خواندنی ها+برق، قدرت، کنترل، الکترونیک، مخابرات، کامپیوتر، مهندسی پزشکی، ابزار دقیق، الکتروتکنیک، هوش مصنوعی، آی تیIT(فناوری اطلاعات)، مکاترونیک، رباتیک، فتونیک، اویونیکAvionic، فیزیک

دایره المعارف برق(اطلاعات عمومی برق)iman.sariri@yahoo.com

light amplification by stimulated emission of radiation می باشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده

نور چهار مشخصه اصلی دارد :

الف- طول موج (wave length): فاصله بین دو نقطه یکسان موج می باشد که مشخص کننده رنگ موج است. با تعیین رنگ، انرژی و طول موج می توان یک موج را نسبت به دیگر موج ها سنجید. به عنوان مثال طول موج های کوتاه در طیف مرئی در ناحیه بین آبی و فوق بنفش قرار می گیرد در حالیکه رنگ قرمز دارای طول موج های بلندتری می باشد. فاصله بین این قله های موج آن چنان کوچک است که واحد آن را نانومتر (ده به توان منفی نه ) یا میکرون (ده به توان منفی شش ) قرار داده اند.
تشعشع الکترومغناطیسی طیف طولانی از طول موج های بلند رادیویی تا طول موج های کوتاه اشعه ایکس را شامل می شود.
ب- فرکانس (Frequency): فرکانس موج تعداد موج های عبور کرده از یک نقطه در یک فاصله زمانی مشخص می باشد . واحد آن سیکل بر ثانیه یا هرتز Hz می باشد. فرکانس و طول موج به سرعت موج وابسته اند.
طول موج های بلند تر از قبیل نور قرمز در فرکانس های پایین تراز نور آبی قرار دارند ولی فرکانس در کل خیلی بالا است ( ده به توان چهارده هرتز ).
ب - سرعت (Velocity) : سرعت موج تعیین کننده تندی عبور موج از یک محیط مشخص می باشد. به عنوان مثال سرعت عبور نور در خلاء سیصد هزار کیلو متر در ثانیه می باشد. سرعت در محیط هایی مثل شیشه یا آب کاهش می یابد.
ت- دامنه (Amplitude ) : دامنه یا شدت موج با ارتفاع یا بلندی (height ) میدان الکتریکی یا مغناطیسی مشخص میشود.

بر هم کنش نور با ماده (interaction of light with matter )

از آنجا که نور دارای میدان الکتریکی و مغناطیسی می باشد این میدانها با ماده بر هم کنش نشان می دهند . میدان مهم میدان الکتریکی است چون با الکترونهای کوچک که در ترکیبات مواد شرکت دارند بر هم کنش دارد. این الکترونها همصدا وهماهنگ باموج نور وارده نوسان می نمایند و می توانند تأثیر یا تغییر در عبور نور از میان یک ماده به چند طریق انجام دهند.
1- پخش کردن (Scsttering ) موج نور از مسیر اصلی منحرف میشود.
2- انعکاس (Reflection ) موج به داخل محیطی خارج از ماده برمیگردد.
3- انتقال (Transmission ) موج از ماده با کمترین تغییر شدت عبور می نماید.
4- جذب (Absorption ) مهمترین پروسه در خیلی جاها جذب می باشد که انرژی موج نور در ماده باقی می ماند. مقدار زیادی از انرژی باعث ایجاد حرارت و تغییر در خواص ماده می شود.

تولیدنور Generation of light

چندین فرآیند تعیین کننده طیف نور باعث ایجاد تشعشع الکترومغناطیس می شوند.
طیف تشعشع: طیف نوری که از یک جسم ساطع می شود شامل رنگها یا نوارهای رنگی جدا از هم می باشد.این از طبیعت تولید نور برمیخیزد و نشانه آن است که انرژی نورانی ساطع شده از آن جسم دارای مقداری مشخص میباشد.
انرژی تمام سیستمها کوانتایی می باشد که این انرژی می تواند در بسته های جدا از هم جذب یا آزاد شود.انرژی سیستم پس از آنکه انرژی جذب آن سیستم شود افزایش می یابد و در مرحله بعدی آن انرژی آزاد می شود. مدتی که این انرژی آزاد می شود راندوم یا اتفاقی بوده که نشر خودبخودی نامیده می شود.
انرژی را می توان توسط جریان الکتریکی، نور از منبع خارجی، واکنش شیمیایی یا گونه های دیگربه سیستم وارد نمود. بهر حال مشخص شده است که یک موج وارده که دارای انرژی معینی است می تواتد آزاد شدن موجها را ازسیستم بر انگیخته تحریک کند و باعث آزاد نمودن دو موج شود. به این حالت نشر بر انگیخته می گویند.این موج ها خواص مهمی دارند.
1- همدوس (Coherent ) : موجها به صورت هماهنگ هستند.
2- تک رنگ (Monochromatic ) : موجها دارای رنگ یکسانی هستند.
3- شدت بالا (High Intensity ): اگر ما به مقدار کافی از این نورهای همدوس (Coherent ) تولید کنیم شدت آن بسیار بالاتر از منابع نور غیر همدوس است.
4- واگرایی کم (Low divergence ) : لیزر را در مقایسه با نور غیر همدوس بوسیله لنزتا قطرهای خیلی کمتری می توان باریک نمود.
5- طبیعت ضربانی (Pulsed nature ) : چون انرژی ورودی را در لیزر می توان کنترل نمود انرژی خروجی نیز به دنبال آن تغییر می یابد. بنا بر این اگر برانگیختگی لیزر با پالسهای کوچک انجام شود لیزر با پالسهای کوچک تولید خواهد شد. این خاصیت خیلی مهم است.





لیزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation می باشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است.
اولین لیزر جهان توسط تئودور مایمن اختراع گرذید و از یاقوت در ان استفاده شده بود در سال ۱۹۶۲ پرو فسورعلی جوان اولین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود وبعدها نوع سوم وچهارم
لیزرها که لیزرهای مایع ونیمه رسانا بودند اختراع شدند.در سال ۱۹۶۷ فرانسویان توسط اشعه لیزر ایستگاههای زمینی شان دو ماهواره خود را در فضا تعقیب کردند بدین ترتیب لیزر بسیار کار بردی به نظر امد.
نوری که توسط لیزر گسیل می گردد در یک سو وبسیار پر انرژی و درخشنده است که قدرت نفوذ بالایی نیز دارد بطوریکه در الماس فرو میرود . امروزه استفاده از لیزر در صنعت بعنوان جوش اورنده فلزات و بعنوان چا قوی جراحی بدون درد در پزشکی بسیار متداول است.
لیزرها سه قسمت اصلی دارند:۱-پمپ انر ژی یا چشمه انرژی: که ممکن است این پمپ اپتیکی یا شیمیا یی و یاحتی یک لیزر دیگر باشد
۲- ماد پایه وفعال که نام گذاری لیزر بواسطه ماده فعال صو رت می گیرد
۳- مشدد کننده اپتیکی : شامل دو اینه بازتابنده کلی و جزئی می باشد
طرز کار یک لیزر یاقوتی:
پمپ انرژی در این لیزر از نوع اپتیکی میباشد ویک لامپ مارپیچی تخلیه است(flash tube) که بدور کریستال یاقوت مدادی شکلی پیچیده شده(ruby) کریستال یاقوت نا خالص است و ماده فعال ان اکسید برم و ماده پایه ان اکسید الو مینم است.
بعد از فعال شدن این پمپ انرژی کریستال یا قوت نور باران می شودو بعصی از اتمها رادر اثرجذب القایی-stimulated absorptionبرانگیخته کرده وبه ترازهای بالاتر می برد.

پدیده جذب القایی: اتم برانگیخته = اتم+فوتون

با ادامه تشعشع پمپ تعداد اتمهای برانگیخته بیشتر از اتمهای با انرژی کم میشود به اصطلاح وارونی جمعیت رخ می دهد طبق قانون جذب و صدور انرژی پلانک اتمهای برانگیخته توان نگهداری انرژی زیادتر را نداشته وبه تراز با انرژی کم بر میگردند وانر ژی اصافی را به صورت فوتون ازاد می کنند که به این فرایند گسیل خودبخودی گفته می شودولی از انجایی که پمپ اپتیکی
مرتب به اتمها فوتون می تاباند پدیده دیگریزودتر اتفاق می افتد که به ان گسیل القایی-stimulated emission گفته می شود همانطور که در شکل انیمیشین زیر می بینید وقتی یک فوتون به اتم برانگیخته بتابد ان را تحریک کرده وزودتر به حالت پایه خود بر می گرداند.

گسیل القایی: اتم+دو فوتون = اتم برانگیخته+ فوتون

این فوتونها دوباره بعضی از اتمها را بر انگیخته میکنند و واکنش زنجیر وار تکرار می شود.
بخشی از نور ها درون کریستال به حرکت در می ایند که توسط مشددهای اپتیکی درون کریستال برگرداننده می شوند واین نورها در همان راستای نور اولیه هستد بتدرج با افزایش شدت نور لحظه ای می رسد که نور لیزر از جفتگر خروجی با روشنایی زیاد بطور مستقیم خارج می شود .


اسحاق نیوتن در سال ۱۶۷۲نظریه ذره ای بودن نور را ارائه داد وی معتقد بود که یک منبع نور ذرات نور را با سرعت ثابت روی خط راست گسیل می کند وهنگامی که این ذرات به شبکیه چشم برخورد نمایند چشم قادر به دیدن خواهد بود وی برای اثبات نظریه خود ازمایش اتاق تاریک را انجام داد بعدها انیشتین نیز با ازمایش اثر فتوالکتریک ومعرفی فوتون بعنوان ذرات نور مهر تاییدی بر نظریه ذره ای نیوتن زد

نظریه موجی نور:کریستیان هویگنس فیزیکدان هلندی ماهیت نور را موجی دانست وپخش وبازتابش نور نور وشکست نور را نشانه موجی بودن نور می دانست.سپس توماس یانگ با استفاده ازمایش پراش نور در شکاف مصاعف توانست طول موج نور را اندازه گیری نمایدوبین ترتیب ماهیت موجی نور نیز اثبات گردید.



جنس امواج نور:

امواج نور از نوع امواج الکترو مغناطیسی است که برای انتشار احتیاج به محیط مادی ندارد یک موج الکتر مغناطیسی ترکیبی است از دو میدان عمود برهم الکتریکی و مغناطیسی که در شکل زیر به ترتیب با موجهای زرد رنگ و ابی رنگ نشان داده شده است





خواص امواج الکترو مغناطیسی نور:

۱- نوردر خلاء دارای سرعت ثابت ۳۰۰۰۰۰کیلومتر برساعت هستند که بالاترین سرعت است

۲- نورهای مختلف دارای طول موجهای مختلف وشدت نور متفاوت هستند

۳-سرعت نور درمحیط های شفاف مختلف تغییر میکند

طیف الکترومغناطیسی نور سفید:

همانطور که در شکل زیر دیده می شود نور قرمز دارای بیشترین طول موج۷۰۰نانومتر ونور بنفش دارای کمترین طول موج ۴۰۰ نانومتر می باشند

http://laser.persianblog.ir/

کاربردهای لیزر در آدرس بالا کامل آمده

لیزر و كاربرد آن در نقشه برداری



لیزر تنها به فاصله یابی ماهواره ای محدود نمی شود. اگر چه در
SLR فاصله یابی طولهای بلند از ایستگاه زمینی به ماهواره ها انجام می شود و دقت های این اندازه گیری در هر نسل بهتر شده است و از حدود 10متر (نسل اول) به حدود 2میلی متر (نسل چهارم) رسیده است. چون لیزرهای تك رنگ واگرایی ندارند ، برای هر امتداد دهی در كارهای نقشه برداری بسیار مناسبند و در موارد بسیار دقیق نظیر حفاری های تونل ها، نقشه برداری های زیرزمینی نظیر مترو و در رسیدن به نقطه Break through كه از دو طرف حفاری می شود تا به هم برسند كاملاً كاربرد دارند. با توجه به اهمیت لیزر در دستیابی به این دقت هاست كه شركتهایی از قبیل Spectra physics آمریكا و MDL انگلستان دستگاههای خاصی را برای این گونه الكترواپتیكال ، الكترومغناطیسی یا مایكروویو می شناسیم ولی انواع دیگری از طولیابها مورد استفاده اند كه به طولیاب لیزری موسوم اند. مثل AGA-8 ژئوتزونیكس یا DI3000-R لایكا كه در آن ها از لیزرهای با منبع جامد نظیر یاقوت یا نئودمیوم استفاده نمی شود ، بلكه منبع آنها نیمه هادی است. از جمله این نیمه هادی كالیوم- آرسناید را می توان نام برد. این نیمه هادی مثل مثل دیودگالیوم آرسناید است ، منتها پرتو تك رنگ خارج می كند ، خود برانگیخته است و ایجاد لیزری می كند كه برای تعیین موقعیت های دقیق و برای جاهایی كه دقت امتدادی مدنظر است ، مورد استفاده قرار می گیرد. لیزر را می توان بر اساس منبع تولید آن به سه دسته جامد ، نیمه هادی و گازی تقسیم كرد. لیزر در واقع از هلیوم – نئون ایجاد می شود. توضیح لازم این كه اولین بار در سال 1961 مخترعی ایرانی بنام پروفسور علی جوان در آمریكا گازی را ابداع نموده است كه در تراز یابی ها با گستردگی فوق العاده مورد استفاده قرار می گیرد. توان و شدت جریان پرتوهای لیزر گازی بسیار كم است و در صورت اصابت با بدن نقشه بردار ایجاد صدمه نمی كند. پس در ترازیابی های چرخشی (Rotary) وسیعاً كاربرد دارد. برای استفاده از لیزر در تراز یابی با شاخص به واسطه ای خاص نیاز است. Detector روی شاخص بالا و پایین می رود و به محض دریافت پرتو لیزر گازی در محل دقیق ارتفاع پرتو می ایستد و در واقع ارتفاع را با دقت بالا تعیین می كند






این فناوری لیزری كه Spyder III Pro Arctic نام دارد و در شركت چینی Wicked Lasers ساخته شده است، با پتانسیل داخلی فوق‌العاده خود به عنوان خطرناك‌ترین لیزر جهان محسوب می‌شود.

یك شركت چینی واقع در شهر شانگهای موفق به ساخت فناوری لیزری جدیدی شده كه گفته می‌شود خطرناك‌ترین لیزر در جهان است.

به گزارش فارس به نقل از سی‌نت، این فناوری لیزری كه Spyder III Pro Arctic نام دارد و در شركت چینی Wicked Lasers ساخته شده است، با پتانسیل داخلی فوق‌العاده خود به عنوان خطرناك‌ترین لیزر جهان محسوب می‌شود.

شركت چینی سازنده این فناوری ادعا می‌كند كه تاكنون هیچ لیزری با این قدرت و قابلیت ساخته نشده و به همین خاطر این سیستم خطرناك‌ترین لیزر جهان است.

شركت Wicked توان این لیزر بسیار خطرناك را یك وات اعلام كرده است كه در كلاس ۴ لیزرها طبقه‌بندی می‌شود. این لیزر با توان یاد شده می‌تواند آسیب‌های سریع و جبران‌ ناپذیر شبكیه‌ای را برای انسان به وجود آورد و در نهایت چشم انسان را نابینا كند.

آسیب‌های این لیزر تنها محدود به چشم نمی‌شود و می‌تواند به پوست و دیگر بخش‌های بدن انسان نیز آسیب جدید وارد كند. شركت چینی Wicked اعلام كرد كه به منظور جلوگیری از هرگونه آسیب احتمالی، این لیزر قوی را همراه با سیستم‌های لیزری رایگان به دست كاربران می‌رساند.

دكتر "آنت دواد " از دانشگاه فناوری سیدنی در این خصوص توضیح داد: این لیزر بسیار خطرناك است و می‌تواند انسان را تا مرز نابینایی پیش ببرد. این دستگاه به راحتی می‌تواند آتش روشن كند. این می‌تواند یك ابزار بسیار خطرناك برای آن دسته از افرادی باشد كه به درستی نمی‌دانند چگونه از آن استفاده كنند. خطرناك‌ترین لیزر دنیا می‌تواند برای موارد خاص مورد استفاده قرار گیرد و باید توجه داشت كه برای استفاده عمومی ساخته نشده است


لیزر

مقدمه

بدون شك لیزر یكی از برجسته‌ترین ابزار علمی و فنی قرن بیستم بشمار می‌آید .

پیشرفت سریع تكنولوژی لیزر از سال 1960 میلادی ، هنگامی كه اولین لیزر با موفقیت تهیه شد ، شروع گردید . لیزر امروزه در زمینه‌های گوناگون از قبیل بیولوژی ، پزشكی ، مدارهای كامپیوتر ، ارتباطات ، سیستم‌های اداری ، صنعت ، اندازه‌گیری در زمینه‌های مختلف و … بكار برده می‌شود . لیزر یك منبع نور خاص است و بطور كلی با نور لامپهای معمولی ، چراغ برق ، نور فلورسانت و غیره تفاوت فاحش دارد و در مقایسه با سایر منابع نور : در رده‌ای با مشخصات فوق‌العاده نوری قرار دارد . این مطلب با عنوان اینكه نور لیزر از همدوستی (coherence) فوق‌العاده برخوردار است ، بیان می‌شود .

لیزر را می‌توان در مقایسه با سایر مولد‌های نوری كه فقط نور را منتشر می‌كنند ، یك فرستنده نوری پنداشت . تا قبل از ظهور لیزر محدوده فركانس امواج رادیوئی و محدوده نوری از نقطه‌ نظر همدوستی با یكدیگر اختلاف داشتند . در فیزیك رادیوئی بطور گسترده‌ای امواج همدوس مورد استفاده قرار می‌گیرند و این در حالی است كه امواج نوری (اپتیكی) غیر همدوس نیز در اختیار است . در گذشته كتب درسی تنها مكانی بود كه امواج لیزری مورد بحث قرار می‌گرفت . این امواج هنگامی واقعیت پیدا كردند كه لیزر اختراع گردید .

دانش مربوط به لیزر در حقیقت علم تابش نور همدوس (coherence radiation) است گرچه این رشته از دانش فیزیك در حدود 20سال است ظهور نمود و در حال تكامل است . معذالك نمودهای نوظهور آن در معرض كاربردهای جالب قرار گرفته‌اند .

آنچه در این تحقیق مورد بحث قرار می‌گیرد كاربردهای لیزر و لیزر به عنوان سلاح مخرب و نحوه مقابله با سلاحهای لیزری و قوانین بین‌الملل در مورد این تكنولوژی برتر می‌باشد .

بسوی لیزر

فكر ساختن وسیله‌ای كه نور همدوس تولید كند ، مدتها دانشمندان قرن حاضر را به خود مشغول داشته بود . در سال 1985 فیزیكدان مشهور آمریكایی چالز تاونز راه این كار را پیدا كرد . دو سال بعد دانشمند دیگر آمریكایی ، تئودور مایمن به نظریه تاونز جامه عمل پوشاند و اولین لیزر را با بلوری از یاقوت مصنوعی ساخت این دو بعداً به دریافت جایزه نوبل نایل آمدند . یك لیزر یاقوتی ساده از سه بخش تشكیل می‌شود : استوانه‌ای از یاقوت مصنوعی ، یك چشمه نور ـ مثلاً یك لامپ گزنون كه مانند لامپ نئون كار می‌كند . ( گزنون و زنون هر دو از گازهای بی‌اثرند یعنی اتمهایشان با اتمهای دیگر مولكول نمی‌سازد . ) ـ و یك بازتابنده كه نور را از لامپ گزنون به یاقوت هدایت می‌كند

استوانه یاقوتی ، بخش اصلی دستگاه است . قطر آن در حدود 7 میلیمتر و طولش 3.5 تا 5 cm است . دو قاعده استوانه صیقل خورده و نقره اندود شده است تا آینه كاملی باشد . قاعده دیگر نیز نقره اندود است ولی نه كاملاً به طوری كه می‌تواند قسمتی از نور را از خود عبور دهد .

یاقوت بلور اكسید آلومینیوم است كه در آن تعداد نسبتاً كمی اتم كروم معلق است . اتمهای كروم از طریق گسیل القایی ، كوانتوم نور تولید می‌كنند ، اتمهای اكسیژن و آلومینیم كه بقیه بلور را تشكیل می‌دهند فقط اتمهای كروم را در جایشان نگه می‌دارند. اتمهای كروم نسبتاً بزرگ است و تعداد زیادی الكترون در مدارهایشان دارد . در این جا فقط الكترونی مورد توجه ماست كه بیش از دیگران برانگیخته می‌شود .

لازم به ذكر است واژه لیزر از حروف اول (( تقویت نور بوسیله گسیل برانگیخته تابش )) در زبان انگلیسی گرفته شده كه آن را می‌توان توسعه “maser” تقویت میكروویو بوسیله گسیل برانگیخته تابش در محدوده فوتونی طیف امواج الكترومغناطیسی دانست .

در سال 1917 اینشتین برای اولین بار وجود دو فرایند برای گسیل تابش را بصورت زیر پیشگویی كرد .

1 . گسیل خودبخود spantaneous

2 . گسیل برانگیخته stimulated

دانشمندانی همانند townes و schawlow در امریكا و basov و prochror از روسیه قدیم امكان استفاده از روش دوم (گسیل برانگیخته) را برای یك طراحی نور همدوس كشف كردند . در سال 1958 میلادی می‌من ( muiman ) اولین لیزر یاقوت سرخ ruby را به نمایش گذاشت . در سال 1960 میلادی علی ج.ان در امریكا اولین لیزر گازی He_Ne را ساخت و از آن به بعد لیزرهای گوناگون بمانند گازی ، مایعات ، مواد شیمیایی ، جامدات و تهیه رساناها با قابلیت‌های متفاوت و ویژگیهای گوناگون برای كاربردهای مختلف ساخته و بكار گرفته شد .

اجزای اصلی در یك لیزر :

محیط فعال (active medium) : محیط فعال مجموعه‌ای از اتم‌ها و مولكول‌ها ، با یونها در حالت جامد ، مایع یا گازی است كه همانند تقویت‌كننده عمل می‌كند .

منبع تحریك :وسیله‌ای برای ایجاد شرایط لازم جهت گسیل لیزری كه این شرایط اساسی را وارونگی جمعیت (inrerted population) می‌نامند و ممكن است منبع تحریك نورانی و یا الكتریكی و … باشد . مثلاً در یاقوت قرمز این منبع از یك لامپ فلاش و در لیزر He - Ne پتانسیل الكتریكی در حدود چند هزار ولت است . اگر در محیط فعال چگونگی تقویت یا تضعیف را بررسی كنیم خواهیم دید كه شدت تحریك I با وارونگی جمعیت وابستگی كمی دارند .

اصول كار لیزر

محیط فعال و عناصر دیگر در داخل مشدد نوری قرار دارند . مشدد محور نور در لیزر را تعیین و نور ساطع شده در امتداد محور تابش می‌كند . باید توجه داشت كه یك لیزر می‌تواند نور را در یك یا دو امتداد مخالف در امتداد محور نوری ساطع كند . ماشه تحریك یك لیزر بوسیله سیستم پمپاز شروع بكار می‌نماید . كار این سیستم تحریكی عناصر فعال است كه در اثر آن جمعیت وارونه (inrerted population) سطوح تابش‌كننده ایجاد می‌گردد . مشدد نور (همراه با عناصر) اضافی عمل گزینش را بر روی حالات فوتونی تدارك می‌بینند . در نتیجه ، یك تابش فوق‌العاده همدوس موسوم به تابش لیزر در امتداد محور حاصل می‌شود .

محیط‌های فعال و روش‌های تحریك :

مواد فعال زیر در لیزرها بكار برده می‌شوند :

گازها و یا مخلوطی از گازها (لیزرهای گازی)

بلورها و شیشه‌های ممزوج با یونهای مخصوص (لیزرهای جامد)

مایعات (لیزرهای مایع)

نیمه‌هادی‌ها (لیزرهای نیمه‌هادی)

كاربردهای لیزر :

در نظر اول فهم این نكته مشكل است كه چرا با نور لیزر می‌توان یك تیغه را سوراخ كرد ولی با نور معمولی ، مثلاً نور یك لامپ الكتریكی ـ هر قدر هم قوی باشد این كار میسر نیست . این سئوال سه جواب دارد :

اولاً نور لامپ ناهمدوس است یعنی فوتونهای لامپ همفاز نیستند و با مختصری اختلاف زمانی به هدف می‌رسند ، در حالی كه فوتونهای تابه لیزری ، همه دقیقاً با هم حركت می‌كنند و درست در یك نقطه به هدف می‌رسند . دلیل دوم این كه نور از چشمه‌های دیگر كوبنده‌تر است ، این است كه تابه نور معمولی فقط از یك طول موج معین تشكیل شده است بلكه شامل طیف نسبتاً وسیعی از طول موج‌هاست . این مطلب ، دلیل سوم را نیز در بر می‌گیرد : نور معمولی بر خلاف نور لیزر به شكل تابه‌ای باریك و موازی تولید نمی‌شود ، بلكه راستاهای مختلف را اختیار می‌كند .

نور لیزر برای روشنایی :

لیزرهای حالت جامد و لیزرهای تزریقی درخشهای كوتاه بسیار روشنی تولید می‌كند كه برای عكسبرداری بسیار سریع ، ایده‌آل است . ما در عصری هستیم كه سالانه میلیونها پوند صرف ساختن هوانوردهای سریع ـ اعم از موشك‌های بالستیكی ، قاره‌پیما یا هواپیما می‌شود . باید دانست كه سرعتهای زیاد چه بر سر اجسام متحرك می‌آید و یكی از بهترین راههای این كار عكسبرداری از جسم در حال حركت است . سرعت بعضی از پرتابه‌ها بقدری زیاد است كه اغلب چندین كیلومتر در ثانیه كه حتی عكسی كه به كمك سریعترین فلاشهای متداول از آنها گرفته می‌شود ، چیزی جز تصویری محو نیست . از آنجایی كه حتی سریعترین پرتابه‌ها هم در این مدت فاصله بسیار كمی را خواهند پیمود ، عكسی كه با درخشش لیزری از اجسام تیز پرواز گرفته می‌شود ، واضح و دقیق خواهد بود . ارتش آمریكا سرگرم آزمایش با تلویزیون لیزری برای استفاده در گشتهای شبانه مخفی با هواپیماست و طراحان نظامی درصدد ساختن كلاهك بمب‌هایی هستند كه هدف را با استفاده از پرتو لیزری نامرئی مادون قرمز پیدا كنند .

استفاده از لیزر در فاصله‌یابی :

یافتن فاصله هدف مورد نظر از مشكلات دائمی توپچیها و ضدهوایی‌ها بوده است . فاصله‌یاب لیزری ، اساساً از یك لیزر ، یك منبع توان ، یك سلول فتوالكتریك و یك كامپیوتر رقمی كوچك تشكیل می‌شود . پرتویی كه لیزر می‌فرستد ، پس از برخورد به هدف بازتابیده می‌شود و وارد سلول فتوالكتریك می‌گردد . از روی زمان رفت‌وبرگشت فاصله هدف ، توسط كامپیوتر محاسبه و بر حسب هر واحدی كه بخواهد ثبت می‌شود .

نوعی فاصله‌یاب لیزری كه برای ناتو ساخته شده ، به اندازه یك تفنگ نسبتاً بزرگی است كه منبع توان و كامپیوتر آن را می‌توان در بسته‌ای روی پشت حمل كرد . فاصله‌یابهای لیزری تا مسافت 11 km را با دقتی حدود 5/4 متر تعیین كرده‌اند .

استفاده از لیزر در هوانوردی و دریانوردی :

یكی از بدیعیترین وسایل لیزری ، ژیروسكوپ لیزری است . ژیروسكوپ معمولی اساساً چرخ دواری است كه بسرعت می‌چرخد . به دلیل این چرخش ، محور چرخ همواره در یك صفحه باقی می‌ماند . محور ژیروسكوپ چرخنده همیشه در یك راستا باقی می‌ماند و تغییر مسیر كشتی تأثیری بر آن ندارد . این محور ، كار یك ((خط مبنا)) را انجام می‌دهد كه تغییرات جهت كشتی را از روی آن می‌توان تشخیص داد . سفینه‌های فضایی كه غالباً بی‌سرنشینند تنها به كمك ژیروسكوپ مسیر خود را حفظ می‌كنند . این ژیروسكوپ متشكل است از یك لیزر گازی مثلاً لیزر هلیوم ، نئون كه از هر دو انتهایش نور همدوس خارج می‌شود . با نصب این ژیروسكوپ به سفینه فضایی ، انحراف سفینه از مسیر ، قابل تشخیص است .

استفاده از لیزر در پزشكی :

لیزر بعنوان یك منبع قوی انرژی ، در پزشكی نیز بكار گرفته شده است بخصوصدر امریكا كه زادگاه لیزر بود و هنوز هم موطن آن است . به عقیده برخی جراحان ، لیزر برای بریدن اعضایی كه رگهای خونی بسیار پیچیده دارد ـ مانند مغز ـ فوق‌العاده مناسب است. تابه لیزر در حین قطع‌كردن رگهای خونی ، با سوزاندن، دهانه آنها را می‌بندند . برخی از چشم‌پزشكان لیزر را برای جوش‌دادن جداشدگی شبكیه چشم ، مفید یافته‌اند .

كاربرد لیزری در نوسازی صنعت :

گسترش تكنولوژی لیزر در دهه گذشته در تمامی شاخه‌های زندگی رشد فزاینده‌ای داشته است به گونه‌ای كه امروزه لیزر جزء لاینفك زندگی انسان محسوب می‌شود یكی از شاخه‌هائی كه لیزر از ابتدای اختراع آن بیش از دیگر زمینه‌های كاربردی مورد توجه محققین و متخصصین قرار گرفت ، كاربرد صنعتی لیزر بوده است .

برش‌كاری توسط لیزر از همان روزهای آغازین تولد لیزر مورد توجه بسیاری از علاقه‌مندان و صنعتگران كه به آینده درخشان كار خود امید داشتند قرار داشت . پرتو لیزر با توجه به ویژگیهای منحصر خود كه شامل تك‌رنگی ، همدوسی ، شدت بالا و واگرائی كم است نشان داد كه با بكارگیری آن می‌توان نه تنها به گسترش حوزه صنعت بلكه به تحول كیفی محصولات آن امید فراوانی پیدا نمود . بدنبال ساخت اولین لیزر گازكربنیك در سال 1964 این امكان فراهم‌شد كه بتوان با حداقل امكانات لیزرهای پرقدرتی در ناحیه حرارتی مادون قرمز ، همان منطقه‌ای كه موردنیاز صنعت است تهیه و به بازار عرضه نمود . اینك وسیله‌ای پا به عرصه وجود گذاشته بود كه امكان فراهم‌نمودن یك منبع حرارتی قابل كنترل و در عین حال بسیار باریك به راحتی در دسترس كاربران قرار می‌گرفت . با یك نگاه گذرا اما عمیق به نقش لیزر در صنعت می‌توان به این نكته واقف شد كه لیزر تحولی بی‌سابقه در این عرصه ایجاد كرده است كه دامنه رشد آن هر روزه گسترش می‌یابد . امروزه اگر شاهد محصولاتی باشیم كه به جهت كیفی و مرغوبیت در كمترین زمان به بازار عرضه می‌شوند ، متوجه نقش و اهمیت لیزر در صنعت خواهیم بود .

اثربخشی لیزر در تمامی زیرشاخه‌های صنعت امری محسوس و غیرقابل انكار است . برای مثال برش‌كاری، سخت‌كاری ، سوراخكاری ، علامت‌زنی ، بیشترین كاربردها را در خانواده صنعت عهدا‌دار بوده است . آمارها نشان می‌دهد بیش از 85% فعالیت‌های صنعتی در همین موارد خلاصه می‌شود .

امروزه بكارگیری لیزر در شاخه‌های مورد اشاره بالا امری طبیعی ، روتین و با یك سابقه 20 ساله مملو از تحقیقات و تجربیات فراوان است .

در خصوص برشكاری این امكان فراهم می‌شود كه پرتوی لیزر توسط یك عدسی بر روی قطعه كار متمركز شده بطوریكه در زمانی نزریك به یك‌هزارم ثانیه درجه حرارتی بیش از 4000 درجه سانتی‌گراد بر روی قطعه‌كار (فلز) ایجاد می‌كند .

نتیجه این عمل ذوب‌شدن لحظه‌ای فلز در یك باریكه‌ای به قطر 1/0 میلی‌متر است . اینك با حركت‌دادن 2 آینه كه نقش هدایت پرتو لیزر بر روی عدسی مورد‌نظر را دارد این امكان فرهم می‌شود كه پرتو لیزر در جهت x و yحركت نموده و براحتی هر شكلی را كه مایل باشیم بر روی قطعه كار ایجاد نماییم . از دیگر مزایای بكارگیری لیزر در برش‌كاری می‌توان به : افزایش سرعت كار ، دقت بالا ، كمترین خسارت حرارتی به قطعه‌كار اشاره كرد . در زمینه جوشكاری نیز بكارگیری لیزر مزایای قابل‌ملاحظه‌ای را در صنعت بدنبال داشته است .

در نگاه اول جوشكاری با لیزر بنظر می‌رسد كه قادر است براحتی و در كمترین زمان ممكن نه تنها فلزات را در ابعاد و اندازه‌های مختلف به یكدیگر جوش دهد بلكه با این تكنیك این امكان فراهم شده است كه فلزات غیرهمنام نیز به یكدیگر جوش داده شوند . لیزر در كنار یك CNC یك سیستم كامل لیزر جوش را ایجاد می‌كند كه با كمك آن صنعت گران قادرند با سرعت زیاد ، دقت بالا و حداقل هزینه مصرفی از قابلیت‌های آن استفاده نمایند . یكی از شاخه‌های صنعت كه در دو دهه اخیر مورد توجه و بسط فراوان قرار گرفته است پدیده بهینه‌سازی و بكارگیری مواد با آلیاژهای مختلف با طول‌عمر بالاست . هر قطعه مكانیكی بعد از یك دوره مشخص بر اثر صدمات مختلف از رده خارج شده و باید قطعه‌های نو جایگزین آن شود . قطعاتی مانند مته‌ها ، توربین‌ها ، تیغه اره‌ها و سیلندرها دچار بیشترین ساییدگی و پوسیدگی هستند لذا بیش از عناصر تشكیل‌دهنده مورد توجه قرار گرفته‌اند . امروزه با كمك لیزر می‌توان عمل سخت‌كاری بر روی لایه‌های سطحی فلزات انجام داد . به گونه‌ای كه طول‌عمر آنها به میزان قابل‌توجه‌ای افزایش پیدا‌ كند . این عمل نه تنها صرفه‌جویی فراوانی را به‌همراه دارد بلكه در حداقل زمان ممكن صورت می‌پذیرد . امروزه عمل سخت‌كاری با دیگر روش‌ها نیز صورت‌ می‌پذیرد اما عملاً هیچیك از آنها نتوانسته جایگزین خوبی برای لیزر باشد .علامت‌زنی بر روی قطعات مختلف با مواد مختلف از نكات حائز اهمیت حوزه صنعت بشمار می‌رود بسیاری از تولیدكنندگان مایلند جهت جلوگیری از سوءاستفاده محصولات تقلبی به گونه‌ای محصولات اصلی را از نمونه‌ تقلبی متمایز نمایند . حك‌كردن علامت و یا یك آرم مشخص با دقت بالا یك راه حل خوبی به‌نظر می‌رسد كه سالیان سال مورد استفاده قرار گرفته است . به همین خاطر با متمركز كردن پرتو لیزر در ابعادی حدود 50 میكرون با كمك 2 اسكنر مكانیكی میتوان هر شكل دلخواهی را در اندازه‌های مختلف بر روی محصولات حك نمود .

سرعت حكاكی به قدری بالاست كه این فرایند ظرف چند ثانیه به اتمام خواهد رسید . امروزه حك‌نمودن 300 حرف در یك ثانیه توسط لیزر امری عادی بنظر می‌رسد . از آنجا كه تمامی كنترل و هدایت این فرایند توسط كامپیوتر صورت ‌می‌گیرد ، كاربران با حداقل مهارت قادر به انجام آن خواهند بود . حكاكی با لیزر هیچگونه محدودیتی جدی به جهت نوع جنس فراهم نخواهد كرد . دستگاههای حكاكی لیزری با قیمت‌های نازلی قابل تهیه از سازندگان آن می‌باشند . یكی از كاربردهای پرطرفدار لیزر در صنعت در امر سوراخكاری می‌باشد . ایجاد نمودن سوراخهای بزرگ و ریز بر روی موادی مانند چوب ، فلز امری عادی بنظر می‌رسد . اما همین كه مایل باشیم این عمل را در ابعاد چند میكرون و بر روی موادی مانند سرامیكها ، شیشه و پلاستیك انجام دهیم خود پی می‌بریم كه اگر نگوییم غیرممكن ، بسیار مشكل خواهد بود . اما امروزه به كمك لیزر این عمل در كمتر از ثانیه و با آهنگ بالا قابل اجرا و تكرارپذیر است . و این همان چیزی است كه صنعتگران سالیان سال بدنبال آن بوده‌اند . امید است در آینده‌ای نه‌چندان دور شاهد بكارگیری این فناوری جدید در عرصه صنعت بوده و با این كار بر دامنه فعالیت‌های لیزر ، این نور شگفت‌انگیز بیافزاییم .

سلاحهای لیزری و نحوه مقابله با سلاحهای لیزری :

غیر قابل اجتناب است كه میدان جنگ لیزری به طور محسوسی سالهای آینده جنگ را تهدید نكند . این نتیجه نه تنها توسعه و استفاده از سلاحهای لیزری مفید است بلكه نتیجه شمار فزاینده‌ای از وسائل لیزری از قبیل مسافت‌یاب و هدف‌یاب می‌باشد . بنابراین در نیروهای مسلح لازم است كه از حساسه‌ها و توسط اقدامات عامل و غیر عامل الكترومغناطیسی حفاظت شود . تهدید اولیه لیزری از خود سلاحهای لیزری بوجود می‌آید . نگهداری و نحوه مقابله با سلاحهای لیزری مسائل مشكلی است كه تاكنون حل نشده باقی مانده‌اند .

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :