جزوه لیزر

لیزر نوسانگر نور با استفاده از یک فرایند تقویت بر اساس انتشار تحریک شده از اتم ها در یک رزوناتور نوری است. نور لیزر دارای عرض طیفی باریک و درجه بالای انسجام فضایی است. پرتوهای لیزری بسیار جهت دارند و می توانند به یک نقطه کوچک متمرکز شوند.   لیزرهای پالسی تولید پالس های نور کم نور با قدرت اوج فوق العاده ای را تولید می کنند. از زمان اختراع آن در سال 1960، لیزر بسیاری از اکتشافات علمی را فعال کرده است و در خدمت بسیاری از فن آوری های مبتنی بر نور است. این واقعا یک نور فوق العاده است.

یکی از بزرگترین اختراعات قرن بیستم، اگر نه از همه زمان ها، لیزر به عنوان منبع نور همه جانبه بشریت، نوع جدیدی از نور با خواص قابل توجهی است که بر خلاف آنچه که پیش از آن وجود داشت، فوق العاده بود. از آنجایی که برای اولین بار در سال 1960 توسط Theodore Maiman تئودور میمن در آزمایشگاههای تحقیقاتی Hughes با کمک یک کریستال یاقوت ساخته شد، لیزر در هستی بیشتر فناوریهای مبتنی بر نور قرار گرفته و در همه جنبههای زندگی، کاربردی داشته است. این ابزار شگفت انگیز است که بسیاری از اکتشافات علمی را فعال کرده است.

لیزر: یک نوسان نوری

لیزر به سادگی یک نوسان کننده نور است و پدیده نوسان یکی از اصول پایه اساسی آن است.

نوسانگرها

یک نوسانگر یک دستگاه، سیستم یا ساختار است که نوسان در بعضی فرکانس تولید می کند، که در این فرکانس کمی یا بدون تحریک ایجاد می شود. یک نمونه از یک نوسان ساز مکانیکی صدای تولید، چنگال تنظیم آشنا است. هنگامی که شلیک می شود، آن را ارتعاش، یا نوسان، ایجاد صدا در فرکانس مشخصه (رزونانس)

لیزر یک نوسان اپتیکی است که از یک وسیله تقویت (افزایش)  محیط فعال لیزری که درون یک رزوناتور قرار می گیرد استفاده می کند

تقویت نوری توسط انتشار تحریک شده ( گسیل القایی لیزر )

سه فرآیند ذاتی در تعامل بین فوتون ها و اتم ها وجود دارد . 

تعامل نور با ماده با گذار بین دو سطح انرژی. (a) انتشار خود به خود فوتون توسط یک اتم هیجان انگیز. (ب) جذب یک فوتون توسط یک اتم غیرواقعی. (c) فوتون یک اتم هیجان انگیز را تحریک می کند تا فوتون دوم را منتشر کند .

بنیان گذار علم لیزر 

مواد لیزری و روشهای پمپاژ :

انواع مختلفی از مواد به عنوان مواد فعال لیزری به دست آمده در لیزر و تقویت کننده لیزر استفاده می شود؛ این شامل جامدات، گاز، مایعات و پلاسما است. 

نمونه هایی از لیزرها. (a) لیزر گازی با جریان مستقیم (DC) پمپ می شود. (ب) لیزر حالت جامد، به عنوان مثال، یاقوت، به صورت اپتیکی با یک چراغ لامپ (c) Nd: YVO4 لیزر حالت جامد با استفاده از یک آرایه دیود لیزر اپتیکی است. (d) لیزر فیبر (به عنوان مثال فیبر سیلیس دوبعدی اربیوم) با بازتابنده فیبر براگ (FBG)، با یک دیود لیزر پمپ می شود. (الف) لیزر دیود (پیوند p-n متقاطع جلو) با سطوح شکسته ای که به عنوان آینه ها عمل می کنند و توسط تزریق جریان الکتریکی پمپ می شوند. (الف) لیزر نیمه هادی کوانتومی و پمپ الکتریکی. حامل های شارژ توسط لایه های محصور محدود به منطقه فعال می شوند و بازتابنده های براگ به عنوان آینه استفاده می شود

انطباق نور لیزر

منحصر به فردترین ویژگی لیزر، هماهنگی زمانی و مکانی آن است. نور لیزر یک زمان انسجام طولانی (طیف باریک) و یک منطقه انسجام بزرگ دارد. منابع نور متعارف دارای زمان انسجام کوتاه (طیف گسترده ای) و منطقه هماهنگی کوچک است. آنها ناسازگار هستند.

لیزرهای پالسی

با پمپ شدن ثابت بیش از آستانه مورد نیاز برای لیزر، قدرت خروجی لیزر در طول زمان باقی می ماند و لیزر به عنوان موج پیوسته (CW) گفته می شود.

ادامه دارد ...