لیزر چیست؟

لیزر (Laser)، یک فناوری است که با استفاده از تشدید نور به صورت موجک و هم‌فاز، امکان تولید نوری با خصوصیات خاص و کنترل شده را فراهم می‌کند. کلمه “لیزر” مخفف عبارت “تشدید نور توسط تشعشع تشدید شده” (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) است. این فناوری در بسیاری از صنایع و حوزه‌های مختلف، از پزشکی و ارتباطات تا صنایع برش و حکاکی، استفاده می‌شود. یک دستگاه لیزر عموماً شامل سه عنصر اساسی است: منبع تشدید کننده، میانبرنده (میانگیر) و آینه‌ها. در یک لیزر، انرژی الکتریکی یا نوری به منبع تشدید کننده اعمال می‌شود که باعث توانایی افزایش تعداد فوتون‌ها درون آن می‌شود. هنگامی که فوتون‌ها توسط یک منبع تحریکی به حالت تشعشعی بالا می‌روند، به وجود پدیده تشعشع تشدید شده می‌آید. این تشعشع تشدید شده به وسیله میانگیر می‌گذرد و در نهایت با عبور از آینه‌ها، نور لیزر به صورت پرتوی موازی، مونوکروماتیک و کرویتی (کم‌پراکنده) تشکیل می‌شود. لیزرها به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند بر اساس نوع منبع تشدید کننده و طول موج تولید شده. برخی از انواع رایج لیزرها عبارتند از:

1. لیزر دیودی (Diode Laser): از دیودهای نیمه‌هادی تشکیل شده است و برای کاربردهایی مانند خواندن دیسک‌های CD و DVD، کاشت مو، جراحی لیزری و ارتباطات نوری استفاده می‌شود.

2. لیزر نیمه‌رسانا (Semiconductor Laser): از جوانه‌های نیمه‌رسانا تشکیل شده است و در برنامه‌هایی مانند ارتباطات نوری، خواندن بارکدها و لیزرهای قرمز قرار می‌گیرد.

3. لیزر گازی (Gas Laser): از گازها به عنوان منبع تشدید کننده استفاده می‌کند. لیزرهای هلیوم-نئون (He-Ne) و دی‌ایکسید کربن (CO2) از انواع شناخته شده لیزرهای گازی هستند.

4. لیزر جامد (Solid-State Laser): از ماده جامد به عنوان منبع تشدید کننده استفادهمی‌کند. برخی از لیزرهای جامد شامل لیزر نیودیوم-ایتریوم-آلومینیوم (Nd:YAG) و لیزر روبیدیوم-یاگ (Ruby) هستند.

5. لیزر نوری الیاف (Fiber Laser): از یک الیاف نوری برای تشدید نور استفاده می‌کند. این نوع لیزرها در ارتباطات نوری، برش و جوشکاری فلزات، و حکاکی استفاده می‌شوند.

6. لیزر رنگی (Dye Laser): از رنگدانه‌ها به عنوان منبع تشدید کننده استفاده می‌کند و در تحقیقات علمی و پزشکی بکار می‌رود. از آنجا که لیزرها خصوصیات منحصر به فردی دارند، کاربردهای متنوعی دارند.

برخی از کاربردهای لیزر شامل موارد زیر است:

1- پزشکی: لیزر در جراحی لیزری، زیبایی‌شناسی، درمان بیماری‌های چشمی و از بین بردن نقاط قرمز پوست استفاده می‌شود.

2- ارتباطات نوری: لیزر در ارتباطات نوری برای انتقال اطلاعات با سرعت بالا و طولانی مسافت استفاده می‌شود.

3- صنعت: لیزر در برش و حکاکی مواد مانند فلزات، چوب، پلاستیک و سنگ استفاده می‌شود. همچنین در دستگاه‌های خواندن بارکد و دستگاه‌های پرینت سه‌بعدی نیز استفاده می‌شود.

4- تحقیقات علمی: لیزر در تحقیقات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برای تحلیل و مطالعه قسمت‌های مختلف ماده استفاده می‌شود.

5- ابزار دقیق: لیزر در ابزارهای دقیق مانند لیزر‌های توخالی، سیستم‌های ناوبری و سنجش فاصله استفاده می‌شود.

این تنها نمونه‌ای از کاربردهای لیزر است و استفاده‌های دیگری نیز وجود دارد. لیزر به دلیل ویژگی‌های خاص خود، یک فناوری قدرتمند و گسترده است که در صنایع و علوم مختلف کاربردهای فراوانی دارد. در دیبولیزر ، دستگاه های برش لیزری ، دستگاه جوش لیزری ، دستگاه جوش لیزری پرتابل ، دستگاه جوش لیزری دستی و دستگاه لیزر زنگ زدایی ما مقرون به صرفه هستند و برای ارتقای فرآیند تولید مشاغلی مانند شما ساخته شده اند

فناوری لیزر چگونه استفاده می شود؟

لیزرها اجزای کلیدی بسیاری از محصولاتی هستند که ما هر روز از آنها استفاده می کنیم. محصولات مصرفی مانند پخش کننده های Blu-Ray و DVD برای خواندن اطلاعات از دیسک ها به فناوری لیزر متکی هستند. اسکنرهای بارکد برای پردازش اطلاعات به لیزر متکی هستند. لیزر همچنین در بسیاری از عمل های جراحی مانند جراحی لیزیک چشم استفاده می شود. در تولید، لیزر برای برش، حکاکی، حفاری و علامت گذاری طیف وسیعی از مواد استفاده می شود.

کاربردهای زیادی برای فناوری لیزر وجود دارد از جمله موارد زیر:

• برد لیزری
• پردازش اطلاعات (DVD و Blu-Ray)
• بارکدخوان ها
• جراحی لیزر
• تصویربرداری هولوگرافیک
• طیف سنجی لیزری
• پردازش مواد لیزری
  • برش
  • حکاکی
  • حفاری
  • علامت گذاری
  • اصلاح سطح

لیزرها چگونه کارهای لیزری را انجام می دهند؟

قلب تپنده لیزرها موادی هستند که به بخش هایی از طیف الکترومغناطیسی در هنگام عبور از آنها انرژی بیشتری می بخشند. این تقویت به عنوان ” به دست آوردن ” نامیده می شود و می تواند به طور موثر قدرت نور را تقویت کند.

در پشت این تقویت فرآیندی به نام انتشار تحریک شده وجود دارد . به اتم‌های موجود در ماده، انرژی انفجاری داده می‌شود (مانند جریان الکتریکی بالا)، که الکترون‌های آن‌ها را به حالت برانگیخته سوق می‌دهد. تابش یا انعکاس نور از طریق این ماده برانگیخته باعث جذب الکترون ها و سپس انتشار فوتون های خود می شود.

در برخی از لیزرها، این محیط اصلاً ماده ای از اتم نیست – فقط دسته ای از الکترون ها با سرعت به اطراف می چرخند.

گیر کرده در داخل حفره ای که نور را به اطراف می تاباند، از نظر فنی میزان نوری را که از طریق آن می تابد تقویت می کند. این اساس اساسی تقویت نور با انتشار تحریک شده است.

در حالی که تقویت بخش کلیدی این فرآیند است، ویژگی که این نوع لیزر را برای سرگرم کردن گربه‌ها، پخش دی‌وی‌دی، یا سرنگون کردن ستاره‌های نابودگر استفاده می‌کند، چیزی به نام انسجام است.

مطالب مرتبط :   لیزر co2

عناصر مورد نیاز برای تولید لیزر

برای تولید لیزر، دستگاه خاصی مورد نیاز است که عمدتاً از سه عنصر ضروری تشکیل شده است:

1. منبع انرژی : این اتم ها را در محیط لیزر تحریک می کند و آنها را به سطح انرژی بالاتری می برد. این منبع بسته به نوع لیزر می تواند الکتریکی، نورانی و یا حتی شیمیایی باشد.
2. محیط لیزر : این ماده ای است که اتم ها در آن برانگیخته می شوند. می تواند جامد (به عنوان مثال، یاقوت یا Nd:YAG)، مایع، گاز (مانند CO2 یا هلیوم-نئون)، یا یک نیمه هادی باشد.
3. حفره تشدید : عموماً از دو آینه تشکیل شده است که نور تولید شده را تقویت می کند. یکی از آینه ها تا حدی شفاف است تا نور به صورت یک پرتو لیزر بیرون بیاید.

علاوه بر این اجزای اساسی، ممکن است به عناصر اضافی مانند سیستم خنک کننده برای دفع گرمای تولید شده توسط منبع انرژی نیاز باشد.