در پارت 1 جریان ایده پردازی اولیه و ساخت اولین دستگاه های لیزر را با هم مطالعه کردیم. حال نوبت به آن رسیده که به طور دقیق تر به درک هر چه بیشتر این تکنولوژی با ارزش بپردازیم. در دسته بندی زیر دسته بندی کاملی از تمام لیزر ها را مشاهده می کنیم:

لیزر های UV: از 200 تا 400 نانومتر

لیزر های طول موج مرئی: از 400 تا 760 نانومتر

لیزر های اینفرارد نزدیک: 760 تا 1400 نانومتر

لیزر های اینفرارد متوسط: 1400 تا 3000 نانومتر

لیزرهای اینفرارد دور: 3000 نانومتر و بالاتر

تفاوت نور لیزر با نور معمولی (نور عادی و مصرفی) در چیست؟

یکی از سوالات متداول بین علاقه مندان به لیزر همین مورد است. تفاوت نور عادی مصرف روزانه با لیزر در چیست؟ در واقع چهار تفاوت اصلی وجود دارد:

  1. نور لیزر تک رنگ است در صورتی که نور مرئی اینگونه نبوده و تشکیل شده از نور های مختلف است. (Monochrome)
  2. نور لیزر کوهرنت است به این معنی که تمام فوتون های آن مانند یک گروهان نظامی متحد،هم دوست و هماهنگ هستند؛ برخلاف نور مرئی که غیر هم دوست بوده و هر فوتون مستقل عمل می کند. می توان برای نور مرئی مثال یک متروی شلوغ را در نظر گرفت که هر کس به جهتی در حال حرکت است و هیچ هماهنگی وجود ندارد. (Coherent)
  3. نور لیزر همگرا و در اصطلاح (Divergent) بوده و نور مرئی واگرا و (Collimated) است.
  4. نتیجه سه دلیل قبلی باعث می شود که قدرت و تاثیرگذاری نور لیزر به هیچ عنوان قابل مقایسه با نور مرئی نباشد. تک رنگ بودن، کوهرنت و همگرا بودن باعث قدرت نفوذ و تاثیر گذاری بسیار بالاتر این نور می شود. (Intensity)

نور لیزر چگونه تولید می شود؟

مانند چرخش کره زمین به دور خورشید، الکترون ها نیز به دور هسته خود در حال گردش هستند. ساز و کار نور مرئی بدین شکل است که فوتون (انرژی) به آن تابانده شده و باعث تحریک الکترون مورد نظر می شود. این تحریک باعث می شود تا به لایه بالاتر برود اما به علت ناپایدار بودن با دفع فوتونی که آن را تحریک کرده به لایه پایین بر می گردد. این فوتون دفع شده همان اتفاقی است که ما تحت عنوان نور و گرما از نور حس می کنیم.

اما لیزر اینگونه عمل نمی کند؛ هنگامی که تحریک شکل گرفته و الکترون در لایه بالاتر قرار گرفته است، پیش از آنکه آن را دفع کند و به لایه پایین بازگردد، فوتون دیگری به آن تابانده می شود. با این عمل، دو فوتون هم دوست آزاد می شوند و لیزر شکل می گیرد.

اما نکته مهم در این قسمت چیست؟ مدت زمانی که فوتون نا پایدار باقی می ماند، چیزی در حدود نانو ثانیه و یک میلیاردیم ثانیه است. این تنها فرصتی است که برای تاباندن فوتون دوم داریم. قبل توضیح دادیم که تقریبا 40 سال زمان برد تا ایده لیزر به ساخت آن منجر شود. این مورد بزرگترین سد ساخت این تکنولوژی بود که در نهایت ابداع تکنولوژی جدید و معادلات فیزیک کوانتوم به حل این مسئله کمک کرد.

نکته دیگر این است که در صورت موفقیت در تاباندن فوتون دوم در حد فاصل مورد نظر، گسیل القایی شکل گرفته و فوتون اول و دوم یکسان خواهند بود. و درصورتی که موفق نشویم، گسیل خود به خودی اتفاق افتاده که همان نور مرئی است که در طول روز با آن سر و کار داریم.

نظر شما چیست؟ آیا سختی کار ساخت لیزر تنها همین مورد بوده یا موارد دیگری نیز دخیل بوده اند؟

دیدگاهتان را بنویسید