)(CrAlO3)
1064
Nd:Yag (NIR)
10600
دي‌اكسيد كربن (FIR)
ليزرها براساس پتانسيل خطر زيستي شان به چهار دسته‌ي اصلي تقسيم مي‌شوند؛ ليزرهايي كه شما با آن‌ها آشنا هستيد يكي از اين چهار دسته هستند:
دسته‌ي اول - اين ليزرها نمي‌توانند در حد مضر تابش داشته باشند.
دسته‌ي اول - نوع اول – اين اسم خاصي است كه فقط به ليزرهايي اتلاق مي‌شود كه قابل رويت نيست. مانند اسكنرهاي ليزري سوپرماركت‌ها. حد بالاي توان اين دسته 4 مگاوات است.
دسته‌ي دوم – اين نوع ليزرها ليزرهاي توان كم و قابل رويت هستند كه حد بالاي سطح دسته‌ي اول هستند. ولي توان تابشي آن‌ها بيش از 1 مكاوات نيست. بدين معني است كه تابش‌ها مضر محسوب مي‌شوند تا لامپي را روشن كنند و در نتيجه شخص را از مضرات آن مصون مي‌كنند.
دسته‌ي سوم – نوع اول – اين ليزرهاي حد متوسط (1تا 5 مگاواتي) فقط براي ديد در فراي مرعي خطرناك هستند. بيش‌تر ليزرهاي قلمي (كه آن‌ها را در سمينارها و غيره ديده‌ايد) از اين دسته هستند.
دسته‌ي سوم - نوع دوم - ليزرهاي توان متوسط و كم شدت.
دسته‌ي چهارم – اين دسته ليزرهاي پُر شدت و قوي هستند (500 مگاوات) كه در حوزه‌ي مرعي تحت هر شرايطي خطرناك محسوب مي‌شوند (مستقيم يا پخش شده). اين نوع ليزرها قابليت ايجاد اتش‌سوزي، و خطر بيماري هاي پوستي را دارند. كنترل ويژه‌اي براي استفاده از اين نوع لازم است.
</b>
ليزر - بخش سوم
رده بندي
ليزر در سه تراز در شكل 1 آن‌چه كه واقعا اتفاق مي‌افتد مي‌بينيد:
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/physics/BreakTime/bt-ph-058-1.gif
انواع ليزر
گونه‌هاي مختلفي از ليزرها وجود دارند. محيط ليزري مي‌تواند جامد، گاز، مايع يا نيمه رسانا باشد. ليزرها كلا به انواع زير تقسيم مي‌شوند:
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي حالت جامد: محيط ليزري در جامد دارند (مثل ياقوت يا نئونيم: ايتريم گارنت «ليزرهاي ياگ». ليزر نئونيم- ياگ نور فروسرخ را در 1064 نانومتر گسيل مي‌كنند. يك نانومتر 1*10-19 متر است.
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي گازي: (هليم و نئون هليم، HeNe، معمول‌ترين ليزرهاي گازي است). نور اوليه‌ي قرمزي توليد مي‌كنند. ليزرهاي دي اكسيدكربن در «فروسرخ دور» انرژي گسيل مي‌كنند و براي بريدن مواد سخت به‌كار مي‌روند.
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي اگزيمير (Excimer): {اين نام از جملات برانگيخته (excited) و دي‌مر (dimers) } از گازهاي راديواكتيوي مانند كلورين و فلوئورين در تركيب با گازهاي خنثي مانند آرگون، كريپتون يا زنون استفاده مي‌شود. وقتي به‌صورت الكتريكي آزاد مي‌شوند، شبه مولكولي (دي‌مر) توليد مي‌شود. وقتي محيط ليزري مي‌شود، دي‌مر در گستره‌ي فرابنفش نور توليد مي‌كند
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي رنگي : از ليزرهايي با رنگ‌هاي مختلف استفاده مي‌كنند (مانند رودامين، 6G در محلول مايع يا تعليق به عنوان محيط ليزري). آن‌ها گستره‌ي كنترل‌پذيري از طول‌موج‌ها هستند.
http://www.roshd.ir/roshd/Portals/0/0and1/olympiad/General/Com-Ch-Circle.gif
ليزرهاي نيمه‌رسانا: گاهي آن را ليزرهاي ديود هم مي‌نامند ولي با حالت جامد فرق دارند. اين ابزار الكترونيكي عموما كوچك و كم توان است. آن‌ها را مي‌توان در اندازه‌اي بزرگ‌تري مانند منبع چاپ در چاپگرهاي ليزري يا CD خوان‌ها ساخت.
طول موج شما چيست؟
يك ليزر ياقوت (قبلا هم راجع به آن گفتيم) يك ليزر حالت جامد بوده و در طول موج 694 نانومتر نور گسيل مي‌كند. ديگر محيط‌هاي ليزري را مي‌توان براساس طول موج گسيلي مورد نظر، توان مورد نياز، و مدت پالس آماده كرد. بعضي از ليزرها مانند دي‌اكسيدكربن بسيار قوي هستند (مي‌توانند فولاد را ببرند). دليل اين‌كه ليزر دي‌اكسيدكربن خطرناك محسوب مي‌شود، اين‌است كه نور ليزر در فروسرخ و ميكروموج (ميكروويو) طيف الكترومغناطيس تابش گسيل مي‌كند. تابش فروسرخ يعني گرما؛ و اين نوع ليزر اساسا هر چيزي را كه نشانه برود ذوب مي‌كند.
ديگر ليزرها مانند ليزرهاي ديود، بسيار ضعيف بوده و امروزه از آن‌ها به عنوان ليزرهاي جيبي در سمينارها و غيره استفاده مي‌شود. اين ليزرها نوفه‌ي قرمزي گسيل مي‌كنند كه طول موجي بين 630 تا 680 نانومتر دارد. ليزرها در صنعت و پژوهش براي مصارف متعددي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. براي مثال با استفاده از نور قوي ليزر براي برانگيخته كردن ديگر مولكول‌ها استفاده مي‌شود تا ببنيم براي آن‌ها چه اتفاق مي‌افتد.
در جدول 1 تعدادي از ليزرها را همراه طول موج گسيل‌شان آورده‌ايدم:
طول‌موج (نانومتر)
نوع ليزر
193
فلورئوريد آرگون (UV)
248
(UV)فلوئورريد كريپتون
308
كلريد زنون(UV)
337
نيتروژن(UV)
488
آرگون (آبي)
514
آرگون (سبز)
543
نئون هليم (سبز)
633
نئون هليم (قرمز)
570-650
رودامين 6G رنگي (تنظيم پذير)
694
ياقوت (قرمز)(CrAlO3)
1064
Nd:Yag (NIR)
10600
دي‌اكسيد كربن (FIR)
ليزرها براساس پتانسيل خطر زيستي شان به چهار دسته‌ي اصلي تقسيم مي‌شوند؛ ليزرهايي كه شما با آن‌ها آشنا هستيد يكي از اين چهار دسته هستند:
دسته‌ي اول - اين ليزرها نمي‌توانند در حد مضر تابش داشته باشند.
دسته‌ي اول - نوع اول – اين اسم خاصي است كه فقط به ليزرهايي اتلاق مي‌شود كه قابل رويت نيست. مانند اسكنرهاي ليزري سوپرماركت‌ها. حد بالاي توان اين دسته 4 مگاوات است.
دسته‌ي دوم – اين نوع ليزرها ليزرهاي توان كم و قابل رويت هستند كه حد بالاي سطح دسته‌ي اول هستند. ولي توان تابشي آن‌ها بيش از 1 مكاوات نيست. بدين معني است كه تابش‌ها مضر محسوب مي‌شوند تا لامپي را روشن كنند و در نتيجه شخص را از مضرات آن مصون مي‌كنند.
دسته‌ي سوم – نوع اول – اين ليزرهاي حد متوسط (1تا 5 مگاواتي) فقط براي ديد در فراي مرعي خطرناك هستند. بيش‌تر ليزرهاي قلمي (كه آن‌ها را در سمينارها و غيره ديده‌ايد) از اين دسته هستند.
دسته‌ي سوم - نوع دوم - ليزرهاي توان متوسط و كم شدت.
دسته‌ي چهارم – اين دسته ليزرهاي پُر شدت و قوي هستند (500 مگاوات) كه در حوزه‌ي مرعي تحت هر شرايطي خطرناك محسوب مي‌شوند (مستقيم يا پخش شده). اين نوع ليزرها قابليت ايجاد اتش‌سوزي، و خطر بيماري هاي پوستي را دارند. كنترل ويژه‌اي براي استفاده از اين نوع لازم است.
</b>