وسام أبو عمره
11-04-2005, 09:16 AM
http://www.allsciences.net/laizer/LaserBasicAn.GIF
الخواص الطبيعية لليزر
قبل البدء بدراسة خواص الليزر ، ينبغي تحديد معنى كلمة الليزر .
كلمة الليزر هي لفظة مشتقة من أوائل كلمات العبارة التالية :
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LASER .
ومعناها : » التكبير ( التضخيم ) الضوئي بوساطة الإشعاع
المنبعث المحتث « وتستخدم كلمة الليزر للتعبير عن أية منطقة
من مناطق الطيب ، ولمعرفة الليزر يجب في الواقع التعرف على
الطيف الكهرومغنيطي والذي يبدأ من الموجات الطويلة إلى
الموجات القصيرة لأشعة جاما العالية الطاقة .
وكما هو معروف فإن المنطقة الضيقة من الطيف ، والمعروفة لنا
بالمرئيات أو الضوء الأبيض ، تتكون من الألوان الضوئية التالية :
أحمر ، برتقالي ، أصفر ، أخضر ، أزرق ، وبنفسجي . كما أن
ترددات هذه الإشعاعات وأطوالها الموجية مختلفة ومضطربة ،
فهي أشبه بالضوضاء بمقارنتها مع الموجات الصوتية ، بينما نجد
أن ضوء أشعة الليزر منظم ومركز مثل النوتة الموسيقية الواضحة
بالمقارنة مرة أخرى بالموجات الصوتية .
وفي الليزر عمل الاضطراب الطبيعي للمومجات على ترابطها حيث
تنبعث الفوتونات الوحدمات الأساسية لكل الإشعاعات الطيفية
على شكل دفعات منتظمة ذات تردد واحد، ونظراً لأن الموجات
تترابط فإن الفوتونات تقوي بعضها البعض وتزيد من قدرتها على
نقل الطاقة .
يتميز شعاع الليزر ، أي كانت مادته أو منطقة طيفه ، بالخواص
الرئيسية التالية :-
] أحادي اللون Monochromatic ، أي ذو عرض طيفي ضيق ينتج عنه
تردد مفرد نقي، وهذه الصفة الموجبة كانت تتميز بها الأشعة
الراديووية دون سواها .
] توازي الحزم الضوئية COLLIMATION ، أي يكاد التشتت أو التفريق
في الحزمة يكون معدوماً .
] الترابط Coherence ، الترابط بين موجات الحزمة الواحدة مكانياً وزمانياً
يساعد الموجات الضوئية أو الفوتونات في تقوية بعضها البعض
لتعطي طاقة وقدرة عالية للحزمة الواحدة .
] الشدة Intensity ، شدة الشعاع عالية ومركزة في خزمة ذات قطر
ضيق لا يتجاوز الواحد مليمتر ، وعند استخدام البصريات الملائمة
يمكن تعريضها وفق الحاجة .
1- فوائد شعاع الليزر :-
الحزمة الضوئية لشعاع الليزر لا تمتلك كتلة ، نظراً لأن كتلة
الفوتونات المؤلفة لها تساوي صفراً .
يمكن أن تكون الحزمة الضوئية مستمرة التدفق أو نبضية وتتخذ
هذه النبضات أشكالاً متعددة ومعدلات إعادة مختلفة تبدا من نبضة
في الثانية الواحدة أو أجزائها إلى ملايين النبضات في الثانية .
سهولة السيطرة على حزمة الليرز خصوصاً ذات الترددات الضوئية
المرئية للعين المجردة .
سهولة إدارة وإدامة اليزر إذا ما قورنت بالإشعاعات الذرية والنووية
الأخرى.
2- المعوقات في استخدام الليزر :-
حزمة خطرة وخصوصاً عند تعرضها لحاسة البص . .
تحتاج إلى قدرة عالية للتشغيل ، وحيث أن طرق الحرث يمكن أن
تأخذ أشكالاً متنوعة ، وهي في مجملها تحويل الطاقات المختلفة
إلى طاقة ضوئية . .
تحتاج إلى دقة متناهية في تطابق المستويات البصرية لبدء
بالانبعاث الليزري . . .
العناصر الاساسية لليزر
إن العصر الليزري يحمل في طياته القدرة على النفاذ في أغوار
المواد سواء كانت غازية ، أو صلبة ، أو سائلة لتسخير ذراتها
وجزيئاتها حث كل منهما أو ( تحفيزهما ) لإنتاج وبعث شعاع فريد
في صفاته الفيزيائية ، نحيد في مميزاته التطبيقية ، فائق الجودة
في خواصه ـ يتألف من دقائق ضوئية ( تسمى بالفوتونات ) ، ذات
ترددات أو أطوال موجية معتمدة على نوع المادة المحتثة (المثارة
) ، والطبقة المستخدمة في الحث ( الإثارة ) . هذا الشعاع قد
يكون مرئياً للإنسان أو غير مرئي ، مستمر التدفق أو متقطع (
نبضي ) .
من المعروف في علم المواد ، أن المواد المختلفة تتكون من ذرات
عنصر أو أكثر من عناصر الجدول الدوري والتي لا يتجاوز عددها
(104) تتحد ذرات هذه العناصر بصور متنوعة لتؤلف عدداً لا
يحصى من الجزئيات التي بدورها تكون المركبات المختلفة ،
معطية الصفات المعروفة للمواد . ومن الممكن نظرياً بعث
شعاع الليزر من كل هذه العناصر أو مركباتها ، وعملياً تستوجب
هذه العملية ايجاد طرق الحث المناسبة ، وقد تم فعلاً التوصل
خلال الأعوام القليلة الماضية إلى تكوين شعاع اليزر من عدد
كبير من الذرات والجزئيات سواء كانت على شكل مركبات غازية ،
أو صلبة ، أو سائلة . ومن هذه الأجهزة ما يباع تجارياً ومنها ما هو
قيد التجربة والبحث وتمتاز هذه الأجهزة بأشكالها وأحجامها
وطاقاتها المختلفة ، إلا أن أساسيات تصميمها واحدة وهي توافر
ثلاثة عناصر رئيسية مشتركة
الخواص الطبيعية لليزر
قبل البدء بدراسة خواص الليزر ، ينبغي تحديد معنى كلمة الليزر .
كلمة الليزر هي لفظة مشتقة من أوائل كلمات العبارة التالية :
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LASER .
ومعناها : » التكبير ( التضخيم ) الضوئي بوساطة الإشعاع
المنبعث المحتث « وتستخدم كلمة الليزر للتعبير عن أية منطقة
من مناطق الطيب ، ولمعرفة الليزر يجب في الواقع التعرف على
الطيف الكهرومغنيطي والذي يبدأ من الموجات الطويلة إلى
الموجات القصيرة لأشعة جاما العالية الطاقة .
وكما هو معروف فإن المنطقة الضيقة من الطيف ، والمعروفة لنا
بالمرئيات أو الضوء الأبيض ، تتكون من الألوان الضوئية التالية :
أحمر ، برتقالي ، أصفر ، أخضر ، أزرق ، وبنفسجي . كما أن
ترددات هذه الإشعاعات وأطوالها الموجية مختلفة ومضطربة ،
فهي أشبه بالضوضاء بمقارنتها مع الموجات الصوتية ، بينما نجد
أن ضوء أشعة الليزر منظم ومركز مثل النوتة الموسيقية الواضحة
بالمقارنة مرة أخرى بالموجات الصوتية .
وفي الليزر عمل الاضطراب الطبيعي للمومجات على ترابطها حيث
تنبعث الفوتونات الوحدمات الأساسية لكل الإشعاعات الطيفية
على شكل دفعات منتظمة ذات تردد واحد، ونظراً لأن الموجات
تترابط فإن الفوتونات تقوي بعضها البعض وتزيد من قدرتها على
نقل الطاقة .
يتميز شعاع الليزر ، أي كانت مادته أو منطقة طيفه ، بالخواص
الرئيسية التالية :-
] أحادي اللون Monochromatic ، أي ذو عرض طيفي ضيق ينتج عنه
تردد مفرد نقي، وهذه الصفة الموجبة كانت تتميز بها الأشعة
الراديووية دون سواها .
] توازي الحزم الضوئية COLLIMATION ، أي يكاد التشتت أو التفريق
في الحزمة يكون معدوماً .
] الترابط Coherence ، الترابط بين موجات الحزمة الواحدة مكانياً وزمانياً
يساعد الموجات الضوئية أو الفوتونات في تقوية بعضها البعض
لتعطي طاقة وقدرة عالية للحزمة الواحدة .
] الشدة Intensity ، شدة الشعاع عالية ومركزة في خزمة ذات قطر
ضيق لا يتجاوز الواحد مليمتر ، وعند استخدام البصريات الملائمة
يمكن تعريضها وفق الحاجة .
1- فوائد شعاع الليزر :-
الحزمة الضوئية لشعاع الليزر لا تمتلك كتلة ، نظراً لأن كتلة
الفوتونات المؤلفة لها تساوي صفراً .
يمكن أن تكون الحزمة الضوئية مستمرة التدفق أو نبضية وتتخذ
هذه النبضات أشكالاً متعددة ومعدلات إعادة مختلفة تبدا من نبضة
في الثانية الواحدة أو أجزائها إلى ملايين النبضات في الثانية .
سهولة السيطرة على حزمة الليرز خصوصاً ذات الترددات الضوئية
المرئية للعين المجردة .
سهولة إدارة وإدامة اليزر إذا ما قورنت بالإشعاعات الذرية والنووية
الأخرى.
2- المعوقات في استخدام الليزر :-
حزمة خطرة وخصوصاً عند تعرضها لحاسة البص . .
تحتاج إلى قدرة عالية للتشغيل ، وحيث أن طرق الحرث يمكن أن
تأخذ أشكالاً متنوعة ، وهي في مجملها تحويل الطاقات المختلفة
إلى طاقة ضوئية . .
تحتاج إلى دقة متناهية في تطابق المستويات البصرية لبدء
بالانبعاث الليزري . . .
العناصر الاساسية لليزر
إن العصر الليزري يحمل في طياته القدرة على النفاذ في أغوار
المواد سواء كانت غازية ، أو صلبة ، أو سائلة لتسخير ذراتها
وجزيئاتها حث كل منهما أو ( تحفيزهما ) لإنتاج وبعث شعاع فريد
في صفاته الفيزيائية ، نحيد في مميزاته التطبيقية ، فائق الجودة
في خواصه ـ يتألف من دقائق ضوئية ( تسمى بالفوتونات ) ، ذات
ترددات أو أطوال موجية معتمدة على نوع المادة المحتثة (المثارة
) ، والطبقة المستخدمة في الحث ( الإثارة ) . هذا الشعاع قد
يكون مرئياً للإنسان أو غير مرئي ، مستمر التدفق أو متقطع (
نبضي ) .
من المعروف في علم المواد ، أن المواد المختلفة تتكون من ذرات
عنصر أو أكثر من عناصر الجدول الدوري والتي لا يتجاوز عددها
(104) تتحد ذرات هذه العناصر بصور متنوعة لتؤلف عدداً لا
يحصى من الجزئيات التي بدورها تكون المركبات المختلفة ،
معطية الصفات المعروفة للمواد . ومن الممكن نظرياً بعث
شعاع الليزر من كل هذه العناصر أو مركباتها ، وعملياً تستوجب
هذه العملية ايجاد طرق الحث المناسبة ، وقد تم فعلاً التوصل
خلال الأعوام القليلة الماضية إلى تكوين شعاع اليزر من عدد
كبير من الذرات والجزئيات سواء كانت على شكل مركبات غازية ،
أو صلبة ، أو سائلة . ومن هذه الأجهزة ما يباع تجارياً ومنها ما هو
قيد التجربة والبحث وتمتاز هذه الأجهزة بأشكالها وأحجامها
وطاقاتها المختلفة ، إلا أن أساسيات تصميمها واحدة وهي توافر
ثلاثة عناصر رئيسية مشتركة