مقاله تحلیلی: ليزر چيست و چگونه كار مي‌كند؟

مقاله تحلیلی: ليزر چيست و چگونه كار مي‌كند؟

آيا مي‌دانيد كه واژه‌يليزر در حقيقت مخفف چند كلمه است؟

واژه‌ ليزر (LASER) مخفف عبارت Light Amplication by the Stimulated Emission of Radiation، به معناي « تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است. به عبارت ساده‌، ذرات نور (فوتون‌) توسط انتشار يك جريان آزادشده از انرژي به شكل نور، تحريك مي‌شوند. اين نور به‌صورت بسته‌بندي و دسته‌اي هدايت مي‌شود و به‌این‌ترتیب پرتوهاي ليزر شكل مي‌گيرند.

ليزرها يكي از مهم‌ترین اختراعات بشر هستند و نقشي اساسي در زندگي روزمره ما ايفا مي‌كنند؛ آن‌ها تقریباً در هر حوزه‌اي كه بتوان تصور کرد مانند الكترونيك، طب نوين، دفاع و غيره كاربرد دارند.

در صنعت نيز، ليزرها به‌طور روزمره براي مواردي مثل حكاكي، علامت‌گذاري (مارك)، جوشكاري، برش، حفاري، اندازه‌گيري، تشخيص و غيره به كار مي‌روند. به‌واقع، ليزر به يكي از قدرتمندترين ابزار ما تبدیل‌شده است!

ليزر چگونه كار مي‌كند؟

همه ليزرها از 3 قسمت تشکیل‌شده‌اند:

  • چشمه انرژی خارجی
  • محیط تقویت‌کننده
  • تشدیدکننده‌ اپتیکی

چشمه انرژی، انرژي بيروني را به ليزر هدايت مي‌كند.

محیط تقویت‌کننده، در داخل ليزر قرارگرفته است. بنا به نوع طراحي، این محیط مي‌تواند از يك تركيب گازي (CO2 laser)، يك كريستال جامد (YAG laser) و يا فايبرگلاس (fibre laser) تشکیل‌شده باشد. هنگامی‌که این محیط توسط پمپ به داخل ليزر منتقل مي‌شود، انرژي به‌صورت تابش منتشر مي‌گردد.

محیط تقویت‌کننده در ميان دو آينه قرارگرفته است كه به آن رزوناتور (تشدیدکننده) گفته مي‌شود. يكي از اين آينه‌ها يك جهته است. اشعه‌‌ي حاصل از محیط تقویت‌کننده، توسط رزوناتور تقويت مي‌شود. ضمناً، بخش از اشعه از رزوناتور توسط آينه‌ يك-جهته خارج شود و اين تابش هدایت‌شده، در حقيقت همان اشعه‌ي ليزر است.

مشخصه‌هاي يك اشعه‌ي ليزر

تشعشع ليزر داراي 4 ويژگي اساسي است:

تک‌رنگی

نور طبيعي، شامل مجموعه‌اي از طول موج‌هايي است كه از ماوراي بنفش تا مادون‌قرمز را شامل می‌شود. درحالی‌که ليزر، نواري از نور با يك طول موج است. چنين خاصيتي، تک‌رنگی نام دارد. تک‌رنگی، خاصيتي است كه انعطاف‌پذيري بيشتري را در طراحي اپتيكي مقدور مي‌سازد و اين، دقت طراحي‌ها را چنان افزايش مي‌دهد كه پرتوهاي ليزري را بتوان در فواصل بسيار زياد انتقال داد و يا آن‌ها را در يك مساحت خيلي كوچك، متمركز ساخت.

قابليت جهت‌يابي فوق‌العاده

جهت‌يابي، ويژگي حفظ جهت نور در هنگام حركت آن در فضا است. اين قابليت عالي، نشان مي‌دهد كه راستاي نور، با پراكندگي و گسترش محدود و درعین‌حال بسيار متمركز حفظ می‌شود. نور طبيعي، مجموعه‌اي از نوارهاي نور است كه در تمامي جهات پخش شده‌اند، درحالی‌که نور ليزر، بسيار عالي جهت‌يابي و هدایت‌شده است و اين خاصيت، براي طراحي سيستم‌هاي نوري‌ مناسب است كه بايستي مانع از پراكنده شدن نور در فواصل زياد ‌شوند.

قابليت همدوسي عالي

همدوسي، بيانگر ميزان تداخل نور با خودش است. اگر نور را به‌عنوان يك موج در نظر بگيريم، مي‌توان گفت كه هرچقدر پرتو نور يكنواخت‌تر باشد، همدوسي در آن بيشتر است. با توجه به اينكه فاز، طول موج و جهت نور ليزر تغيير نمي‌كند، يك موج قوي مي‌تواند پرتو‌هاي ليزر را در يك فاصله‌ طولاني، بدون اينكه پراکنش رخ دهد، منتقل كند. اين بدان معني است كه امكان متمركز كردن نور در يك ناحيه‌ي كوچك و با يك لنز، وجود دارد.

انرژي بالا

با توجه به اينكه پرتوهاي ليزري داراي خواص تك‌رنگي، جهت‌يابي و همدوسي فوق‌العاده‌اي هستند، مي‌توانند در يك منطقه بسيار كوچك متمركز شوند، در نتيجه نوري با انرژي بالا خلق مي‌كنند. همچنين در حين متمركز شدن نور ليزر در يك ناحيه خيلي كوچك، مي‌توان شدت (توان) آن را افزايش داد مثلاً تا اندازه‌اي كه انرژي كافي براي برش فلزات به دست آيد.

به لطف چنين ويژگي‌هايي، نور ليزر در بسياري از زمينه‌ها بكار مي‌رود. همچنين همدوسي بسيار عالي، كه شدت و توان بالاي اين پرتوها را موجب مي‌شود را می‌توان با كمك لنزها افزايش داد. پرتوهاي ليزري جذب سطح فلزات شده و با حرارت دادن آن‌ها، عمليات حكاكي بر روي فلز شكل مي‌گيرد. چنين حرارتي، باعث مي‌شود كه مواد از سطح فلزات برداشته شوند و يا حتي كاملاً تبخير گردند و اين امر، قابليت حكاكي، علامت‌گذاري و يا برش طيف وسيعي از مواد را مقدور مي‌سازد.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

 

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.

PDF

برای مشاهده کامل این محتوا می بایست مبلغ مورد نیاز را از اعتبار خود پرداخت کنید

برای کاربران ویژه رایگان است

نوع فایل دریافتی :
PDF
اعتبار مورد نیاز : 500 تومان
برای کاربران vip :450 تومان
پرداخت 500 تومان و مشاهده محتوا
درباره نویسنده
عکس‌های baharehbl328

بهاره بهرامی

فارغ التحصیل مهندسی مدیریت پروژه. علاقه مند به زبان انگلیسی و ترجمه به خصوص به متون تخصصی عمران و معماری. سرپرست تیم مترجمین 808 و پشتیبان محتوای سایت.
سوالات مرتبط
عکس کاربر
4پاسخ
مدت زمان لازم برای مطالعه ازمون نظام مهندسی
سلام و خسته نباشید بنده برای ازمون نظام مهندسی اجرا و نظارت امسال میتوانم ۲ ماه وقت صرف کنم...برای همین به نظرتون روزانه چقد مطالعه داشته باشم؟ این مدت زمان خوبی برای موفقیت میتواند باشد؟ باتشکر
عکس کاربر
1پاسخ
اجرای سازه نگهبان بدون ستون قائم
سلام آیا امکان اجرای سازه نگهبان بدون ستون قائم ان وجود دارد؟
عکس کاربر
1پاسخ
سطح بتن پیاده رو باید جاروکش باشد یا لیسه ای و چرا ؟
سطح بتن پیاده رو باید جاروکش باشد یا لیسه ای و چرا ؟
ورود به بخش پرسش و پاسخ
  • برای ارسال دیدگاه وارد شوید یا ثبت نام کنید .
  • Comments

    در دانشنامه 808 بیشتر بخوانید...

    تقویم آموزشی

    28 آبان 1397
    دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
    28 آبان 1397
    دانشگاه صنعتی مراغه با همکاری دانشگاه تبریز
    30 آبان 1397
    انجمن معماری و شهرسازی استان آذربایجان شرقی
    30 آبان 1397
    مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی
    30 آبان 1397
    انجمن مهندسی راه و ساختمان ایران
    20 آذر 1397
    انجمن سازه های فولادی ایران
    22 آذر 1397
    موسسه آموزش عالی دانش پژوهان پیشرو
    14 دى 1397
    دانشگاه پلی تکنیک کاتالونیا
    9 بهمن 1397
    دانشگاه شهید چمران اهواز
    14 بهمن 1397
    دبیرخانه دائمی همایش
    7 اسفند 1397
    گروه طرح و ساخت مهرگان
    8 اسفند 1397
    دانشکده مهندسی و پدافند غیرعامل دانشگاه جامع امام حسین
    3 ارديبهشت 1398
    دانشکده عمران، معماری و هنر دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات تهران
    4 ارديبهشت 1398
    انجمن مهندسان عمران آمریکا (ASCE)
    10 ارديبهشت 1398
    بخش مهندسی راه، ساختمان و محیط زیست دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز
    20 آبان 1398
    پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله

    موسسه 808 نماینده موسسات جهانی در ایران

    پکیج استثنایی 808