فهرست
عنوان صفحه
مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………….4
فصل اول: لیزر
ماهیت نور………………………………………………………………………………………………………………………6
تاریخچهﻯ پیدایش لیزر…………………………………………………………………………………………………….7
گسیل خود به خود…………………………………………………………………………………………………………..8
گسیل القایی……………………………………………………………………………………………………………………9
لیزر چگونه تولید میشود………………………………………………………………………………………………..10
ویژگیﻫای نور لیزر………………………………………………………………………………………………………..12
سوئیچ Q……………………………………………………………………………………………………………………..13
انواع لیزر……………………………………………………………………………………………………………………..14
فصل دوم: کاربردهای آن
کاربرد لیزر در صنعت…………………………………………………………………………………………………….21
مینیاتوری…………………………………………………………………………………………………………………………………………23
تمامنگاری (هولوگرافی)…………………………………………………………………………………………………………………….23
ثبت با لیزر………………………………………………………………………………………………………………………………………26
ساختمانﺳازی و کشاورزی………………………………………………………………………………………………………………..26
سایر کاربردها…………………………………………………………………………………………………………………………………..27
کاربرد لیزر در مبحث نظامی……………………………………………………………………………………………30
کاربرد لیزر در پزشکی……………………………………………………………………………………………………33
چشم……………………………………………………………………………………………………………………………………………..33
پوست…………………………………………………………………………………………………………………………………………….34
دندان پزشکی…………………………………………………………………………………………………………………………………..36
جراحی…………………………………………………………………………………………………………………………………………….37
درمان بیماریﻫا………………………………………………………………………………………………………………………………….39
لیزرهای باهوش………………………………………………………………………………………………………………………………..40
لیزرهای خانگی………………………………………………………………………………………………………………………………..40
اثرات لیزر بر بدن……………………………………………………………………………………………………………………………..41
خطرات اختصاصی لیزر…………………………………………………………………………………………………………………… 41
کاربرد لیزر در تحقیقات……………………………………………………………………………………………………………43
کاربرد لیزر در ارتباطات………………………………………………………………………………………………………….. 48
کاربردهای لیزر ND-YAG……………………………………………………………………………………………………..52
پرتوافشانی بر هنر دیرینهﻯ تاریخ……………………………………………………………………………………………….52
ایمنی لیزرها ……………………………………………………………………………………………………………………………53
فصل سوم: بازدیدها
بیمارستان فارابی……………………………………………………………………………………………………………………….58
دندان پزشکی…………………………………………………………………………………………………………………………..60
دانشگاه شهید بهشتی…………………………………………………………………………………………………………………61
فصل چهارم: نتیجه گیری
پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………..65
خلاصهﺍی از متن با توجه به………………………………………………………………………………………………………66
نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………….68
واژه نامه……………………………………………………………………………………………………………………………………69
منابع ……………………………………………………………………………………………………………………….74
مقدمه
"اقرا بسم ربک الذی خلق" بخوان به نام پروردگارت که تو را آفرید.
خدایا اولین سخن تو با پیامبرت خواندن بود. توخیر بندﻩات را در دانشمند بودن او میﺩانی. پس خدایا شناخت علوم بر ما آسان ساز. یعنی شناختن و دانستن چیزی همان طور که هست واین از صفات خداوند است. از آغاز آفرینش انسان تاکنون میلیونﻫا سال میگذرد. در این سالها انسان شاهد تغییرات زیادی در محیط پیرامونش بودهﺍست. تمامی این تغییرات ناشی از قدرت عقل و قوﻩی اراده و تصمیمگیری اوست.اما امروزه شاهد پیشرفتﻫای شگرفی در علوم مختلف از جمله پزشک، شیمی، زیستشناسی، ارتباطات و… هستیم که بسیاری از این پیشترفتﻫا را مدیون اختراع پرتویی شگفتﺍنگیز به نام لیزر میﺩانیم.
لیزر یا به اصطلاح نور باشکوه نوع کامﻸ جدیدی از نور است که بسیاری از آرزوﻫای رویاگونهﻯ بشر را جامهﻯ عمل پوشاندهﺍست، به طوری درخشانتر از هر چه که در طبیعت یافت میشود. با لیزر میتوان عجایبی به بار آورد و هر مادهﻯ شناخته شده روی زمین را در کسری از ثانیه بخار کرد.
لیزرها آن چنان قدرتمند هستند که میتوانند فرﺁیند همﺠوشی هستهﺍی را ایجاد نمایند همان فرﺁیندی که در خورشید صورت میگیرد که برای به وجود آمدن آن گرمایی بالغ بر K10 نیاز است.
امروزه لیزرﻫا کاربردﻫای وسیعی در علوم مختلف از جمله: صنعت، پزشکی، کشاورزی، ساختمان سازی، هولوگرافی، شیمی، زیست شناسی و ارتباطات یافتهﺍند.
هدف ما از انجام چنین تحقیقی آشنایی بیشتر با لیزر و کاربردﻫای آن ﺍست تا بتوانیم علت اصلی پیشرفتﻫای بشر را در بسیاری از زمینهﻫای علمی و تحقیقی دریابیم و از آنﻫا در جهت پیشرفتﻫای جدیدی برای کشورمان وتمام جهانیان استفاده کنیم.
فصل اول:
لیزر
ماهیت نور
اسحاق نیوتن در سال 1672 برای اولین بار نظریهﻯ ذرهﺍی بودن نور را بیان کرد و انیشتین نیز با انجام آزمایش فوتوالکتریک نظریهﻯ نیوتن را ﺗﺄیید کرد. نیوتن هم چنین با عبور دادن نور از منشور توانست نور را تجزیه کند.
نور خود یک موج الکترومغناطیسی است و میﺩانیم که موج دارای 3 مشخصهﻯ اصلی: بسامد، دوره و طول موج است. طول موج یکی از مهمترین مشخصهﻫای موج است که با انرژی رابطهﻯ عکس دارد. بنابراین موجﻫای مختلف را میتوان به صورت طیف موجﻫای الکترومغناطیسی نمایش داد.
کریستین هویکینس، فیزیکﺩان هندی برای اولین بار توانست به کمک پخش، بازتاب و شکست نور، ماهیت موجی بودن نور را بیان کند و توماس یانگ با آزمایش پراش نور آن را ثابت کرد.
لیزر در واقع نوعی نور است و با توجه به محیط فعالش در قسمتﻫای مختلف طیف موجﻫای الکترومغناطیسی قرار میگیرد.
تاریخچهﻯ پیدایش لیزر
در سال 1917 میلادی انیشتین تحقیقی را بر روی نظریهﻯ نور و تشعشع آغاز کرد. در پیﺁمد این تحقیقات، انیشتین در مقالهﻯ علمی خود "در نظریهﻯ کوانتومی تشعشع" چگونگی تحریک شدن اتمﻫا و آزاد کردن نور از آنﻫا را شرح داد که در قسمتﻫای بعدی به تشریح کامل آن میﭘردازیم.
بعد از انیشتین، تاونز به در خواست نیروی دریایی آمریکا برای ساخت وسیلهﺍی که بتواند بسامد بالای میکروموج، جهت استفاده در ارتباطات تهیه کند، مشغول به تحقیق در مورد گسیل القایی شد. وی سرانجام در سال1935 با استفاده از ماده فعال آمونیاک توانست میزر را تولید کند. تاونز پس از اختراع میزر که اولین کاربرد عملی اصول انیشتین در مورد گسیل القایی بود به فکر ساخت دستگاهی بود که بتواند طول موجﻫای کوتاهتری نسبت به میکروموج داشته باشد.
سرانجام در سال 1959 دکتر تئودور مایمن فکر تاونز را به نتیجه رسانید و اولین لیزر راساخت. مایمن با قرار دادن میلهﺍی از یاقوت مصنوعی درون شیشهﺍی مار پیچی که دو انتهای میله صیقل داده شده بود، توانست لیزر را تولید کند.
پس از دو سال آقای علی جوان، دانشمند ایرانی برای نخستین بار لیزر گازی هلیوم-نئون (He-Ne) را ساخت. اما به طور کلی علت اصلی مشغول شدن فکر دانشمندان به تولید لیزر، ساخت وسیلهﺍی بود که بتواند نور همدوس تولید کند.
لازم به ذکر است، تفاوت اصلی "میزر" و "لیزر" که هردو کوتاه شده عباراتی به معانی "تحریک میکروموج با تابش گسیل القایی" و"تقویت نور با تابش گسیل القایی" هستند، در طول موجشان است و طول موج میزر بلندتر از طول موج لیزر است. با توجه به این که طول موج با انرژی رابطه عکس دارد، پس میتوانیم دریابیم که انرژی میزر از انرژی لیزر کمتر است.
در ضمن امروزه لیزرها گسترش بسیار زیادی یافتهﺍند و با پیشرفت روز افزون مکانیک کوانتومی و جنبهﻫای ذرهﺍی نور و تولید آینهﻫایی با توان بالا، دانشمندان لیزرهایی با توان خروجی بهتر (لیزرهای توان بالا) ساختهﺍند.
گسیل خود به خود
هر اتم از سه قسمت الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شدهﺍست که علت اصلی ایجاد لیزر، جابهﺠایی الکترونﻫا بین لایهﻫای الکترونی است که همﺍکنون به تشریح کامل آن میﭘردازیم.
همانطور که میدانیم الکترون در اتم بر روی مداری که از نظر انرژی مشخص شدهﺍست، در گردشﺍند. حال فرض کنیم که الکترونی به طریقی، مﺜﻸ به وسیلهﻯ تحریک الکتریکی به ترازی با انرژی زیادتر انتقال داده شده باشد. بدیهی است که این الکترون تمایل دارد که به مدار پایینتر، یعنی مداری که انرژی آن کمتر است، فروﺍفتد. در این فروﺍفت، الکترون مقداری از انرژی خود را به صورت انرژی الکترومغناطیسی از دست میﺩهد.
میﺩانیم که اگر E2 و E1 به ترتیب انرژی مربوط به ترازهای با انرژی پایینتر اتم باشد، فرکانس نور گسیل شده از رابطه E2-E1=hu0 به دست میﺁید. این فرآیند را گسیل خود به خود (گسیل تابشی) میگویند. نوری که برای روشنایی منازل از آن استفاده میکنیم، یا نوری که از خورشید به ما میﺮسد و یا چراغﻫای نئونی که برای تزیین سردرهای فروشگاهﻫا به چشم میﺨورد، همگی حاصل تابش خود به خود است.
حال اگر بخواهیم الکترونی را در یک اتم از تراز پایینتر (انرژی کمتر) به تراز بالاتر (انرژی بیشتر) انتقال دهیم، باید مقداری معین انرژی صرف کنیم. یعنی از نظر مقدار، درست برابر با همان انرژی است که الکترون در صورتی که از مدار بالاتر به مدار پایینتر سقوط میکرد باید پس میﺩاد. این فرآیند را جذب میگویند. پس باید در ابتدا عمل جذب صورت گیرد تا منجر به گسیل خود به خود شود.
جذب
گسیل
خود به خود
گسیل القایی
تابش فرآیندی است که طی آن گرما میتواند انتقال یابد. توان تابیده به ضریب گسیل Σ بستگی دارد که تابش را به خوبی جذب مﻰکند و جسمی که سطحش صاف و کامﻸ سیاه باشد ( یعنی جذب کنندهﻯ کامل باشد) گسیلندهﻯ کامل نیز هست که ضریب گسیل آن 1=Σ است وقتی جسمی گرم شود، هم شدیدتر تابش میکند و هم رنگش عوض میشود، مانند دستهﻯ لامپ التهابی. البته شدت این تابش به طول موج دما بستگی دارد. پلانک سعی کرد فرمولی برای این موضوع بیان کند. از این رو این نظریه به نظریه پلانک است.
انیشتین با استفاده از نظریهﻯ تابش جسم سیاه توانست اثبات کند، علاوه بر تابش خود به خود تابش القایی نیز فوتون تولید میکند. شرح آن به صورت زیر است:
وقتی یک الکترون در تراز بالا قرار دارد، با برخورد به یک فوتون دیگر، مجبور به واکنش با آن فوتون و سقوط به تراز انرژی پایینتر میشود در اینجا فوتون القاکننده به حرکت خود ادامه میﺩهد و فوتون القاشونده در اثر رها شدن انرزی الکترون به دست میﺁید. فوتون اول (القاکننده) و فوتون دوم (القاشونده) هر دو همﻔاز و همراه هستند. به این پدیده گسیل القایی میگوییم. زیرا یک فوتون تولید، یک فوتون دیگر را بر میﺍنگیزد.
در لیزر نور از طریق گسیل القایی ایجاد میشود. در ضمن واژهﻯ لیزر به خاطر همین فرآیند انتخاب شده است، یعنی از به هم پیوستن حروف اول عبارتی انگلیسی¹ به معنای تقویت نور به وسیلهﻯ تابش گسیل القایی.
از تفاوت گسیل القایی و خود به خود میتوانیم تا حدودی به خصوصیات لیزر پی ببریم:
1. در گسیل خود به خود فوتونﻫا همﻔاز نیستند، در حالی که در گسیل القایی همهﻯ فوتونﻫا در یک جهت منتشر میشوند.
2. نور حاصل از گسیل خود به خود ناﻫمدوس و نور حاصل از گسیل القایی همدوس است.
گسیل القایی
لیزر چگونه تولید می شود؟
هر لیزر قسمتﻫای اساسی و مشخصی دارد که به شرح زیر است:
1- چشمهﻯ انرژی: اغلب به صورت الکتریسیته است اما به جای آن میتوان از نور معمولی، واکنش شیمیایی یا حتی لیزر دیگر بهره برد. یکی از متداولترین منابع انرژی به کار رفته در لیزرها لامپ درخش است. این لامپ شبیه لامپ درخش (فلاش) دوربین ولی خیلی قویتر از آن است. لامپ درخش باید اتمﻫا یا مولکولﻫا را به گونهﺍی سریعتر از آنکه بتوانند با گسیل عادی به حالت پایین برود، در یک حالت برﺍنگیخته بگذارد.
2- محیط فعال: محیط فعال مجموعهﺍی از اتمﻫا، مولکولﻫا یا یونﻫاست که بتواند انرژی را جذب و آزاد کند. این محیط فعال میتواند مثل یاقوت یا بلورهای دیگر جامد یا مثل رنگینهﻫا مایع و یا مثل گاز CO2 باشد. باریکهﻯ لیزر فقط در محیط فعال تولید میشود. مادﻩﻯ فعال در واقع قلب دستگاه لیزر را تشکیل میﺩهد . در تعریف دیگر میتوان گفت محیطی که بتوان در آن وارونگی جمعیت ایجاد کرد، محیط فعال نام دارد.
3- ساز و کار پسخوراند : از دو سطح بازتابنده مثل آینه تشکیل شده است که در دو انتهای محیط فعال (مثل سطح تخت وصیقل داده شدﻩﻯ یاقوت مصنوعی در لیزر مایمن) قرار میگیرد که یکی از آینهﻫا به نام "خفتگر" خروجی بازتابنده جزئی است. آینهﻫای لیزر با دقت زیادی ساخته میشود. مادهﻯ به کار رفته برای ساخت آینهﻫای دارای بازتابندگی بسیار زیاد باید در ﺨﻸ تبخیر شوند و به صورت لایهﻫای بسیار نازکی به ضخامتی که ممکن است کمتر از 00002/0 سانتی متر باشد، در روی صفحهﻫای شیشهﺍی صیقلی رسوب کند. صفحهﻫای شیشهﺍی که زیرانید نامیده میشوند به قدری تختند که هیچ فرورفتگی یا برآمدگی به عمق بزرگتر از 000005/0 سانتی متر ندارد.
برای انجام عمل لیزر چندین مرحله باید صورت بگیرد. اما برای ایجاد لیزر نیازمند شرایط مخصوصی هستیم که یکی از مهمترین آنﻫا ایجاد وارونگی جمعیت به وﺴیلهﻯ پمپاژ میﺒاشد که در زیر به تشریح کامل آن میﭘردازیم.
انتقال انرژی بستگی به سطوح انرژی دارد. اگر تعداد الکترونﻫا در تراز پایین بیشتر از تراز بالا باشد عمل جذب و اگر بر عکس باشد (یعنی تراز بالا دارای جمعیت بیشتری باشد) عمل گسیل القایی انجام میشود. تحت شرایطی بالاخص در ترمودینامیکی تعداد الکترونﻫا با بالا رفتن سطح انرژی کم میشود. در صورتی که N1 را تعداد اتمﻫا در تراز پایین و N2 را تعداد مولکولﻫا در تراز بالا بنامیم، بنابراین N2<N1 میشود عمل جذب نور اتفاق میﺍفتد. اما برای ایجاد گسیل القایی باید سطوح دارای انرژی بالاتر الکترونﻫای بیشتری داشته باشند و2>N1 N باشد. وقتی چنین شرایطی ایجاد شود میگوییم وارونگی جمعیت رخ داده است.
برای آنکه بتوانیم اتمﻫا را از تراز پایینتر به تراز بالاتر بفرستیم احتیاج به یک منبع تحریک داریم و به فرآیندی که بدان وسیله اتمﻫا به تراز تحریکی انتقال داده میشوند پمپاژ (دمش) میگویند. در لیزرهای جامد (نظیر یاقوت و یا نئودیمیئوم یاگ) از لامپﻫای درخش که در زمانی حدود چند صد میلیونیم ثانیه فعال میشوند استفاده میکنند. این روش را پمپاژ اپتیکی میگویند.
در لیزرهای گازی توسط یک منبع الکتریکی خارجی عمل پمپاژ را پمپاژ الکتریکی میگویند که علت اصلی کاربرد آن در لیزرهای گازی تبدیل گاز به پلاسما به وﺴیلهﻯ تخلیهﻯ الکتریکی است.
دو نوع پمپاژ اصلی داریم:1- پمپاژ ذرهﺍی 2- پمپاژ پیوسته
که تفاوت آنﻫا به شرح زیر است:
* در پمپاژ لحظهﺍی عمل پمپاژ به صورت بخشﻫایی انجام میشود اما در پمپاژ مستمر عمل پمپاژ به صورت همیشگی و مستمر است.
* در پمپاژ ضربهﺍی نیازی به سرد کردن دستگاه نیست در حالی که در پمپاژ مستمر نیاز است.
* در پمپاژ ضربهﺍی پالسﻫای ایجاد شده به صورت زنجیره است.
* قدرت لیزر در پمپاژ ضربهﺍی نسبت به پمپاژ مستمر بسیار بیشتر است. مثلا˝میتوان لیزری به توان 10¹² را در عرض 10ˉ¹¹ تا10ˉ¹² ثانیه ایجاد کرد.
حال با توجه به مواد گفته شده میتوان اصول کار لیزر را توضیح داد.
مادﻩﻯ فعال هر چه که باشد در بین دو آینهﻯ نقرهﺍندود و نیمه نقرهﺍندود که به ترتیب آینهﻯ 100% و %80 گفته میشود قرار میگیرد. سپس عمل پمپاژ انجام شده و الکترونﻫا به تراز انرژی بالاتر میﺮوند تا در هنگام بازگشت به حالت پایه فوتون گسیل شود و این فوتونﻫا با الکترونﻫای در تراز بالا برخورد کرده و عمل گسیل القایی صورت میگیرد. این فوتونﻫا با هم حرکت کرده و در هر جابهﺠایی میان آینهﻫا تعداد آنﻫا دو برابر میشود. فوتونﻫﺍ در اثر برخورد با آینهﻯ 100% به طور کامل باز میگردند اما در اثر برخورد با آینهﻯ 80% تنها %80 فوتونﻫا باز میگردد و %20 دیگر از دستگاه خارج می شود که در واقع همان نور لیزری است که ما میﺒینیم.
نگهﺩارهای مکانیکی بسیار دقیقی برای ثابت نگهداشتن آینهﻫا و میلهﻯ لیزر لازم است تا گسیل القایی را دقیقاً در امتداد میلهﻯ لیزر برگرداند. اگر فوتونﻫا روی خودشان بازتاب نیابند، لیزر کار نخواهد کرد.
همهﻯ فرآیندهای نوری از جمله ایجاد بلورهای میلهﻯ لیزر، ساخت آینهﻫا و صیقل دادن دو انتهای میلهﻯ لیزر باید در شرایط کاملا عاری از آلودگی انجام شود. در این موارد از اتاقﻫای خاصی به نام اتاق تمیز استفاده میشود که هیچ گرد و خاک و رطوبت ندارد به ویژه هنگام ساخت بلورهای لیزر پرهیز کردن از آلودگی مهم است، زیرا مقدار بسیار کمی از ناخالصی میتواند کارکرد لیزر را متوقف کند.
برای کاربردهای مختلف از لیزر ناچاریم که خروجی آن را کنترل کنیم. مثلا˝ متمرکز کردن پرتو روی فلزها، انحراف دادن باریکه، ساختن تپ لیزری .
تغییر به دو طریق انجام میشود:
لازم به ذکر است که خروجی لیزر به دو عامل محیط فعال و کاواک وابسته است. برای مثال برای جهت داشتن یک لیزر از نوع گازی باید فشار گاز را افزایش دهیم.
لیزرها را برحسب محیط فعالشان نامگذاری میکنند. مثلا˝ در لیزر رودامین که مایع رنگینهﻯ فلوئورسانسی است به عنوان مادﻩﻯ فعال استفاده میشود یا در لیزر نیمه ﺮسانا یا دیودی از بلورها که بخش کوچکی از وسایل الکترونی را تشکیل میﺩهند، به عنوان مادﻩﻯ فعال استفاده میکنند.
ویژگیﻫای نور لیزر
1- نور لیزرها طول موج یکسانی دارد. به همین دلیل به آن نور خالص میگویند. امواج نوری لیزر هم زمان با هم گام برمیﺩارند و همﻔاز هستند و ﻘله هر موج با ﻘلهﻯ موج دیگر یکی است. از این جهت، به نور لیزر همدوس میگویند.
2-به علت یکسان بودن طول موج یا بسامد، نور لیزر هنگام عبور از منشور تجزیه نمیشود و به صورت باریکهﻯ کوچکی خارج میشوند. (به همان صورت که داخل شده است)
3- جهتمندی از خصوصیات دیگر نور لیزر است. نور لیزر چنانچه در محیط جذب نشود میتواند فواصل زیادی را طی کند بدون آنکه در واگرایی آن تغییر زیادی ایجاد شود.
4- درخشانی یا روشنایی نور لیزر میلیونﻫا بار بزرگتر از چشمهﻫای دیگر مثل خورشید است.علت این امر آن است که نور لیزر همدوس (تکفام) است و در یک جهت حرکت میکند.
5- چون انرژی ورودی را در لیزر میتوان کنترل نمود، انرژی خروجی نیز به دنبال آن تغییر می یابد بنابراین اگر برانگیختگی لیزر با پالسﻫای کوچک انجام شود، لیزر با پالسﻫای کوچک تولید خواهد شد.
6- موجﻫا دارای رنگ یکسانی هستند و به اصطلاح تکﺮنگ میﺒاشند.
سوئیچ Q:
استفاده از تکنیک سوئیچ Q ایجاد تپﻫای لیزر با مدت کم (10 تا 30ns) و در نتیجه قله توان بسیار میﺳازد. اصول تکنیک به قرار زیر است. فرض شود که یک بستاور در داخل کاواک لیزری قرار داده شده باشد، اگر بستاور در بسته شود عمل لیزر صورت نخواهد گرفت (تلف کاواک بسیار زیاد است). ولی اکنون اگر به طور ناگهانی بستاور باز شود بهره لیزر بسیار زیادتر از تلفات شده و انرژی ذخیره شده به صورت تپی نورانی و سریع رها خواهد شد، چون تکنیک متضمن انتقال سازه Q کاواک از مقدار خیلی پایین به مقدار خیلی بالاست لذا به نام سوئیچ Q معروف است. اگر بستاور در مدت زمان کوتاهی (در مقایسه با زمان ایجاد پالس) باز شود سوئیچ Q را سریع میگویند و خروجی لیزر به صورت تک تپ خواهد بود ولی چنانچه سوئیچ Q آهسته باشد تپﻫای متعددی را در خروجی لیزر میتوان انتظار داشت.
انواع لیزرها
نوع لیزر از روی حفره لیزر (Laser cavity) مشخص میشود و نشان دهنده توزیع توان لیزر در منطقه میﺒاشد.
1- لیزرهای جامد: بلورهای جامدی که در فرآیند لیزری مورد استفاده قرار میگیرند باید شرایط زیر را داشته باشند:
* شفاف باشند تا اولا˝ نور بتواند برای برانگیزش محیط فعال وارد آن شود، ثانیا˝خود باریکهﻯ لیزر بتواند از آن عبور کند.
* اتمﻫای محیط فعال باید بتوانند طول موجﻫای مورد نظر را به وجود بیاورند.
* باید دارای مقداری ناخالصی باشند که در بلور خالص آن وجود ندارد. بلور خالص مادﻩﻯ میزبان و فرآیند افزودن ناخالصی آلاشی نام دارد. مثلا˝ در لیزر یاقوت مادﻩﻯ میزبان اکسید آلومینیوم و مادﻩﻯ آلاینده یا ناخالصی اسید کروم است.
اولین لیزر جامد به وسیلهﻯ دکتر مایمن کشف شد که محیط فعال آن میلهﺍی از بلور یاقوت مصنوعی است.
یک نوع لیزر جامدی که امروز کاربرد تجاری زیادی دارد، لیزر استریم آلومینیوم گارنت یا لیزر یاگ با ناخالصی نئودیم است.
از طرفی لیزرهای جامد بازدﻩﻯ زیادی ندارند و مانند لیزرهای گازی نمیتوانند باریکهﻯ نوری پیوﺴتهﺍی ایجاد کنند ولی در عوض میتوانند تپﻫای فوقﺍلعاده قدرتمندی از نور لیزر ایجاد کنند.
لیزرهای حالت جامد در کاربردهای پرتوان مانند جوشکاری و برشکاری و همچنین دستگاهﻫای دیواری فروسرخ و پژوهشﻫای علمی متداولﺍند.
طول موج لیزر
عنصر فعال
نانومتر 1610
اربیم
نانومتر 610
اروپیم
نانومتر 2050
هولیم
نانومتر 1060
نئودیم
نانومتر 710
ساماریم
نانومتر 1120
تولیم
نانومتر 1020
ایتریم
2- لیزرهای گازی: یکی از رایجترین لیزرهای گازی، لیزر هلیم- نئون است. میزان گاز هلیم ده برابر گاز نئون است و باریکهﻯ لیزری توسط اتمﻫای نئون ایجاد میشود. این لیزر تپﻫای قدرتمندی ایجاد نمیکند ولی میتواند باریکهﻯ لیزری پیوسته تولید نماید. باریکهﻯ پیوسته همدوس کامل است و با دقت بالایی می توان آن را کنترل کرد. در ضمن اندازﻩﻯ این لیزر کوچک و ارزانتر است به همین دلیل در مخابرات، مدارس، آزمایشگاهﻫا، صنایع ساختمانی و نمایشﻫای هنری به کار میﺮود.
در لیزرهای گازی از دمش الکتریکی برای ایجاد عمل پمپاژ استفاده میکنند که نتیجهﻯ آن به وجود آمدن پلاسما است. برای ایجاد پلاسما عملی کاملا شبیه ایجاد پرتو کاتدی در لولهﻯ پرتوی کاتدی انجام میشود. وقتی جریان الکتریکی با ولتاژ بالا اعمال میشود، الکترونﻫای آزاد و یونﻫا ایجاد میشوند که مکانیسم تحریکی آن به شرح زیر است که X و X* به ترتیب مربوط به اتم در حالت پایه و در حالت برانگیخته است. E + X = X* = ∆E
لیزرهای گازی اصولا مخلوطی از چند گاز است که شرح کار آن به صورت زیر میﺒاشد:
فرض میکنیم دو گاز A و B داریم. الکترونﻫای A انرژی دریافت کرده و به تراز بالاتر رفته اند. انرژی الکترونﻫای اتم A به اتم B (در حالی که در حالت تحریکی نیمه پایدار باشد) انتقال یافته و عمل لیزری انجام میشود که مکانیسم آن به شرح زیر است:A*+ B = A + B* + ∆E از گفتهﻫای بالا میتوان نتیجه گرفت که الکترونﻫا در تخلیهﻯ الکتریکی نقش اساسی دارند که انرژی خود را طی 3 فرآیند زیر از دست میﺩهند:
الف) برخورد غیر الاستیک با اتمﻫا که موجب تحریک اتمﻫا و یونیزه شدن آنﻫا میشود.
ب) برخورد الاستیک با اتم
پ) برخورد الکترون با الکترون
3- لیزرهای مایع: لیزرهایی که از مایعات به عنوان محیط فعال استفاده میکنند این مزیت را دارند که از گازها متراکمترند و مایعات را میتوان به گردش انداخت و خنک کرد. در ضمن به علت استفاده از رنگینهها که در مایع حلالی مثل الکل یا اتیلن گلوکول (ضد یخ) حل میشوند میتوان آن را تنظیم کرد. در این نوع لیزرها چشمهﻯ انرژی معمولا˝ لامپ درخشی یا یک لیزر دیگر است.
لیزر رودامین 6G نمونهﺍی از لیزرهای رنگینهﻯ مایع است که وقتی نور برآن میتابد فلوئورسانس میشود. از لیزر یونی آرگون یا کریپتون میتوان به عنوان چشمهﻯ انرژی استفاده کرد.
از جمله استفادهﻫایی که از این لیزرهای رنگینهﺍی می شود عبارتند از:
* به علت گسیل تپﻫایی از نور لیزر خیلی کوتاه میتوان از آن برای بررسی واکنشﻫای شیمیایی در طبیعت بهره برد. درست مثل اینکه حرکت موکولﻫا بر فیلم نمایش داده شود.
* استفاده از لیزرهای رنگینهﺍی در طیفنمایی و بررسی فرآیندهای فیزیکی و ترازهای انرژی داخل اتمﻫا و مولکولﻫا.
4- لیزرهای نیم رسانا: با نیم رسانا میتوان لیزرهایی به کوچکی دانهﻫای نمک ساخت. در این نوع لیزر که لیزر دیود هم خوانده میشود، از الکتریسیته به عنوان چشمهﻯ انرژی استفاده میشود. در لیزر نیم رسانا دو نوع ماده نیم رسانا با خواصی کنار هم قرار میگیرند تا یک پیوندگاه تشکیل شود. یک ماده با اتمﻫای باردار منفی آلاییده میشود که نوع nنام دارد و ماده دﻴگر با اتمﻫای باردار مثبت آلاییده میشود که نوع p نام دارد.
لیرزهای نیم رسانا را بر حسب خروجی آنﻫا به دو دستهﻯ لیزرهای تپی و لیزرهای پیوسته کار تقسیم میکنند و غالبا˝ لیزرهای توان بالا از نوع تپی (پالسی) هستند.
5- لیزرهای رزینهﺍی: مواد آلی دارای خاصیت گسیل تحریکی هستند از این رو در بعضی لیزرها میتوان از آنﻫا به عنوان محیط فعال استفاده کرد. در لیزرهای رزینهﺍی از مواد آلی رنگین به عنوان مادهﻯ فعال استفاده میشود. مواد آلی رنگین موادی هستند که دارای جذب در موجﻫای نزدیک فرابنفش، مرئی و فروسرخ باشند. از این تعریف میتوان به یک خصوصیت ممتاز لیزرهای رزینهﺍی نسبت به دیگر لیزرها پی برد. از این لیزر میتوان در مطالعات شیمیایی جداسازی ایزوتوپﻫا، اسپروسکوپی، تعیین آلودگی هوا و استفاده از امور بیولوژیکی و پزشکی بهره برد.
6- لیزر رنگینهﺍی: منبع انرژی لیزر رنگینهﺍی میتواند لامپ درخش یا یک لیزر دیگر باشد. در حالت اول از یک لامپ درخش خطی در درون یک محفظهﻯ بیضی که رنگینهﻯ لیزر در آن جریان میﻴابد استفاده میشود. لامپﻫای درخش پالسیﺍند. به گونهﺍی که میتوانند نور کافی برای تحریک مولکولﻫای رنگینه را بیرون دهند. از طرفی از لیزر دیگری به نام لیزر دمش نیز میتوان برای تحریک رنگینه استفاده کرد. این لیزر معمولا لیزر نیتروژنی پالسی یا لیزر یون آرگون پیوسته است. هنگامی که از لیزر یون آرگون پیوسته استفاده میشود، محلول رنگینه به سرعت از یک شیار جریان میﻴابد تا ورقهﻯ نازکی از رنگینه به ضخامت کمتر از 02/0 سانتی متر به دست آید. باریکهﻯ لیزر دمش در نقطهﺍی به اندازهﻯ 003/0 سانتی متر در نوارهﻯ رنگینه متمرکز میشود و بعضی از آینهﻫای لیزر انحنا میﻴابند تا باریکهﻯ لیزر رنگینهﺍی را با همان اندازه متمرکز کنند. این نوع لیزر میتواند پالسﻫای بسیار کوتاهی ایجاد کند که دانشمندان از آنﻫﺍ برای بررسی پدیدهﻫای بسیار سریع در طبیعت استفاده میکنند. لیزرهای رنگینهﺍی به اندازهﻯ لیزرهای حالت جامد یا لیزرهای گازی از نظر انرژی موثر نیستند، به گونهﺍی که نمیتوانند توانﻫای خروجی میانگین به آن زیادی ایجاد کنند. با وجود این تنظیم پذیریشان آنﻫا را برای بسیاری از کاربردﻫای لیزر ضروری ساخته است.
7- لیزرﻫای اکسایمر: لیزرهای اکسایمر یکی از انواع لیزرهای گازی است که به عنوان پرتوانترین چشمهﻫای نور همدوس (لیزری) در ناحیهﻯ ماورابنفش محسوب میشود. مخلوط گاز آن شامل یک یا چند نوع گاز نادر و یک هالوژن دهنده که متداولترین آنﻫا HCl و NF3 و F2 میﺒاشند. دمش این لیزرها با استفاده از تخلیهﻯ الکتریکی پالسی یا بارگیری الکترونی پالسی و یا فرکانس رادیویی امکان پذیر است. این لیزرها قابلیت عملکرد با آهنگ تکرار پالس بالا را دارا هستند. آنﻫﺍ قابلیت کانونی شدن در نقاط بسیار کوچک و نیز تولید پالسیﻫای بسیار کوتاه با قله توان بالا و بازدهی نسبتاٴ خوب این لیزرها را کاربردپذیر ساخته است.
8- اصول لیزر الکترون آزاد با همه لیزرهایی که تاکنون ملاحظه کردیم کاملا متفاوت است. منبع انرژی اصلی پرتوهای الکترونی نسبی است. (یعنی الکترونﻫایی که با سرعت خیلی نزدیک به سرعت نور حرکت میکنند.)
9- لیزر بخار مس از مدتﻫا قبل شناخته شده است لیکن اهمیت اخیر آن به دلیل پیشرفتﻫایی است که در توان خروجی و در زمان عمر آن حاصل شده است. مادهﻯ فعال آن بخار مس است و برای به دست آوردن غلظت کافی مس در لولهﻯ تخلیه لازم است در دمای خیلی بالا نگه داشته شود.
10- لیزرهای اکسید کربن از مهمترین لیزرها در نوع خود میﺒاشند و از نظر کاربردهای منفی میتوان آن را در زمرهﻯ مهمترین لیزرها قرار داد. این لیزر با کارایی بالا (تا 30%) و توان بسیار زیاد و توان خروجی پیوسته حدود چندین کیلووات ساخته شده است. کاربردهایی از قبیل جوشکاری و برش استیل، الگوبرداری، نظامی و جوش هستهﺍی برای لیزر ممکن است.
11- لیزرهای بسته بدین معنی است که در لیزری مانند هلیم نئون گازهای تحت تخلیه الکتریکی کاملا در لولهﻯ تخلیه قرار داده شدهﺍند. مشکلی که برای این لیزرها مشخصاً دی اکسید کربن وجود دارد این است که در جریان تخلیهﻯ الکتریکی مولکولﻫای CO2 به CO تبدیل میشود و این واکنش هم خیلی سریع رخ میﺩهد.
لیزر
طول موج کار nm
میانگین توان خروجی w
آرگون فلورید
nm193 پالسی
W 25
کریپتون فلورید
nm248 پالسی
W 50
گزنون کلرید
nm 308 پالسی
W 25
نیتروژن
nm 337 پالسی
W 5
گزنون فلورید
nm 351 پالسی
W 15
یون آرگون
nm 488 پیوسته
W5
بخار مس
nm 511 پالسی
W 30
یون آرگون
nm 514 پیوسته
W 5
بخار مس
nm 578 پالسی
W 30
بخار طلا
nm 628 پالسی
W 10
هلیوم نئون
nm8/632 پیوسته
W 001/0
یون کریپتون
nm 647 پیوسته
W 5
فصل دوم:
کاربردهای لیزر
کاربرد لیزر در صنعت
از جمله کاربردهای مهم لیزر به کارگیری آن در صنعت است که علت اصلی پیشرفتﻫای بشر در بسیاری از زمینهﻫاست.
پرتو لیزر با توجه به ویژگیﻫای منحصر خود که شامل تکﺮنگی، همدرسی، شدت بالا و واگرایی کم است، نشان داد که با به کارگیری آن میتوان نه تنها به گسترش حوزه صنعت بلکه تحول کیفی محصولات آن امید فراوانی پیدا نمود. به دنبال ساخت اولین لیزر گاز کربنیک در سال 1964 این امکان فراهم شد که بتوان با حداقل امکانات لیزرهای پرقدرتی در ناحیه حرارتی مادون قرمز، همان منطقهﺍی که مورد نیاز صنعت است تهیه و به بازار عرضه نمود. اینک وسیلهﺍی پا به عرصه وجود گذاشته بود که امکان فراهم نمودن یک منبع حرارتی قابل کنترل و در عین حال بسیار باریک به راحتی در دسترس کاربران قرار میگرفت. با یک نگاه گذرا اما عمیق به نقش لیزر در صنعت میتوان به این نکته واقف شد که لیزر تحولی بی سابقه در این عرصه ایجاد کرده است که دامنه رشد آن هر روز گسترش می یابد. امروز اگر شاهد محصولاتی باشیم که به جهت کیفی و مرغوبیت در کمترین زمان به بازار عرضه میشود، متوجه نقش و اهمیت لیزر در صنعت خواهیم بود.
موارد استفاده از لیزر در صنعت عبارتند از:
* ایجاد سوراخ در تمامی وسایل مانند: پستانک بطری نوزاد، کاغذ، الماس (به وسیله لیزر یاقوتی)، عدسیﻫا و غیره. با تمرکز باریکهﻯ لیزر میتوان سوراخﻫایی به ابعاد چند میکرون در مدت زمان 10¯³الی 10¯ ثانیه در سرامیک، شیشه و پلاستیک ایجاد کرد.
* جوش دادن یا متصل کردن دو فلز به یکدیگر، خواه کوچکترین سیمﻫا و خواه صفحهﻫای فولادی عظیم که انجام این عمل با لیزر دو مزیت دارد:1- جوشﻫای ایجاد شده با لیزر محکمتر از جوشﻫای معمولی است. 2- به علت دقیق بودن باریکهﻯ لیزر کمترین تغییر شکل دراثر گرما در فلز مورد نظر پدید می آید. لیزر در کنار یک CNC یک سیستم کاملا˝ پیشرفته را برای جوش دادن ایجاد میکند که صنعت گران قادرند با سرعت زیاد، دقت بالا و هزینه کمتر از آن استفاده کنند. مثل جوشکاری چرخ دندهﻫایی که برای هم زمان کردن ساز و کار انتقال در اتومبیل به کار میﺮوند.
* بریدن یا حک کردن حروف روی سختترین فلزات با استفاده از لیزر دیﺍکسیدکربن که این کار با متمرکز کردن لیزر با عدسی بر روی فلز و ایجاد حرارت بیش از C˚4000 است. اما با استفاده از دو آینه میتوان لیزر را هدایت و هر شکل مورد نظر را در لحظهﺍی بسیار کوتاه به دست آورد. نمونه بارز این عمل دستگاه حکاک لیزری است که چندی پیش به وسیلهﻯ محققان کشورمان ساخته شد. به این ترتیب که ابتدا طرح دلخواه به کامپیوتر داده میشود و سپس لیزر طرح مورد نظر را در زمانی بسیار کوتاه حک میکند. از جمله کاربردهای آن برای کشیدن هویه بر روی سنگ است.
محاسن برش با لیزر: 1- مواد کاملا متنوعی را میتوان با لیزر برش داد. 2- برش بسیار دقیق و ظریف است. 3- تغییر شکل و صدمه ﺩیدگی در قطعه بسیار کم است. 4- سیستم قابلیت خودکار شدن دارد و لذا در تولید قطعات صنعتی سرعت قابل ملاحظهﺍی دارد.
فلزات را میتوان با لیزر CO2 و باریکهﻯ گاز اکسیژن برش داد که این کار چند مزیت دارد: 1-از انرژی با واکنش گرمازایی بین فلز و اکسیژن فراهم میشود. 2- قطعات بریده شده کیفیت بسیار خوبی دارند زیرا باریکهﻯ اکسیژن موجب خارج شدن مواد ذوب شده میشود. 3- موجب سرد شدن محل برش میشود.
* آلیاژکاری سطحی که روشی است برای پردازش ماده که ماده سطحی را با ماده داخلی دیگری با عملیات حرارتی به وسیلهﻯ باریکهﻯ لیزری به هم وصل میکنند. آلیاژکاری سطحی میتواند مقاومت موادی را که در شرایط کششی زیادی قرار دارند، افزایش دهد. مثلا˝ مقاومت تیغهﻯ ارهﺍی معمولی را با آلیاژکاری سطحی میتوان مستحکمتر کرد.
* عملیات گرمایی فلزات برای سختی بخشیدن به آنﻫا در تولید اتومبیل، هواپیما و کشتیﻫا حائز اهمیت است. روی محفظهﻯ فلزی واحدهای هیدرولیکی کامیونﻫای جنرال موتور با لیزرهای گران قیمت کار میشود. چرخ دندهﻫا و سطوحی که سیلندرهای موتور اتومبیلﻫا را می پوشانند با گرما عمل می آورند. زیرا به علت گرما و تماس پیاپی با سایر سطوح تحت کشش هستند.
* حک کردن آرم خاصی با دقت بالا بر روی محصولات جهت جلوگیری از سوء استفاده از آن و ساخت محصولات تقلبی و متمایز کردن آنﻫا از محصولات تقلبی، به وسیلهﻯ لیزری در ابعادی حدود 50 میکرون و در مدت چند ثانیه که به کمک در اسکز مکانیکی انجام می شود. امروز حک کردن 300 حرف در یک ثانیه توسط لیزر امری کاملا˝ عادی است. انجام تمامی مراحل با کامپیوتر دقت را به حداکثر میﺮساند. در ضمن انجام حکاکی با لیزر هیچ محدودیتی را به سبب نوع جنس فراهم نمیکند و با قیمت نازلی در دسترس کاربران قرار میگیرد.
مینیاتوری
باریکهﻯ لیزری که از موی انسان نازکترند، میتوانند سیمﻫایی به کوچکی mm1/0 را به هم جوش دهند. سیمﻫای سربی را میتوان با دقت به عناصر الکترونیکی که از سر سوزن کوچکترند وصل کرد. ریزتراشهﻫایی که از کوچکی توسط مورچه قابل حملﺍند را میتوان با استفاده از لیزر در کسری از ثانیه به هم جوش داد.
رایجترین نوع لیزر، دیود نیمه رسانای لیزری است، که بسیار کوچک میﺒاشد. این ماده در میکروچیتﻫای کامپیوتر استفاده میشود، به گونهﺍی که میتوان بر روی تراشهﻯ بسیار ظریف سیلیسیم تاباند و با تراش دادن آن نقشی از میلیونﻫا مدار بسیار کوچک میکروسکوپی و اجزای الکترونی را در آن ایجاد کرد.
همچنین در دستگاﻩهای صوتی CD و درایوهای CD و ویدیو دیسک دار و چاپگرهای لیزری و اسکنرهای تصویر به کار میﺮود.
دو نوع لیزری که در طرح اقتصادی به کار میﺮوند عبارتند از لیزرهای پرتوان بخار مس و لیزرهای رنگینهﺍی. کاربردهای دیگر عبارتند از خالصﺳازی مواد برای تولید نیم رساناﻫا و چشمهﻫای پرتو ایکس که امکان ساخت ریزتراشهﻫایی که دسترسی تصادفی مستقیم به حافضه را فراهم میﺁورند. این ریزتزاشهﻫا قابلیت ذخیرهﺍی دارند که ظرفیت حافظه آنﻫا را به جیگابیت میﺮساند. (1 جیگا مساوی 10 است.)
تمامنگاری (هولوگرافی)
طول موجﻫای نورها متفاوت است و نورها با هم اختلاف فاز دارند. مﺜلاً نور سبز یک طول موج و نور نارنجی یک طول موج دارد. موج الکترومغناطیسی را میتوان به صورت موج سینوسی نمایش داد، یعنی موجی که با زمان یک چنین رابطهﺍی دارد و دامنه آن اینگونه است. (مطابق شکل) دامنه یک موج ممکن است به صورت شکل‹الف› و یا به صورت شکل‹ ب› باشد.
حال اگر دو موج با هم ترکیب شوند شکل ‹پ› به دست میﺁید که دو موج با هم اختلاف فاز دارند، یعنی وقتی دامنه یک موج حداکثر است، دامنهﻯ موج دیگر صفر است و وقتی فیلم این نور را مشاهده کنیم میﺒینیم که دارای یک طرح تداخلی است و نواحی روشن تاریک در آن وجود دارد.
نقش تداخلی، ثبت خطوط روشن و تاریک است. خطوط روشن در جاهایی به وجود میﺁیند که همﻔاز و همگام باشند. برای مشاهدهﻯ تصویر تمامنگارگری شئ، باریکهﻯ لیزر را به نقش تداخلی روی تمامنگار میتابانیم. نقش تداخلی امواج باریکهﻯ لیزر را وادار میﺩارد تصویر سه بعدی را بازسازی کند.
یک دستگاه هولوگرافی، مانند هر وسیلهﺍی که نور را به دو قسمت تقسیم میکند، از چند وسیله (یک آینه، یک لیزر و فیلم) تشکیل شدهﺍست که طرز کار آن به صورت زیر است:
لیزر تابیده میشود و نور آن به دو قسمت تقسیم میشود و یک قسمت از این نور به سمت شئ رفته و در اثر برخورد با جسم از بخشﻫای مختلف بازتاب شده و به فیلم برخورد میکند. قسمت دیگر نیز به کمک یک آینه به فیلم برخورد میکند و نقش تداخلی گفته شده به وجود میﺁید که اگر فیلم را ظاهر کنیم قسمتﻫای سیاه و سفید مختلفی را میﺒینیم که مانند ترکیب آن دو موج به ترتیب سیاه و سفید نیست زیرا آن جسم تابش منظم ندارد. حال مرحلهﻯ ساخته شدن هولوگرافی به پایان رسیده است.
برای ساختن هولوگرام 3 شرط اصلی لازم است:1. مشخص بودن درجهﻯ همدوسی لیزر 2. لیزر، جسم و صفحه باید بر روی یک میز بدون لرزش ثبت شود 3. قدرت تفکیک فیلم عکاسی بالا باشد.
بر اساس معادلات ریاضی میتوانیم اثبات کنیم که اگر جسم و پرتویی که بر جسم تابیده میشود برداشته شود و پرتو لیزر به فیلم تابیده شود میتوانیم تصویر همان جسم را ببینیم که دارای بعد است.
طرح تصویر سه بعدی را پروفسور نابود ارائه داد و امت لیت در سال 1960 اولین تمامنگارگر را ساخت.
امروزه استفادهﻫای بسیاری از تمامنگاریﻫا در زمینهﻫای مختلف علمی میشود:
1. استفاده از تمامنگاریﻫا در زمینهﻫای غیر تصویری در تکنولوژی کاربرد فراوان یافتهﺍند که میتوان آن را در تداخل سنجی تمامنگاری نام برد که با سه طریق مختلف (1بار، 2بار و 3بار نوردهی) انجام میشود. در روش اول تنها یک تمامنگار از شئ ثبت میکنند که اگر شئ را روی تمامنگارگرش قرار دهیم، کاملاً روی یکدیگر قرار میگیرند. حال اگر شئ را که روی تصویر قرار میﺩهیم ایرادی پیدا کرده باشد، کاملاً مشخص میشود. در روش دوم نیز تقریباً مانند روش اول است با این تفاوت که دو هولوگرام از شئ تهیه میکنند. روش سوم برای جسمﻫای مرتعش است مثل پروانهﻯ کشتی.
2. ترکیب گرافیک کامپیوتری با روشﻫای تمامنگاری که حاصل آن به وجود آمدن یک تصویر سه بعدی و فضایی از بیرون و داخل ساختمان. همچنین مهندسان میتوانند مسائل غیر قابل پیشﺒینی را قبل از احداث ساختمان تصحیح نمایند.
3. ایجاد مناظر سه بعدی از سلولﻫای زنده و ساختار میکروسکوپی درون سلولﻫا به کمک تمامنگارگر پرتوX در مدت زمان کمتر از 50 پیکو ثانیه.
4. استفاده از آرم تمامنگار در کارتﻫای اعتباری برای جلوگیری از جعل آن ( زیرا آرم تمامنگارهای با کیفیت را نمیتوان به آسانی جعل کرد.)
5. استفاده در موشکﻫای تمام خودکار. به طوری که مناظر و تانکﻫای دشمن را به حافظهﻯ موشی میﺩهند و موشک با انداختن لیزر بر روی زمین تصویر آن را با تصویری که در حافظه دارد مقایسه کرده و عمل میکنند.
6. کمک به خلبان برای داشتن فرودی بیﺨطر در تمامی شرایط جوی. به طوری که دستگاه نشانﺩهندهﻯ وضعیت مسیر، تصاویری سه بعدی از مناظر بیرون بر روی یک صفحهﻯ شفاف، که درست در جلو دید خلبان است، ایجاد میکند.
7. یکی از بهترین روشﻫا برای ذخیرهﻯ اطلاعات، هولوگرافی است. به طوری که میتوان تا 30 میلیون بایت اطلاعات کامپیوتری را بر روی یک میکروفیش 4 در 6 اینچ ذخیره کرد.
8. ذخیرهﻯ اطلاعات در لاﺒهﻻی بلور جامد. مثلاً تمام اطلاعات در کتابخانهﻯ کنگرهﻯ آمریکا را میتوان در یک حبه قند ذخیره کرد.
یکی از مزیتﻫای تمامنگارگری نیز همین است که با وجود از بین رفتن 9/0 اطلاعات ذخیره شده، 1/0 باقیمانده کاملاً سالم باقی میماند. زیرا تمامنگاری برگرفته از تمام قسمتﻫای شئ است.
بعضی از دانشمندان مشغول بررسی مغز انسان هستند که چگونه اطلاعات را ذخیره میکند. آنﻫﺍ دریافتهﺍند که ذهن انسان همانند تمامنگار است. اطلاعات را نه در یک نقطهﻯ مشخص، بلکه در منطقهﻯ وسیعی پخش میکنند.
ثبت با لیزر
دیسکﻫای فشرده یا CD (compact disk) روشﻫای جدید انقلابی ذخیرهﺳازی و انتقال صدا، تصاویر و اطلاعاتند در این تکنولوژی از باریکهﻫای لیزر هم برای ثبت یا رمزگذاری اطلاعات روی CD و هم جهت خواندن اطلاعات ذخیره شده استفاده میشود.
CD در حقیقت یک هولوگراف است. لیزر نیمه رسانای موج پیوسته با قطر 7/1 میکرون بر روی CD که دارای میلیونﻫا حفرهﻯ میکروسکوپی که در حقیقت همان بیتﻫای حمل ذخیرهﺳازی اطلاعات هستند، میتابد به طوری که از لایهﻯ شفاف و نازک محافظ عبور کرده و به لایهﻯ آلمینیومی برخورد میکند و از قسمتﻫای صاف بازتابش مینماید. این پرتوهای بازتابش شده به سمت منشور حرکت کرده و به وسیلهﻯ تقسیم کنندهﻯ منشوری باریکه به آشکارساز نوری برخورد میکند. این آشکارساز نوری به نور حساس است و پرتوی حاوی اطلاعات را به علائم الکتریکی تبدیل میکند. با چرخش CD (1800 دور در دقیقه) نور لیزر از تمامی قسمتﻫای CD بازتابش میشود.
پرتوی لیزر از قسمت پایین به CD میتابد و باید کاملاً بر دیسک عمود باشد، زیرا در صورتی که کاملاً عمود نباشد، باریکهﻯ لیزر به صورت کج حرکت کرده و در نتیجه CD کیفیت صدایی خوبی نخواهد داشت. کج رفتن گاهی ناشی از این است که دیسک با جذب رطوبت تاب برمیﺩارد. به این دلیل CDها با مادهﺍی که در مقابل رطوبت کمتر آسیب پذیر باشد به طور تزریقی ریخته میشوند.
ساختمان سازی و کشاورزی
لیزرها به عنوان راهنما در کارهای ساختمانی و کشاورزی استفاده میشوند. مثلا˝ برای کنترل دقیق حرکت روی زمین باریکهﻯ لیزری را میﻔرستند و گیرنده بولدوزر آن را دریافت میکند و جعبهﻯ کنترل اطلاعات وسیهﻯ نقلیه را به طور خودکار کنترل میکند.
علاوه بر اینﻫا از لیزر برای هم خط کردن کامل لولهﻫای زهکش، آب یا دستگاهﻫای فاضلاب کار گذاشته شده به کار میﺮود.
چون لیزرهای تکﺮنگ واگرایی ندارند، برای هر امتداد دهی در کارهای نقشه برداریﻫای زیر زمینی نظیر مترو و در رسیدن به نقطهﻯ Break through که از هر طرف حفاری میشود تا به هم برسند کاملا˝ کاربرد دارند. توان و شدت جریان پرتوهای لیزر گازی بسیار کم است و در اصابت با بدن نقشه بردار ایجاد صدمه نمیکند و با استفاده از آن میتوان تونلﻫا را بدون کوچکترین انحرافی حفر کرد. برای این کار لیزری را در انتهای تونل میگذارند که باریکهﻯ آن در اثر برخورد با دریافت کنندهﻯ ماشین حفاری مسیر را نشان میﺩهد.
در کشاورزی لیزرها حتی میتوانند کشاورزان نسبتا˝ بی تجربه را راهنمایی کنند تا زمین را برای کشت کاملا˝ ترازیابی و آن را برای آبیاری محصولﻫای غذایی آماده کشت کنند. در بسیاری از کشورهای در حال توسعه که محصولات غلات در منابع عمدهﻯ حیاتی است، از این نوع لیزر استفاده میشود. دستگاهﻫای لیزر زمان آمادهﺳازی خاک در زمینﻫای بزرگ و سطح اراضی کشاورزی را به نصف زمان لازم در روشﻫای عادی تقلیل میﺩهند.
سایر کاربردها
لیزرها و اجرای قانون
لیزرها در اجرای قانون نیز استفادهﻫایی دارند. یکی از آنﻫا شناسایی سرعتﻫای غیر مجاز است به علاوه لیزرها میتوانند برای شناسایی اثر انگشتﻫایی به کار روند که قبلا˝ روی اشیایی مثل چرم، سلاحﻫای چرب یا دست انسان اثرشان قابل تشخیص نبوده است. با استفاده از لیزر میتوان سرعت اجسام متحرک را با دقت بسیار بالا اندازه گرفت.
اگر برای شناسایی سرعت غیر مجاز به جای باریکهﻯ میکروموج از تفنگ لیزری استفاده کنیم دو مزیت دارد:
1- در فاصلهﻯ کمتری پخش میشود.
2- برخلاف باریکهﻯ میکوموج که نشان میﺩاد خودرو مورد نظر از چند ماشین تندتر حرکت میکند سرعت هر وسیلهﻯ نقلیه را در کسری از ثانیه نشان میﺩهد که مساوی تغییر فاصلهﻯ مستقیم بر زمان طی شده بین دو قرائت است.
اندازه گیری فاصلهﻫا با لیزر
لیزرها را برای اندازه گیری دقیق از خواص کوچک زیر میکروسکوپی تا فوقﺍلعاده بزرگ به کار میﺒرند. مثلا˝ باریکهﻯ لیزری که از لیزر گازی هلیم- نئون تولید میشود، میتواند تغییر مکانی به کوچکی 25 میلیونیم سانتیمتر را اندازه بگیرد. این کار با وسیلهﺍی به نام تداخلﺳنج انجام میشود. همچنین فاﺼلهﻯ بین زمین تا ماه را به وﺴیلهﻯ لیزر گازی آرگون میتوان اندازه گیری کرد. این عمل را با تعیین زمان رفت و برگشت و مشخص بودن سرعت نور این فاصله را با دقت کمتر از10 سانتی متر اندازه میگیرند.
زلزله نگاری
ماهوارهﻫایی که بازتاب باریکهﻫای لیزر را به زمین برمیگرداند میتوانند حرکت قارهﻫا را نیز آشکار کنند. وقتی که صفحهﻫای زمین به هم برخورد میکنند، ممکن است جزایری به وجود آیند، آتشفشانﻫا فوران کنند یا بخشﻫایی از زمین به لرزه درآیند. لیزرها برای اندازه گیری حرکت پوﺴتهﻯ زمین در گسل سان آندریس در کالیفرنیا، مورد استفاده قرار گرفتهﺍند. این منطقه عمدهﻯ زمین لرزه در امریکای شمالی است که دارای جمعیت زیاد و تکنولوژیﻫای پیشرفته است. برای بررسی حرکت پوستهﻯ زمین سازمان ناسا ماهوارهﻫای لاژئوس (ماهواره های ژئودینامیک لیزری) را با استفاده از موشک دلتا پرتاب کرد. این ماهواره باریکهﻯ لیزری را که از سه ایستگاه زمینی در دو طرف گسل فرستاده میشود به زمین باز میگرداند تا هر تغییری را ثبت کنند و بتوانند زمین را لرزه را پیش بینی کنند.
طبق آخرین گزاشات قارهﻫا با سرعت متوسط 2 تا 5 سانتیمتر در سال جا به جا میشوند.
صنعت نفت
امروزه نفت در دنیا جایگاه ویژهﺍی دارد به طوری که خیلی از روابط سیاسی به آن وابسته است لیزرها در صنعت نفت کاربرد فراوان دارند از جمله:
1- برش و جوش دادن لولهﻫای نفت با استفاده از لیزرهای توان بالا.
2- نشت یابی مخازن نفت.
3- ارتفاع سنجی مایعات در مخازن نفت.
4- فشارسنجی و دماسنجی چاهﻫای نفت با استفاده از فیبر نوری.
لیدارها و لیزر
از لیدار برای مطالعهﻯ تودهﻫای غبار و سایر مواد آلوده کننده که از مراکز صنعتی و آتشﻔشانﻫا برمیﺨیزد و همچنین عمق پیمایی جهت محاسبه ارتفاع و چگالی بهره گرفته و مورد مطالعه قرار میگیرد و میزان آلودگی هوا مشخص میشود اکنون سیستمﻫایی به منظور عمق پیمایی ساخته شده است که حاوی یک دستگاه فرستندهﻯ اشعه لیزر و یک دستگاه گیرنده که دامنه و زمان تاخیر رادارهای نوری منعکسه را اندازه گیری میکنند، میﺒاشد. هر قسمت از جو پالسﻫایی با طول موج معین نیاز دارد و فرکانس آن قابل تغییر است و به این دلیل به لیزری نیاز داریم که هر کدام مناسب برای لایهﻯ مخصوصی از جو است.
با افزایش مولکولﻫای سدیم به مادهﻯ فعال لیزر متناوب گازی، لیزر سدیم قادر است امواجی با طول موج متعلق به منطقه زرد در طیف نور را ساطع کند که میتوان با آن چگالی پراکندگی سدیم را در نور مورد آزمایش قرار داد. لیزر امکان کشف هوای توفانی را به وجود می آورد.
بعضی از لیزرها تا ارتفاع حدود km 80 را مورد مطالعه قرار میﺩهند. در انستیتو ماکس پلانک در آلمان دستگاه لیداری که با لیزر اگزیمر کار میکند در کشتی قرار داده شده است تا ترازهای ازن جو بالایی اقیانوسﻫا را بررسی کند.
پاکسازی دیوار نوشتهﻫا به کمک لیزر
"دیوید ماتیو" اولین کسی بود که به فکر استفاده از لیزر برای پاکسازی دیوارها افتاد. اولین بار از یک لیزر آزمایشگاهی برای آزمودن این ایده استفاده کرد. هنوز پیشرفتﻫای حاصل از محصولات جانبی این کاربرد در نیمه راه است. این پیشرفت مدیون گروه متخصصان برنامهﻫای لیزری به سرپرستی "لوید هاکل" میﺒاشد. با پیشرفتﻫای آتی در این زمینه جداسازی لایهﻫای سطحی حساس از سطوح غیر حساس امکان پذیر خواهد بود.
ایدهﻯ استفاده از لیزر جهت پاک کردن حروف چاپی از روی کاغذ سالﻫا پیش به مرحلهﻯ عمل درآمده بود. مشکل عمدهﺍی که با آن مواجهﺍیم هزینهﻫای تلف شده مالیات دهندگان و آثار مخرب محیطی است که پاکسازی رنگﻫا مانند دیوار نوشتهﻫا و رنگﻫای سربی از روی سطح ساختمانﻫا به جا میگذارند.
اصل اساسی استفاده از سیستم لیزر زدایی رنگﻫا کندن رنگ به وسیلهﻯ فشار امواج "فوتواکوستیک" است. هنگامی که اشعهﻯ لیزر از نظر قدرت و پالس تنظیم گشته و به سطح رنگی میتابد انرژی حاصله به صورت گرما و امواج صوتی تغییر شکل میﺩهد. امواج صوتی از میان لایهﻯ رنگ عبور کرده و به سطح محکم زیرین برخورد مینماید و برمیگردد. امواج بازگشتی با امواج ورودی برخورد نموده، تداخل مخربی در لایهﻯ رنگ ایجاد مینماید که در نهایت منجر به انفجار لایهﻯ رنگ و تبدیل آن به پودر میشود.
کاربرد لیزر در مبحث نظامی
امروزه لیزرها در عملیات نظامی کاربرد گستردهﺍی دارند و دامنهﻯ استفاده از آنﻫا روز به روز وسیعتر میشود. پرتوهای لیزر هدف مورد نظر را روشن میکند و در نتیجه حمله به آن آسانتر صورت میگیرد و موشکﻫای هدایت شونده لیزری بدون هیچ خطایی هدف را نابود میکنند.
سلاحﻫای لیزری
خصوصیات مهم سلاحﻫای لیزری عبارتند از: سرعت فوقﺍلعاده زیاد و عدم پراکندگی و فقدان نوری و امکان بهره گیری در جو بالا و عدم پیچیدگی دستگاه لیزر که در درون زمین به منظورهای یاد شده مورد استفاده قرار میگیرد. کاربرد سلاحﻫای لیزری برای از بین بردن کلاهکﻫای اتمی و هستهﺍی موشکﻫای بالستیکی با ایجاد آلودگی کمتر رادیوﺍکتیویته در جو و فضای بالای جو در مقایسه با به کارگیری ضد هواییﻫای مخصوص موشکﻫای بالستیک مجهز به کلاهک هستهﺍی از مزایای بهتری برخوردار است. برای از بین بردن موشک دشمن و جلوگیری از رسیدن آن به هدف میتوان با استفاده از لیزر داخل پوسته یا سکان (هدایت کننده) را سوزاند که با این عمل سیستم کنترل آن از حرکت میﺍفتد و موجب مرتعش شدن موشک و انهدام کامل آن میگردد. سیستم ضد موشک بالستیکی با استفاده از لیزر قادر است علائم برای آگاهیﻫای قبلی را دریافت کند. این علائم شامل اطلاعات در مورد مختصات موشک نزدیک شونده است وایستگاه ردیاب میﺒایستی با اندازه گیری فاصله موشک بالستیکی به وسیلهﻯ رادار به طرف آن نشانه گیری نماید. یک چنین رادار پتیکی میتواند اطلاعات دقیقی از مختصات هدف را تهیه نماید و این اطلاعات برای فعال نمودن سیستم دیگری که حاوی یک لیزر قوی است و برای منهدم کردن هدف طرح ریزی و آماده شده ضمیر میﺒاشد. رادار نوری، لیزر قوی را در زمان مورد نیاز به طرف آسیب پذیرترین نقطه (نقطهﺍی که باید سوزانده شود) موشک بالسیکی متمرکز میکند. بنیانگذار این طرح اعتقاد دارد که پس از استفاده از سلاحﻫای لیزی تعیین هویت جنگنده پس از انهدام غیر ممکن میگردد. در نیروی هوایی امریکا دستگاه مخصوصی جهت راهنمایی بمبﻫای هوایی با استفاده از لیزر ساخته شده است. راهنمای این گونه بمبﻫا با استفاده از لیزر که در اثر برخورد با هدف منعکس میگردد امکان پذیر است. لازم به ذکر است لیزری که هدف را روشن میکند از یک منبع مستقل تغذیه میگردد. بمبﻫایی که به وسیلهﻯ لیزر هدایت میشوند فقط به جای بال معمولی مجهز به بال قابل کنترل به وسیلهﻯ لیزر از روی زمین میﺒاشند. آزمایش در مورد این بمبﻫا نشان داد که احتمال خطا در برخورد با هدف این گونه بمبﻫا در حدود 1/0 کمتر از خطایی است که هنگام استفاده از بمبﻫای معمولی استفاده میگردد. لازم به ذکر است که امریکاییﻫا در جنگ ویتنام از بمبﻫای هدایت شونده به وسیلهﻯ لیزر استفاده نمودند. از انرژی پرتو لیزر متمرکز شده میتوان به عنوان یک اسلحهﻯ مخرب استفاده نمود. اگر نور و گرمای خورشید بر روی یک بطری شیشهﺍی که در گوشهﺍی از یک جنگل افتاده بتابد و سپس روی یک برگ خشکیده متمرکز گردد موجب آتش سوزی می شود. ازیک پرتو لیزر قدرتمند نیز میتوان برای به آتش کشیدن هدفﻫای دشمن نظیر پلﻫا و خطوط راه آهن و تاسیسات استفاده کرد. همچنین به کمک پرتو لیزر میتوان علفزاری را آتش زد و دشمن را از مخفیگاهش بیرون کشید. این پرتوهای لیزر را میتوان از طریق هواپیما، موشک و یک وسیله نقلیه مستقر در خشکی یا حتی از طریق ماهوارهﺍی در فضا به هدف مورد نظر تاباند. البته استفاده از این سیستم در خشکی به علت ایجاد اثر شکوفایی گرمایی که در جو رخ میﺩهد، اقتصادی و عملی نیست. به علت ایجاد عمل جذب جو مانند یک عدسی منفی کار میکند و باریکه را واگرا میﺳازد.
تفنگﻫای لیزری سلاحﻫاییﺍند که با استفاده از لیزر یاقوتی کار میکنند که محیط فعال آن باتری است و از فشنگﻫای مخصوص تشکیل شده است که به راحتی قابل تعویض میﺒاشد.
این تفنگﻫا در ارتش امریکا استفاده میشوند و وزن آن حدود kg 3/11 میﺒاشد و میتوانند یک بار در هر ثانیه شلیک شوند و در صورت برخورد به چشم انسان آسیب جدی میﺮسانند و چون زمان پالس (تپ)های آن کوتاه است موجود زنده فرصتی برای دفاع ندارد.
موشکﻫای هدایت شوندهﻯ لیزری
یک موشک به واﺴﻃهﻯ داشتن ژیرسکوپ قادر است بدون آنکه از مسیرش منحرف شود در هوا اوج بگیرد یک مسافت یاب لیزری میتواند ارتفاع موشک از سطح زمین یا فاﺼلهﻯ آن از خطوط مرزی نظیر پلﻫا و ساختمانﻫای بلند را اندازه گیری کند و یک سیستم هدایت کنندﻩﻯ لیزری قادر است موشک را به سمت هدف هدایت کند.
فاصله یابﻫای لیزری
استفاده از فاصله یابﻫای لیزری دو مزیت دارد:
1- وزن سبک، قیمت و پیچیدگیﻫای آن
2- قدرت کاری دستگاه در هنگام حرکت یا در بالای سطح آب
طرز کار فاصله یابﻫا به شرح زیر است:
در لﺤﻇهﻯ t₀ تپ لیزری از سیستم به سمت هدف ارسال میشود ودر لﺤﻇهﻯ t₁باز میگردد. با توجه به اینکه سرعت نور C است، در مدت زمان (t₁ – t₀ ) فاصلهﻯ 2x (رفت و برگشت) را پیموده است، فاصله x بدست می آید.
دوربینﻫای مجهز تپی را برای اندازه گیری فاصله به کار میﺒرند و وقتی با آن هدف را نگاه میکنند یک تپ لیزر نامرئی شلیک میشود. زمانی که طول میکشد تا تپ به فاصله یاب برگردد رااندازه میگیرد و پس از تبدیل الکترونی به فاصله برای خواندن دیده بان آماده می شود. در ارتش در فاصله یابﻫا از لیزر استفاده میشود. یکی از جدیدترین فاصله یابﻫا، فاصله یاب لیزری است که در جیب جا میگیرد. منبع انرژی آن باتری بوده و حدود 5/0 کیلوگرم وزن دارد.
لیدار وسیلهﺍی است مشابه رادار که از تپﻫای نور لیزر بهره میگیرد و برای تعیین میزان دوری هدفﻫای دشمن استفاده میشود و از لیدار به عنوان روشی برای مراقبت زمینی نیز استفاده میشود.
کاربرد لیزر در پزشکی
کاربرد لیزر در علم پزشکی و از جمله در بیماریﻫای پوستی از حدود چهل سال پیش شروع شده و با پیشرفت دستگاهﻫای دقیق، منظم، موثر و کم عارضه جایگاه ویژه و وسیعی در درمان بیماریﻫا پیدا کرده است. مکانیسم اثر لیزر جذب نور پرانرژی توسط بافت هدف میﺒاشد. با تابش نور پر انرژی لیزر بافت هدف شدیداً گرم میشود و بعضی سلولﻫا را تخریب میکند در حالی بافت اطراف بدون صدمه سالم میماند و برای هر ضایعه و بیماری خاص باید در انتخاب نوع لیزر دقت فراوانی داشت.
چشم
درمان بیماریﻫای چشم
لیزرها وسایل دقیقی هستند که میتوانند بدون بریدن یا اختلال در سایر قسمتﻫای چشم برای دستیابی به سایر بافتﻫای عمقی داخل چشم به کار روند. کوچکترین چاقوی جراحی معمولا˝ برشﻫایی به پهنای سر سنجاق ایجاد میکند و به بافتﻫای مجاور نیز آسیبی نمی زند. باریکهﻯ لیزری میتواند برشی به اندازه یک سلول ایجاد کند. تپﻫای لیزری چنان سریع عمل میکنند (شاید 6000 بار در ثانیه) به طوری که بیمار فرصتی برای پلک زدن و درد احساس نمیکند.
جراحی چشم
شبکیه لایه بسیار حساس به نور است و در قسمت پسین چشم واقع شده است. بعضی وقتﻫا این لایه از لایهﻯ مشمیه جدا میشود و در نتیجه شخص بینایی خود را از دست میﺩهد، اما امروزه نور سبز لیزر آرگون این امکان را فراهم کرده است که این لایه را به محل جوش بزنیم بدون اینکه کوچکترین آسیبی به چشم وارد شود. در این جراحی لیزرهایی با توان پایین مورد استفاده قرار میگیرد. PRK مخفف کلمات فتوریفراکتیو کراتکومی است که با استفاده از لیزر اگزیمر در ترمیم انحنای عدسی برای رفع نزدیکﺒینی از آن بهره میﺠویند. همچنین در درمان دوربینی و پیرچشمی میتوان از لیزر بهره جست.
یکی از ناراحتیﻫای جدی چشم، آب مروارید است که موجب تیره شدن عدسی شفاف چشم میشود. در زمانی به فاصلهﻯ یک میلیاردم ثانیه نور فروسرخ شدیدی به داخل چشم از لیزر آلومینیوم گارنت روزنهﺍی در پرده تار پدید میﺁورد دید واضح را بر میگرداند که در نوع پیشرفتهتر آن این سلولﻫای آسیب دیده بخار میشوند. این عمل حتی می تواند سرپایی صورت گیرد و به علت نبودن عصب در پشت عدسی چشم بیمار، دردی احساس نمیشود. برای کسانی که می خواهند عینکشان را بردارند، با استفاده از لیزر یک لایه از سطح قرنیه را برمیﺩارند تا تصویر جسم در جای معین بیفتد.
افرادی که مرض قند دارند، رگﻫای چشم حالت طبیعی خود را ندارند و از جدار آن مایع و پروتئین نشت میکند. با استفاده از لیزر نقاط پردهﻯ چشم را میﺳوزانند تا دید بیمار کم نشود.
در درمان استحالهﻯ لکهﺍی، لایهﻫای عصبی پرده چشم نازک شده در نتیجه رگﻫا به آن نفوذ کرده و دید بیمار را کم میکنند، با لیزر میتوان این رگﻫا را از بین برد.
پوست
درمان سرطان پوست با لیزر
لیزر درمانی یا نتودینامیک از روشﻫای نسبتا˝ نوین است که در حال حاضر در درمان سرطانﻫا به کار میﺮود. در این روش مواد حساس به نور که در سلولﻫای تومور آن جمع شدهﺍند توسط یک منبع نوری که عمدتا˝ از لیزر استفاده میشود، تحریک شده و در نهایت منجر به مرگ سلول می گردد. این نوع درمان در دنیا سابقه طولانی ندارد و حدود دو سال است که رایج شده است. در کشور ما هم این کار از مدتی پیش شروع شده است. لیزر به کار رفته در این روش بخار طلا می باشد واز لیزرهای دیویدی و بخار مس هم میتوان برای درمان این نوع سرطان استفاده کرد.
کاربرد لیزر در بیماریﻫای پوستی و زیبایی
انواع مختلف لیزر در درمان بیماریﻫای پوستی و زیبایی کاربرد دارد که به طور اختصار شامل :
* درمان ضایعات و خالﻫای عروقی که رنگشان معمولا˝ قرمز میﺒاشد که شامل: رگﻫای واریسی، رگﻫای قرمز زیر پوست که معمولا˝ روی صورت و در اثر آفتاب سوختگی مکرر و یا به دلیلی که پوست نازک شده باشد به وجود میﺁیند، ماه گرفتگی، آنژیم عنکبوتی، گرانولوم بیوژنیکوم و غیره. در این بیماریﻫا نقطه هدف پرتو لیزر هموگلوبین میﺒاشد که در گلبولﻫای قرمز وجود دارد.
* درمان انواع ضایعات رنگی و رنگدانهﺍی پوست که شامل: خال و خالکوبی، در اینجا نقطه هدف پرتو لیزر ملانین و رنگﻫای خالکوبی میﺒاشد.
* درمان و کاهش موهای زاید و ناخواسته. در اینجا نیز نقطه نظر ملانین است که در ساقه و ریشه مو وجود دارد. پس موهای رنگ روشن و سفید که فاقد ملانین میﺒاشند با لیزر از بین نمیﺮوند و نیاز به درمانﻫای دیگر مثل الکترولیزر دارند.
* کاهش چین و چروک، فرورفتگیﻫا و جای زخم و جوش.
* درمان بعضی بیماریﻫای پوستی مثل زگیل، کلوئید یا گوشت اضافه، ترکﻫای پوستی ناشی از حاملگی و چاقی و ترمیم زخم، پیسی و …
* گاهی از لیزر برای برش بافت و یا برش در مواقع جراحی مشابه تیغ جراحی استفاده میکنند که در این روش خونریزی کمتر است.
* لیزر گاز آرگون نیز برای از بین بردن لکهﻫای قرمز و خالﻫا به کار میﺮود.
* در درمان بیماریﻫای پوستی دو رنگدانه مورد هدف قرار می گیرد. ملانین و هموگلوبین دو نقطه هدف این گونه لیزرهاست و با تاباندن یک نور از یک دستگاه خاص با طول موج مشخص، نور به نقطه هدف برخورد کرده و هدف را با سوزاندن تخریب می کند.
گزارشی از کاربرد لیزر در درمان بیماری آکنه
به گزارش شبکهﻯ تلویزیونی دیسکاوری، پزشکان از طریق لیزر درمانی میتوانند جوشﻫای چرکین موسوم به آکنه را که اغلب در دوران بلوغ جوانان بروز میکند، برطرف کنند. دکتر آنتونی چو، در بیمارستان همر اسمیت لندن گفت: 41 بیمار مبتلا به آکنه تحت لیزر درمانی قرار گرفتهﺍند. وی افزود: از 41 نفر، 31 نفر با اولین جلسهﻯ لیزر درمانی بهبودی قابل توجهی یافتند.
به گفتهﻯ دکتر چو علیﺮغم تاثیر مثبت لیزر درمانی برای درمان آکنه، این روش بیماری آکنه را معالجه نمیکند، بلکه از عوارض آن روی پوست که به صورت جوشﻫای برجسته و چرکین بروز میکند، جلوگیری مینماید. بعد از هر جلسه از لیزر درمانی جوشﻫای آکنه تا سر ماه ناپدید میشوند و بعد از یک دورهﻯ سه ماهه دوباره بر روی پوست صورت، پشت، سینه و گردن یا بازو ظاهر میشود. در این نوع درمان دکتر چو با استفاده از "پالزدای لیزر" سلولﻫای قرمز را هدف قرار میﺩهد و هر جلسه لیزر درمانی در حدود 10 دقیقه به طول میﺍنجامد.
شانه لیزری
شانه لیزری از دیگر محصولات کار بدوی لیزر کمتوان است که جنبه درمانی همراه با زیبایی دارد. یکی از کارهای شانه، تحریک مکانیکی پوست سر است که با کشیدن پوست، باعث افزایش جریان خون و در نتیجه اکسیژن رسانی و خون رسانی بهتر به پوست سر میشود، بنابرین رشد موتقویت خواهد شد. در شانهﻫای لیزری علاوه بر این تحریک مکانیکی، تحریک نوری و فتونی سلولﻫا هم صورت میگیرد و در نتیجه باعث افزایش قطر مو، براق شدن وبالا رفتن قدرت رویش میشود. نمونهﻯ این دستگاه تنها در انحصار یک شرکت امریکایی است. شانه لیزری طراحی شده در کشور با اضافه داشتن امکان تنظیم طول موج و توان و زمان استفاده، مدل بالاتر این شانهﻫا خواهد بود.
دندان پزشکی
با لیزر می توان بافت معیوب را از بین برد. برای از بین بردن این بافت معیوب در لثه در هر ثانیه 10 تا30 تپ شلیک میشود. که هر تپ فقط میلیونم ثانیه دوام دارد و بافت معیوب لثه را بدون آسیب به بافت سالم از بین میﺒرد و به علت کوتاه بودن تپﻫای لیزری دیگر فرصتی برای واکنش عصبی و به دنبال آن احساس درد در بیمار وجود ندارد. لیزر همچنین زخمﻫای دهان فرنوم که به دندان آسیب میﺮساند، غدهﻫای کوچک غیر سرطانی وغیره را از بین میﺒرد. لیزرها در حال دگرگون کردن روش ساخت روکش دندانﻫا و پل هستند. باریکهﻯ لیزری به اطراف دندان هدایت میشود و دادهﻫای جمع آوری شده را به کامپیوتر میﺩهد، آن گاه کامپیوتر روکش را طراحی و ساخت را کنترل میکند.
– درمان پوسیدگیﻫای پنهان دندان و پوسیدگیﻫای دندانی پریوذتیتﻫای مخاط دهان، اختلالات جویدن و … توسط لیزر امکان پذیر است.
– سفید کردن دندانﻫا.
– استفاده از متهﻯ لیزری دندان پزشکی جهت تراش دادن پوسیدگی دندان.
جراحی
در زمینهﻯ پزشکی بیشترین کاربرد لیزرها در جراحی است. اما در بعضی موارد لیزر برای تشخیص نیز به کار میﺮود. (استفاده بالینی از میکروفلوئورمتر جریان، سرعت سنجی برای اندازهگیری سرعت خون، فلوئورسان لیزری، آندوسکوپی نای برای آشکارسازی تومورهای ریوی در مراحل اولیه.)
به طور عمده سه نوع لیزر در جراحی کاربرد دارد: 1- لیزر گاز کربنیک 2 – لیزر یون آرگون 3- لیزر ND-YAG
لیزر گاز کربنیک:این لیزر انرژی الکترومغناطیسی همدوس با طول موج 10600 نانومتر در طیف مادون قرمز غیر قابل رویت ایجاد میکند و چون غیر قابل رویت است جراح از لیزر هلیوم-نئون برای نشانه گذاری استفاده میکند. لیزر گاز کربنیک توسط آب جذب میشود بنابراین محافظت از چشم بیمار، جراح و سایر کارکنان در اتاق عمل ضروری میﺒاشد.
لیزر یون آرگون: این لیزر یک طول موج ممتد با فرکانس اختصاصی بین 451 و 4/514 نانومتر در طیف آبی متمایل به سبز میﺒاشد. لیزر یون آرگون از طریق اجسام شفاف عبور مینماید و توسط رنگدانه جذب میشود و وابسته به سیستم اپتیک اندازهﻯ نورانی آن تا 15/0 میلیمتر تغییر میکند.
لیزر ND-YAG: این نوع لیزر انرژِی الکترومغناطیسی منسجم با موج مداوم یا منقطع در طیف مادون قرمز غیر قابل رویت به طول موج 1060 نانومتر میﺒاشد.
چاقوی جراحی
شامل باریکهﻯ متمرکز شدهﻯ یک لیزر است که در واقع قطعهﺍی شیشهﺍی است که کار آن تمرکز دادن باریکهﻯ نور میﺒاشد. این چاقو توسط تار نوری به یک سیستم لیزر مناس مرتبط میشود. استفاده از لیزر به عنوان چاقوی جراحی چند مزیت دارد:
* باریکهﻯ لیزر نه تنها عمل برش را انجام میﺩهد بلکه به علت گرماﻯ ایجاد شده موجب جوش خوردن رگﻫای بریده شده و جلوگیری از خونﺮیزی میشود در نتیجه نیازی به انتقال خون نمیﺒاشد.
* چون جراحی بدون تماس است بنابراین کاملا˝ استریلیزه خواهد بود و احتمال عفونت در آن صفر است.
* این نور مرئی نیست و مانع دید پزشک نمیشود.
* بسیار تیزتر از چاقوهای معمولی عمل میکند.
دور نمای پیشرفت جراحی لیزر
امروزه با پیشرفت لیزر سه نوع دستگاه مورد استفاده قرار میگیرد:
1- دستگاه کوچک برای جراحی میکروسکوپی در مطب و کلینیک که برای جراحیﻫای گوش و حلق و بینی، پوست و دهان و دندان پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه دارای یک لولهﻯ کوچک برای صدور اشعهﻯ لیزر دارد که به آسانی قابل تعویض است. منبع نیرو و واحد خنک کنندهﻯ آن در یک جعبهﻯ کوچک جاسازی شده است که به پایهﻯ میکروسکوپ متصل میشود.
2- دستگاه متوسط لیزر ایندریک کربنیک (5/2-1 وات) برای اتاق عمل یا کلینیک. این دستگاه که در واقع تغییرات اصلاحی در دستگاه جراحی داده شده است، دکمهﻯ روشن کنندهﻯ مضاعف دارد. میکروسکوپ جدیدی روی دستگاه سوار شده است که عدسیﻫای آن 300 تا 400 میلیمتر را عوض میکند و به راحتی قابل انتقال است. به این میکروسکوپ میتوان سیستم فیلمﺒرداری ویدیو وصل کرد.
3- دستگاه لیزر با چند طول موج مختلف برای اتاق عمل. این دستگاه لیزر توسط GJI طراحی شده است. لولهﻫای صدور اشعهﻯ لیزر آنﻫﺍ به دو نوع است. یکی حاوی لیزر گاز کربنیک برای قطع و برش و دیگری لیزر نئودینیوم (ND-YAG) برای انعقاد خون. نور نشانه گذار به رنگ قرمز، سبز یا آبی میﺒاشد. موارداستفادهﻯ این دستگاه در جراحیﻫای گوشو حلقو بینی و برداشتن تومورهای سرطانی میﺒاشد.
انواع دیگر جراحی
1- شکستن سنگ کلیه، سوزاندن زخمﻫای معده و اثنی عشر و… با استفاده از تار نوری از کاربردهای دیگر لیزر در پزشکی است.
2- یکی از متداولترین لیزرهایی که در جراحی به کار میﺮود لیزر گازی کربنﺩیﺍکسید است. این لیزر باریکه فروسرخ با طول موج تولید میکند که توسط آب کاملا˝ جذب میشود. بافتی که در مسیر باریکهﻯ لیزر قرار میگیرد در اثر گرمای ایجاد شده، تبخیر میشود یا میﺳوزد. باریکهﻯ لیزر را با دقت میتوان کنترل کرد به طوری که فقط چند سلول سطحی را بردارد و یا بافت عمیقتر را ببرد.
3- به طور عمده پزشکان متخصص در بیماریﻫای گوش و حلق و بینی برای جراحی از لیزر گاز کربنیک استفاده میکنند.
4- جراحان دستگاهﻫای عصبی دریافتهﺍند که برای به کار بردن ترکیبی از وسایل جراحی سنتی و لیزر گازیCO2 برای از بین بردن غدهﻫای سرطانی در مجاورت مغز بیمار خطر کمتری دارد. وسایل سنتی برای در دسترس قرار گرفتن محل و لیزر برای برداشتن خودسازه به کار میﺮود. لیزرها همچنین در درمان سردردها و میگرن نیز کاربرد دارند.
5- در جراحی پلاستیک از لیزر ND-YAG و یاقوت و آرگون برای مقاصد مختلف استفاده میشود.
درمان بیماریﻫا
درمان سرطان با کمک لیزر
پزشکان دو یا سه روز قبل از درمان، رنگینه را به بدن بیمار تزریق میکنند که در بافت سرطانی متمرکز میشود. نور آبی- بنفش لیزر کریپتون از طریق تار نوری به محل رشد خطرناک میﺮود. نور لیزر باعث میشود که غدهﻯ مهتابی روشن شود، به طوری که پزشک به آسانی آن را میﺒیند و تشخیص میﺩهد. آن گاه طول موج دیگری از نور لیزر رنگینه را بر غده بر میﺍنگیزند، که انرژی خود را به مولکولﻫای اکسیژن منتقل میکنند، اکسیژن برانگیخته تک سرطان را منهدم میکند.
استفاده از لیزر در درمان بیماریﻫا
کاربرد در درماتولوژی: درمان سوختگیﻫا و زخمﻫای مقاوم به درمان، درمان آکنه، اگزما، پسوریاسیس، ضایعات واقدامات پیشگیرانه مثل جلوگیری از پیر شدن پوست توﺴط لیزر امکان پذیر شده است.
بیماریﻫای عضلانی-اسکلتی و ارتوپدی: در درمان کشیدگیﻫای تاندونی آرتریت روماتوئید، رفع اختلالات موجود در اتصالات عضلانی کمردردها و کشیدگیﻫا به کار میﺮود.
بیماریﻫای عروقی: در درمان واریسﻫای وریدی، ضایعات عروقی حاصله از بدو تولد و … از لیزر استفاده میشود.
لیزرهای باهوش
افزون بر اینﻫا از لیزرها برای دوباره باز کردن شریانﻫای مسدود استفاده می شود که لیزر باهوش در این زمینه توسعه زیادی یافته است. این لیزر به کمک کامپیوتر انواع مختلف بافتﻫا را از روی نور مهتابی آنﻫا تشخیص میﺩهد. لیزر باهوش از یک کامپیوتر، یک لیزر کمتوان برای تشخیص بیماری و یک لیزر پرتوان درمانی و یک تار نوری که انتقال انرژی لیزر به بافتﻫا را بر عهده دارد، تشکیل شده است. تار نوری در داخل شریان مسدود تا محل انسداد کشیده میشود. لیزر کمتوان برای تشخیص شلیک میشود و کامپیوتر بافت را به صورت پلاکت خون، لختهﻯ خون یا قسمتی از دیوارهﻯ شریان تحلیل میکند و تشخیص میﺩهد اگر پلاکت یا لختهﻯ خون باشد با استفاده از لیزر درمانی بخار میشود. مزیت لیزر باهوش در این است که به بافت سالم که زیر پلاکت یا لخته قرار دارد آسیب نمیﺮساند.
لیزرهای خانگی e-trans
لیزر پزشکی e-trans برای اولین بار در سال 1997 در نمایشگاه medica به عنوان لیزر بدون نیاز به تجویز پزشک برای مصارف خانگی معرفی شد. این نوع لیزر توسط لوتز ویلدون، لیزرتراپیست معروف آلمانی تجویز شد.
موارد کاربرد آن عبارتند از:
* تبخال یا هرپسل لب
* لبﻫای ترک خورده
* آبریزش بینی ناشی از سرما خوردگی
* ورم و گرفتگی داخل مجرای بینی
* آکنه یا جوش غرور جوانی
* خراش و زخمﻫای سطحی و بریدگی و پارگی
* نیش حشرات
* تاولﻫا
* سوختگیﻫای موضعی
* آفتاب سوختگیﻫای موضعی
* تحریک پوستی ناشی از تراشیدن ریش
* آسیبﻫای بسته ناخن و ترک خوردگی و شکستگی ناخن
* زخمﻫای دیابتی
* نورودرماتیت
* سندرم تونل کارپ و التهاب تندون دست
* اپیکوندپلیت یا سندرم دست تنسیل بازان
اثرات لیزر بر بدن
1- تحریک سلولی: لیزر باعث تشدید رشد و ترمیم مجدد سلول در پوست، اتصالات، مفاصل، بافتﻫا و… میگردد.
2- افزایش فعالیت بافتﻫا: تولید سلولﻫای زایا، افزایش تولید آنزیمﻫا، پروستاگلاندینﻫا و … را باعث میشود.
3- افزایش قدرت دفاعی بدن: تولید اینترنون (مولکول واسطه در سیستم ایمنی) را باعث می شود.
4- کاهش دادن رشد موهای زاید و از بین بردن موهای زاید.
5- ایجاد واسکولاریزاسیون: شکل گیری عروق جدید خونی که باعث خونگیری بهتر بافتﻫا میگردد را باعث شده که این خاصیت لیزر عامل اساسی جوان شدن مجدد پوست میﺒاشد.
موارد منع استفاده از لیزر در پزشکی
تقریبا˝ هیچ موردی در منع استفاده از لیزر وجود نداشته و فقط به هنگام حاملگی به علت عدم وجود اطلاعات کافی بهتر است از این وسیله با احتیاط استفاده شود.
در مورد انواع مختلف پوست و یا داروهایی که فرد مورد استفاده قرار میﺩهد باید لیزر را با احتیاط بیشتری به کار برد.
خطرات اختصاصی لیزر
1. اشتعال: به علت گرهﻯ ایجاد شده ممکن است لوازم قابل اشتعال مانند لولهﻯ داخی نای، نوار چسب، پماد و پارچه مشتعل شود.
2. تمرکز نامناسب ستون اشعهﻯ مصادف: به علت عدم دقت در کاربرد یا وسیلهﻯ نابهﺠا یا حرکات حادثه ﺳاز میشود.
3. سوراخ شدن سنوج: معلول اثر جملی عدم تمرکز مناسب و کاربرد مداوم جریان است.
4. انعکاس اشعهﻯ مصادف یا تابش متفرق: باید از نگاه کردن مستقیم به پرتو اجتناب کرد. استفاده از عینکﻫای شیشهﺍی محافظ برای جلوگیری از حوادث ضرورت کامل دارد.
تحقیقات
لیزرها در بسیاری از زمینهﻫای علمی به طور وسیع به کار میﺮوند. لیزرها ابزارهای توانمندی هستند که برای بررسی ساختار اتمﻫا و مولکولﻫا و نیز طبیعت واکنشﻫا مورد استفاده قرار میگیرند. در مطالعات زیست شناسی، نور لیزر در ناحیهﻯ مرئی با مواد آلی مثل رنگدانهﻫای کلروفیل، هموگلوبین و ملانین (رنگ قهوهﺍی پوست) برهمکنش میکنند. نور لیزر فرابنفش توسط پروتئینﻫا و اسیدهای نوکلئیک سلول جذب میشود.
پژوهش در شیمی و زیست شناسی
لیزرها میتوانند واکنشﻫایی با سرعت زیر اتمی معادل پیکو ثانیه یا نانو ثانیه را اندازه بگیرند. نوع دیگری از طیف نماییﻫایی که به لیزرهای طیف نمایی رامال موسوم است که لیزرها به آن قدرت تازهﺍی بخشیدهﺍند. در سال 1928 رامال، فیزیکدان هندی متوجه شد نوری که از مولکولﻫای محلول میگذرد طول موجش تغییر میکند. از مشاهدهﻯ تغییرات در طول موج میتوان اطلاعاتی در مورد ساختار مولکولﻫا فهمید.
دکتر آرتوشا ولو از دانشگاه اسکانفورد در مقالهﺍی نوشت که خواص نور گسیلی لیزرها تفکیک بی نظیری را در ساختار فوق ریز امکان پذیر ساختهﺍند. با لیزرها امکانات و راهﻫای بسیاری در عمق طبیعت ماده فراهم است.
طرز کار سلولﻫا را میتوان با تغییر بخشﻫای خاصی از آن در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار داد. لیزر را میتوان از طریق میکروسکوپ روی قسمتﻫای کوچک مثل میتوکندریﻫا و یا کروموزومﻫا متمرکز کرد. این روش ریز تابشﺩهی نام دارد. در سلولﻫایی که رنگدانه ندارند برای رنگ کردن قسمتﻫای سلول از رنگینهﻫای انتخابی استفاده میشود. با یک ریز باریکهﻯ لیزری مثلا˝ میتوان قسمتﻫای ظریفی از کروموزوم را برداشت. با این مطالعات ژنتیکی با تنظیم ظریف، پژوهشگران از طرز کار ژنﻫا در ناحیهﻯ خاصی از کروموزوم آگاهی می یابند.
جداسازی ایزوتوپﻫا و شکافﻫا
از بدو اختراع لیزر یکی از کاربردهای مهمی که برای این ابزار جدید پیشنهاد شد، استفاده از آن در کاربردهای فوتوشیمیایی است. از کلیهﻯ برﻫمکنشﻫایی که به کمک لیزر اجرا میشود، جداسازی ایزوتوپﻫا مورد توجه بسیار قرار گرفت و علت آن کاربردهای وسیع ایزوتوپﻫا در پزشکی، صنعت، نظامی و مسائل علمی است. راه دیگر استفاده از لیزرها به راه انداختن واکنشﻫای شیمیایی است. علاوه بر اطلاع از ساختار اتمﻫا و مولکولﻫا، پژوهشگران مایلند که بتوانند آهنگ وقوع بعضی از واکنشﻫا را سرعت بخشند. یک کاربرد مهم جداسازی ایزوتوپﻫاست مثلا˝ لیزر برای جداسازی ایزوتوپﻫای کربن به کار میﺮود. البته اولین ایزوتوپی که بدین وسیله جدا شد بور بود. در ژانویه 1990 وزیر انرژی امریکا طرح ادارهﻯ انرژی برای توجیه تحول و گسترش تکنولوژی جداسازی ایزوتوپی بخار اتمی اورانیوم توسط لیزر را به کنگره ارائه داد. این طرح برنامهﺍی است که به ساخت نیروگاهی جهت غنیﺳازی اورانیوم توسط لیزر یا جداسازی ایزوتوپی بخار اتمی اورانیوم توسط لیزر منجر میشود که موجب افزایش استفاده از اورانیوم 235 به عنوان منبع انرژی میگردد.
اورانیوم طبیعی مخلوطی از 3/99% اورانیوم 238 و 7% اورانیوم 235 است. برای آنکه بتوان غلظت اورانیوم 235 را افزایش داد به طوری که قابل استفاده برای راکتورهای شکافت باشد، باید از اختلافاتی که بین خواص فیزیکی و شیمیایی آن وجود دارد استفاده کرد که اقتصادیترین راه استفاده از لیزر است. بنابراین روشﻫای متداول برای جداسازی ایزوتوپﻫا اورانیم و همچنین سایر عناصر باید مبتنی بر روش فیزیکی جداسازی باشد و این امر با اختلاف جزئی که در جرم ایزوتوپﻫای مختلف وجود دارد میسر میشود.
ایدهﻯ این جداسازی بسیار ساده است. چون اتم یا مولکولی که ایزوتوپﻫای مختلف دارند از نظر ترازهای انرژی اندکی با هم فرق دارند، لذا طیف جذبی آن نیز قدری متفاوت خواهد بود. ایزوتوپﻫای مختلف در فرکانسﻫای متفاوتی تابش موج الکترومغناطیسی را جذب میکنند. در نتیجه تابش با فرکانس به خصوص میتواند به صورت انتخابی ایزوتوپ مورد نظر را به ترازهای بالاتر برانگیزد، در عین حال سایر ایزوتوپﻫا را دست نخورده باقی بگذارد. به این ترتیب بر حسب نوع برانگیختگی، نمونهﺍی که به صورت انتخابی برانگیخته شده است را به روش فیزیکی و شیمیایی از بقیه جدا میکند.
روشﻫای جدا کردن اتمﻫا و مولکولﻫا
الف) فوتویونش دو مرحلهﺍی اتم: در مرحلهﻯ اول ایزوتوپ مورد نظر اتم توسط جذب طول معینی به حالت برانگیخته در می آید. سایر ایزوتوپﻫا در این فرایند بدون تغییر باقی میمانند. در مرحلهﻯ دوم اتمﻫای برانگیخته شده را میتوان به وسیلهﻯ میدان الکتریکی محیط جدا کرد. در این مرحله نیاز به لیزر پر قدرتی نیست.
ب) تجزیهﻯ فوتونی دو مرحلهﺍی: در این روش مولکولی که حاوی ایزوتوپ مورد نظر است، توسط یک طول موج به خصوص لیزری برانگیخته میشود در حالی که در مولکولﻫای حاوی سایر ایزوتوپﻫا تغییری حاصل نمیشود. سپس مولکول برانگیخته شده توسط پرتو لیزر دوم شکسته میشود. محصولات تجزیه شده با روش فیزیکی یا شیمیایی خاصی جدا میشوند.
غیر این روشﻫا، روشﻫای دیگری نیز وجود دارد که توضیح آنﻫا در این بحث نمیگنجد.
سرد کردن و به دام انداختن اتم
این کار مزیتﻫای فراوانی دارد از جمله: پژوهش برای مطالعه در زمینهﻫای شیمی، فیزیک، فرایندهای مکانیکی کوانتومی، پرش کوانتومی و غیره.
شاید بتوان در دمای پایین با سرد کردن دیوارهﻯ ظرف سرعت اتمﻫا را کم کرد، ولی با این حال میان آنﻫا برهمکنش پیچیدهﺍی وجود دارد. پس این کار بسیار مشکل است. ولی با استفاده از لیزر میتوان این کار را به راحتی انجام داد. طبیعت تکﻔامی لیزر به گونهﺍی است که به هنگام برهمکنش اتمﻫا آنﻫا را مجبور به از دست دادن انرژی میکند. به این عمل سرد کردن لیزری میگویند.
گداخت هستهﺍی
یکی از کاربردهای مهم لیزر در گداخت هستهﺍی است. خورشید یک چشمهﻯ طبیعی انرژی تابشی است که انرژی آن از فرایند گداخت تابشی میﺒاشد. انرژی آیندهﻯ جهان پس از اتمام سوختﻫای فسیلی و حتی اورانیم در راکتورهای شکافت فعلی، از طریق پدیدهﻯ گداخت تامین خواهد شد که سوخت آن را ذرات ایزوتوپﻫای سنگین هیدروژن به نام دوتریم و تریتیم تشکیل میﺩهد. در فشار فوقﺍلعاده عظیم و دمای 20 میلیون درجهﺍی که در خورشید یافت میشود، اتمﻫای هیدروژن گداخته به هم متصل میشوند و هلیوم تشکیل میشود. در طی فرایند گداخت، انرژی خیلی زیاد آزاد میشود که میلیونﻫا بار از واکنش شیمیایی انرژی سوختﻫای فسیلی بیشتر است.
در راکتورهای شکافت از شکسته شدن اورانیم برای رهایی انرژی هستهﺍی استفاده میشود. در مورد راکتورهای گداخت از فشرده شدن عناصر سبک ( دوتریم و تریتیم) برای ایجاد انرژی استفاده میشود. این مستلزم ایجاد گرمایی متجاوز از 40 میلیون درجهﻯ کلوین است. بنابراین هدف از گداخت هستهﺍی به وسیلهﻯ لیزر ایجاد چگالی بسیار بالای ماده است. جرم بسیار کوچک از سوخت در اثر تابش کانونی شدهﻯ باریکه بسیار قوی لیزر به چگالیﻫای بسیار بالا (هزار مرتبه بالاتر از چگالی مایع) برده میشود و طی واکنشی انرژی رها میشود. سوخت اصلی واکنش گداخت دوتریم است که در آب دریای معمولی قابل دسترس است. برآورد کردهﺍند که اقیانوسﻫا حدود 40 میلیارد تن دوتریم دارند. تریتیم از لیتیم به دست می آید که یک عنصر فلز معمولی است. فرایند گداخت فضولات پرتوزا را ایجاد نمیکند و انرژی آن پایان ناپذیر، غیر ممکن و ایمن است. برعکس زمین دارای ذخایر سوخت گداخت فراوان است که میتواند برای کل جمعیت سیارهﻯ زمین میلیونﻫا سال انرژی کافی تولید کند.
مقدار انرژی حاصل در واکنش شکافت بهتﺁور است. لازم به ذکر است که استفاده از گداخت هستهﺍی مسائل نگران کنندهﻯ محیطی از قبیل آلودگی هوا و فضولات پرتوزا ندارد.
ژیروسکوپﻫای لیزری
ژیروسکوپ دستگاهی است که در سیستم ناوبری کشتی و دستگاه کنترل شدهﻯ اتوماتیک هواپیماها و سایر وسایل نقلیه فضایی به کار میﺮود. قسمت اصلی ژیروسکوپ یک چرخ کوچک است که با سرعت می چرخد، میتواند نسبت به محور چرخش آن با تنظیم قبلی در حالت ثابت بماند و در مقابل هر گونه تغییری مقاومت نموده و به حالت اولیه خود باز میگردد. آخرین تحقیقات نشان داده است براساس پدیدهﻯ دوپلرفیزو میتوان از لیزر برای ساخت ژیورسکوپ استفاده کرد.
ژیروسکوپ لیزری حاوی چهار لیزر هلیوم نئوناست به نحوی که مجموعا˝ تشکیل یک مربع را می دهند. در چهار گوشهﻯ این مربع چهار آینه نصب گردیده که هر کدام با امتداد محور لیزرها زاویه˚ 45 تشکیل میﺩهند.
ژیروسکوپﻫا حرکت زاویهﺍی را اندازه میگیرند و برای آشکارسازی و اندازه گیری دوران مثل پیچ و تاب کشتیﻫا به کار میﺮوند. بوئینگ 757 و هواپیمای767 و دستگاهﻫای نظامی نمونهﻯ محلﻫایی هستند که در آن از ژیروسکوپﻫای لیزری استفاده میشود. ژیروسکوپﻫای لیزری آنچنان حساسﺍند که میتوانند تغییر در حرکت نور را که از دوران زمین ناشی میشود اندازه بگیرد.
پرتابﻫای لیزری، فضاپیماها و جنگ ستارگان
سازمان دفاع استراتژیک امریکا دستگاهﻫای لیزری را تکامل بخشیده است تا بتواند فضاپیماهای کوچک موسوم به میکرو فضاپیما را که تنها 24 کیلوگرم وزن دارد، با دستگاه پرتاب مستقیم به نام تفنگ ریلی در مدار قرار دهد. برای انجام این عمل به لیزرهایی نیاز داریم که بتوانند 20 تا 50 مگاوات توان را برای مدت 10 تا 20 دقیقه فراهم آورند. این گونه فضاپیما، فضاپیمای نوری نامیده میشود که باید سوار بر لیزر در مدار قرار گیرند.
وسیله نقلیهﻯ مداری تک مرحلهﺍی با 120 کیلوگرم وزن از لیزر الکترون آزاد 100 مگاواتی پایگاه زمینی استفاده میکنند تا مستقیما˝ توان به موتور فضاپیما انتقال یابد. تپﻫای لیزری پر قدرت متمرکز روی فضاپیما، هوا و سوخت را گرم میکنند و مانند تپ جت گرمای لیزری وسیلهﻯ نقلیه را در فضا به پیش میﺮانند. لازم به ذکر است فضاپیماهای نوری هزینهﻯ حمل و نقل و مسافرتﻫای فضایی را تا حداقل کاهش میﺩهد.
پژوهش در سازمان ابتکار دفاع استراتژیک که بیشتر به جنگ ستارگان معروف شده است به عنوان دستگاه دفاعی آینده توسط امریکا دنبال میشود. گروهی از لیزرهای پر توان مستقر در فضا میتوانند ماهوارهﻫای دشمن را منفجر یا موشکﻫای هستهﺍی قاره پیمای شلیک شده را قبل از رسیدن به هدف منهدم کنند. تنها عامل بازدارنده فعلی حجیم بودن هواپیماهای حامل اینگونه لیزرهاست.
ارتباطات
وقتی پژوهشگران آزمایشگاه بل بر روی لیزر کار می کردند، متوجه شدند که ارتعاشﻫای صدای آنﻫا ارتعاشﻫﺍی متناظری را درباریکهﻯ لیزر ایجاد میکند. تعجب وقتی بیشتر شد که آنﻫا یک گوشی بر نوسان نمایی که باریکهﻯ لیزری را نشان میﺩاد وصل کردند و صدای خود را شنیدند.
از گفته بالا می توان نتیجه گرفت که لیزر توانایی دریافت اطلاعات را دارد.
برای استفاده از نور لیزر برای انتقال اطلاعات باید از لیزری استفاده کنیم که به طور پیوسته کار میکند. علی جوان یکی از دانشمندان آزمایشگاه بل با مخلوط دو گاز هلیوم و نئون توانست لیزر پیوسته را تولید کند. علت استفاده از دو گاز آن است که وقتی اتمﻫای یکی از گازها را برانگیزیم به تراز انرژی بالاتر رفته و در آنجا باقی میماند تا انرژی را به گاز دیگر منتقل سازد و این انرژی را به صورت تابش آزاد کند. وی با ابداع آینهﻫای تشدید کننده توانست قدرت لازم برای ایجاد لیزری پیوسته به وجود آورد.
حال اگر بخواهیم از لیزر برای انتقال اطلاعات استفاده کنیم بدون شک بهترین روش استفاده از فیبر نوری است.
تار نوری
تار نوری را از سیلیسم می سازند. سیلیسم جز اصلی ماسه است و به وفور یافت میشود. تار نوری مغزی از شیشه در داخل و لایهﺍی به نام غلاف در خارج تشکیل شده است.
غلاف هم از شیشه است ولی با مغزی متفاوت دارد. غلاف مثل آینه عمل میکند و باریکه نوری را در تار نوری حرکت میﺩهد تا بازتاب کلی روی دهد. در نتیجه باریکهﻯ لیزر به دام میﺍفتد تا از انتهای دیگر خارج شود.
برای تولید فیبر نوری، ابتدا ساختار آن دریک میله شیشهﺍی موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجاد میگردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده و تبدیل به فیبر میگردد. از سال 1970 روشﻫای متعددی برای ساخت انواع پیش سازهﻫا به کار رفته است که اغلب آنﻫا بر مبنای رسوبﺩهی لایهﻫای شیشهﺍی در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارد.
اگر چه تار نوری شکستنی به نظر میﺮسد، ولی از فولاد مقاومتر است و میتواند بیشتر از600000 پوند بر اینچ مربع نیروی کششی را تحمل کند. بر خلاف شیشه معمولی، تارهای نوری شکننده نیستند. از اوایل دههﻯ 1970 لیزرهای دیویدی نیم رسانای حالت جامد ظاهر شدند. این لیزرها را از بلورهای کوچکی که دو سر آن صیقل داده شده، موسوم به گالبوم ارساید میﺳازند. این لیزر باریکه پیوسته ایجاد میکند به همین خاطر میتوان از آن در مخابرات نوری استفاده کرد.
اولین کاربرد تجاری لیزرها و تار نوری برای ارتباطات مکالمهﺍی در امریکا بود.
برای ارتباط بین دو نقطه در یک مسافت کوتاه، مثلا انتقال اطلاعات در درون یک ساختمان، لیزرهای نیمه رسانا جالبترین منابع هستند.
سولیتونﻫا
در چند دهه اخیر دانشمندان دریافتهﺍند که برای انتقال اطلاعات در فاصلهﻫای دور مثلا˝ زیر دریا نیاز به امواج خاصی دارند که تغییر شکل ندهند. این امواج را دکتر لین مولنائه اختراع کرد و سولیتون نامید.
همچنین تارهای نوری با مغزی خیلی کوچک برای انتقال سولتیونﻫا رونق یافتهﺍند. لازم به ذکر است پوشش دادن تارهای نوری با عنصر آربیم موجب کامل کردن فیبر به عنوان تقویت کننده میشود.
مزیت تارهای نوری
1- امواج نوری بر خلاف سیمﻫای مسی تحت تاثیر سایر وسایل الکتریکی، توفانﻫای آذرخشی یا خطوط قدرت، قرار نمیگیرد و از این رو صوت بدون تداخل انتقال می یابد.
2- تاسیسات خطوط تلفنی با تار نوری کم هزینهتر از دستگاه با سیم مسی است. هم چنین دستگاهﻫای تار نوری سبکترند و کار کردن با آنﻫا برای کارگران آسانتر است.
3- تارهای نوری به تقویت کننده کمتری احتیاج دارند. منظور از تقویت کننده وسیلهﺍی است که بتواند قبل از محو شدن نور لیزر دوباره به آن انرژی بدهد. این کار توسط یک لیزر دیگر که در امتداد فیبر تابیده میشود تامین میگردد.
4- برای انتقال اطلاعات حیاتی یا سری برترند. نمیتوان بدون آشکار شدن به آنﻫا گوش داد.
5- دستگاهﻫای تار نوری را میتوان در محلی نزدیک تدارکات جنگی یا نواحی مخازن سوخت قرار دارد بدون اینکه از ایجاد جرقه که گاهی با الکتریسیته جاری درسیمﻫای مسی پیش می آید ترسی وجود داشته باشد.
چگونگی انتقال اطلاعات
می دانیم که اگر نور از یک محیط به محیط دیگر وارد شود به دلیل تغییر سرعتش میشکند. اما اگر زاویهﻯ تابش از زاویهﻯ حد بیشتر باشد، بازتاب کلی رخ داده و نور در محیط اولیهﺍش بازتاب میکند. حال اگر ما بخواهیم برای انتقال اطلاعات از لیزر استفاده کنیم ابتدا باید اطلاعات را به روشﻫای مختلف به لیزر انتقال داده تا طول موج خاصی را به دست آوریم و سپس آن را به گونهﺍی به داخل فیبر بفرستیم تا بازتاب کلی رخ دهد.
ارتباطات لیزری در فضا
ارتباط لیزری در فضای خارج بدون جو خیلی کارآمد شده است. مثلا˝ سازمان ملی هوا نوردی و فضایی امریکا (ناسا) لیزر گازی آرگون را تکامل بخشید که می توانست سیگنالﻫایی به ماهوارهﺍی بفرستد که در مداری می چرخید و به آشکارﺳاز باریکهﻯ لیزری مجهز بود. یعنی کاشف36 که در ژانویه 1968 پرتاب شده بود، لیزر در مرکز مریلند مستقر بود و اطلاعات را باریکهﻫای نور لیزری از طریق فضا به آشکارساز ماهواره میﻔرستاد. پیامﻫا به شکل باریکهﻫای لیزری دریافت و پس از تبدیل به بسامدهای رادیویی به زمین مخابره میشد.
نیروی هوایی امریکا ارتباطات لیزری با ماهواره را چنان تکمیل بخشید که می توانست جابهﺠایی دادهﻫا را با آهنگ یک میلیون بایت اطلاعات در ثانیه انجام دهد. این امر دارای مزیت است که پارازیت انداختن در آن ناممکن میشود و برای انتقال اطلاعات مهم یا محرمانه ایمنی کامل را فراهم میﺁورد. دادهﻫا میتوانند بین ماهوارهﻫا، زمین و ماهواره، از ماهواره به زمین یا کشتی انتقال یابند.
ارتباط فضایی بین دو ماهواره و یا بین یک ماهواره و یک ایستگاه زمینی که در یک شرایط جوی مطلوب قرار گرفته است. لیزرهایی که در این مورد استفاده میشوند عبارتند از ND-YAG (با آهنگ انتقال 10 بایت در ثانیه) و یا CO2 (با آهنگ انتقال 10×3 بایت در ثانیه). گرچه لیزر CO2 نسبت به ND-YAG دارای بازدهی بالاتری است ولی دارای این اشکال نیز است که نیاز به سیستم آشکارسازی پیچیدهتری دارد و طول موج آن هم به اندازهﻯ 10 مرتبه بزرگتر از طول موج ND-YAG است.
ارتباط در زیر دریا به کمک لیزر
فقط با استفاده از امواج رادیویی بلند میتوان با زیر دریاییﻫای مدرن ارتباط برقرار کرد زیرا امواج کوتاه توسط آب جذب و پراکنده میشوند و نمیتوانند به اعماق آن نفوذ کنند. اما اشکال استفاده از امواج فوقﺍلعاده بلند این است که نیاز به فرستندهﻯ قوی دارد. مثلا˝ برای یک ایستگاه رادیویی استفاده از آنتنﻫایی که با طول موج بلند کار میکنند، نیاز به یک فرستنده با قدرت kw2000 دارد و آنﻫا باید روی 26 برج به ارتفاع m300 نصب شوند. مطمئنا˝ استفاده از چنین سیستمﻫایی بر روی زیردریایی ممکن نیست زیرا موجب ایجاد ارتباط یک طرفه با دریا میگردد و زیر دریایی باید به روی سطح آب بیاید تا آن را دریافت کند.
این دستگاه قادر است 200 کلمه خبر سری را در ثانیه مخابره کند و در امریکا برای این منظور ارتباطی لیزری بر اساس استفاده از لولهﻫای زیر دریایی پیﺮیزی کرده است که در صورت موفقیت یکی از سریعترین راهﻫا برای مکاتبه سری قرار خواهد گرفت.
کاربردهای لیزر ND-YAG
* در عملیات زمینی، تانکﻫا و سایر وسایل موتوری در فاصله یابی از لیزر یاقوتی یا ND-YAG استفاده میکنند.
* برای برداشتن غدهﻫای سرطانی که راه هوا را بر ششﻫا میﺒندند.
* تابش درمانی
* برداشتن نوعی غده در مثانه.
* چشم
* بستن راه رگﻫا برای جلوگیری از خونریزی در بیمارانی که مقدار زیادی خون از دست دادهﺍند.
* با لیزر ND-YAG دروننما میتوان علاوه بر رودهﻯ کوچک به تمام قسمتﻫای مجرای گوارش دست پیدا کرد.
* برداشتن گوشتﻫای اضافی .
* برداشتن غدهﻫای بزرگ مری یا رودهﻯ بزرگ.
پرتو افشانی بر هنر دیرینهﻯ تاریخ
وقتی یک لیزر کمتوان را به جمجمهﻯ انسان بتابانیم، با چرخش جمجمه باریکهﻯ لیزری باز تابیده میشود و به وسیلهﻯ یک دوربین ویدئویی به یک کامپیوتر پیشرفته وصل میشود و ما میتوانیم اطلاعات مربوط به جمجمه را به وسیلهﻯ کامپیوتر ثبت کنیم و کامپیوتر این دادهﻫا را ترکیب میکند و میتواند صورت صاحب جمجمه را مانند انسانی زنده به نمایش درآورد. از این روش برای بازسازی چهرهﻯ شخصی به نام آیموندویک برای بازسازی یک فیلم سینمایی استفاده شده است.
ایمنی لیزرها
لیزرها نوع بسیار خاصی از منابع نوری هستند و تفاوت آنﻫا با پرتو معمولی عبارتند از: تکﺮنگ بودن، باریک بودن پرتو، واگرایی کم پرتوهای لیزر. و به همین دلیل پرتو روی بیم با افزایش فاصله به سرعت کم نمیشود بلکه تغییرات آن جزئی است. لذا در فواصل دور از منبع نیز میتواند خطرناک باشد. حال آنکه موارد منابع معمولی نور چنین نیست و با دور شدن از منبع شدت نور کاهش می یابد.
بنابر همین تفاوت امر حفاظت در برابر اشعه به صورت جداگانه مورد بررسی قرار میگیرد.
اثرات بیولوژیکی پرتوهای لیزر: به دلیل بالا بودن شدت، پرتو لیزر میتواند بر پوست و چشم اثر بگذارد و باعث سوزاندن و سوراخ کردن یا برش دادن بافت شود. لذا حدود متفاوتی برای آنﻫﺍ در نظر گرفته شده است.
اندازهگیری پرتوهای لیزری و حدود آنﻫﺍ: اندازهگیری آنﻫﺍ بر دو نوع است:
1-اندازهگیری شدت و یا انرژی است که معمولا از نظر حفاظت در برابر اشعه به کار نمیﺮود زیرا قرار گرفتن یا قرار دادن پوست یا چشم در مقابل بیم لیزر ممنوع است و این اندازهگیری اغلب در مواردی که عمومی نیست استفاده میشود و متخصصین ساخت یا کار با لیزر از آن استفاده میکنند.
2- اندازهگیری شدت پرتوی پراکنده در محیط کار با لیزر در اطراف بیم اصلی آن و نقاطی که احتمال پراکندگی وجود دارد.
طبق استاندارد جهانی، لیزرها پس از ساخته شدن براساس توان خروجی طبقه بندی میشوند. هر لیزر برچسبی باید داشته باشد که کلاس و توان و نوع آن را ثبت کند.
حفاظت در برابر پرتوهای لیزری:مهمترین نکته حفاظتی کار با لیزر عبارت است از:"نگاه کردن به پرتوی لیزر یا تاباندن مستقیم آن به چشم خطرناک است."
نکات ایمنی کار با لیزرII:
1- نباید پرتوی لیزر بیش از 25/0 ثانیه به چشم کسی تابانده شود.
2- علامت هشداردهندهﻯ حاول اطلاعات مربوط به لیزر باید در آزمایشگاه کار با لیزر نصب شود.
3- مسیر بیم پس از خاتمه مسیر مفید آن بسته شود.
4- یک نفر به عنوان مسئول مشخص شود.
نکات ایمنی کار با لیزر lllA :
علاوه بر نکات بیان شده برای ll:
1- تنها افراد آموزش دیده حق استفاده از آن را دارند.
2- نگاه کردن با استفاده از وسایل نوری متمرکز کننده ممنوع است.
3- رنگ دیوارها که لیزر در آن قرار دارد باید روشن باشد و نور کافی داشته باشد.
نکات ایمنی کار با لیزر lllB و lV :
1- نکات لیزر ll و lllA.
2- در محیط کنترل شده با علائم هشداردهنده از آنﻫﺍ استفاده شود.
3- سطح منعکس کننده نباید جلوی بیم باشد.
4- طراحی به نحوی که خط دید پایینتر یا بالاتر از خط دید طبیعی افراد در آزمایشگاه باشد.
5- درهای آزمایشگاه باید Interlock باشد.
6- بیم لیزر نباید متوجه در یا پنجرهﺍی باشد که احتمال عبور افراد از پشت آن وجود داشته باشد.
7- کلیهﻯ کارکنان باید از عینکﻫای مخصوص استفاده کنند.
نکاتی در ارتباط با ایمنی کار با لیزرها:
1- بیم لیزر متوجه مواد یا وسایل قابل اشتعال نباشد.
2- در آزمایشگاهﻫای تحقیقات مسیر بیم معمولاً باز است، لذا در اینگونه موارد باید یک پوشش متحرک مناسب برای آن در نظر گرفته شود.
3- دستگاه لیزر حتماً باید دارای قفل باشد و کلید آن هنگامی که از لیزر استفاده نمیشود از لیزر خارج گردد و فقط شخص مسئول کار با دستگاه مجاز به استفاده از این کلید برای روشن و خاموش کردن دستگاه باشد.
4- لازم است بسیاری از لیزرها دارای تایمر باشند تا مدت زمان پرتودهی کنترل و پس از مدت معین قطع شود.
5- بهتر است روی دستگاه علامت خطری وجود داشته باشد که هنگام اتصال دستگاه به برق روشن و در صورت عدم وصل بودن خاموش باشد.
6- در مورد لیزرهای ماورابنفش به خصوص UN-C احتمال وجود گاز ازون در آزمایشگاه افزایش می یابد بنابراین وجود تهویه ضروری است.
وظایف مسئول فیزیک بهداشت مراکز کار با لیزر:
1- در مراکزی که از لیزرهای کلاس lllA و بالاتر استفاده میکنند یک نفر به عنوان مسئول فیزیک بهداشت باید مشخص شود. این شخص باید از خطرات لیزر اطلاع کافی داشته باشد.
2-او باید دیگران را از خطرات لیزر و روشﻫای حفاظت در برابر آن بااطلاع کند.
3- افراد کارکن مجاز به کار با لیزرند که توسط مسئول فیزیک بهداشت کنترل میشوند.
4- محیطی که شدت پرتوی لیزر در آن زیاد است باید توسط این مسئول تعیین و علامت گذاری شود.
میزان خطرناکی
نوع پرتو
توان پرتوی خروجی
نوع لیزر
بیﺨطر
کمﺨطر
نسبتاً خطرناک
خطرناک
بسیار خطرناک
مرئی
مرئی
مرئی
مرئی و یا نامرئی
مرئی و یا نامرئی
بسیار کم
کمتر از mw1
کمتر از mw5
بیش از w5/0
بیش از w5/0
1 (I)
2 (II)
A3 (IIIA)
B3 (IIIB)
4 (IV)
فصل سوم:
بازدیدها
روز چهارشنبه تاریخ 9/10/83 بیمارستان فارابی-آقای دکتر علی امینی/جهت آشنایی با کاربرد لیزر در علم چشم پزشکی و درمان بیماریﻫای چشم.
* از چه لیزرهایی برای بیماری چشم استفاده میشود؟
از انواع لیزرهای YAG که ماده فعال آن بلور جامد است، استفاده میشود. البته در گذشته از لیزر آرگون استفاده امروزه به علت داشتن حجم زیاد و نگهداری مشکل از آن استفاده میشود و با تغییری که در ماده فعال و خروجی لیزرهای ND-YAG دادهﺍند، به جای لیزرهای آرگون به کار میﺒرند.
* مزایای استفاده از لیزر به جای لوازم جراحی سنتی چیست؟
مزایای آن بسیار است از جمله:1. احتمال عفونت کمتر 2. سهولت کار پزشکان 3. مدت زمان جراحی کمتر 4. خونﺮیزی کم و …
* چگونه خروجی لیزر را کنترل میکنند؟
هر لیزر یک افکتی دارد که آن را با استفاده از دستگاه کنترل میکنند که میتوان تمامی خصوصیات لیزر را از جمله طول موج، تنظیم کرد.
* استحاله لکهﺍی چیست و درمان آن با لیزر چگونه است؟
با افزایش سن لایهﻫای چشم نازک شده و در نتیجه رگﻫﺍی بزرگی به آن نفوذ کرده و بینایی را کاهش میﺩهد. به این پدیده استحاله لکهﺍی یا ماکول ﺩیزارشین میگویند.
* در چه مواردی میتواند ناﺒینایی را برطرف کند؟
لیزر فقط در صورت جدا شدن مشمیه که موجب کور شدن چشم میشود، کاربرد دارد. یا کور شدن چشم در صورت بیماری آب مروارید میتواند بینایی را بازگرداند.
* استفاده از لیزر چه عوارضی بر چشم دارد؟
هر عملی عوارض جانبی خود را دارد، برای مثال کسانی که چشمان خود را برای برداشتن عینک عمل میکنند پردهﻯ چشم آنﻫﺍ نازکتر شده و احتمال پارگی پرده چشم بیشتر است.
* در کدام ﺒیماریﻫا لیزر پاسخگو نیست؟
در بیماری قوز قرنیه به علت آن که قرنیه دارای انحنای زیادی میﺒاشد وعدسی بسیار نازک است لیزر نمیتواند برای آن مفید باشد زیرا لیزر خود موجب نازکتر شدن عدسی چشم میشود.
روز دوشنبه مورخ 30 آذر / دندان پزشکی آقای باقرپور / کسب اطلاعات در مورد استفادهﻯلیزر در دندان پزشکی
* در چه مواردی استفاده می شود؟
در قالب سازی و سفید کردن، پر کردن و تراشیدن دندان
* نحوهﻯکار آن چگونه است؟
بافتی متشکل از اپتیلیوم و بافت هم ضد بدون عضله که اپتیلیوم لیبل و باکال را به لثه متصل می کند.
* پویوزتیت یعنی چه؟
بیماری پیشرفته معروف به پیوره همراه با حرکت دندان، تحلیل لثه و استخوان.
* آیا لیزر استفادهﻯ وسیعی دارد؟
در حال حاضر به خاطر هزینهﻯ زیاد،( به خصوص در ایران) زیاد کاربرد ندارد.
* اختلالات جویدن چیست و لیزر در درمان آن چه کاربردی دارد؟
عدم هماهنگی در الکوژن(تماس کامل دندان های فک بالا و پایین با یکدیگر) و حرکت فک پایین نسبت به فک بالا (حرکات پیش گرایی و طرفی) را که باعث اختلال در جویدن صحیح غذا می شود را اختلال جویدن می گویند.
باحذف نقاط پیشرس در دندان ها و یا از بین بردن اختلالات مفصل TM (تم پرو مردیگولار- گیجگاهی فکی) .
* لیز چگونه موجب سهولت کار دندان پزشکان می شود؟
موجب صرف وقت کمتر می شود و عوارض، خونریزی و درد بعد از جراحی را کاهش می دهد و همچنین التیام بافت سریع تر صورت می گیرد.
روز چهارشنبه مورخ 9 دی / دانشگاه شهید بهشتی / مصاحبه با جناب آقای دکتر مسعودی جهت آشنایی با لیزر
* پمپاژ را تعریف کنید؟
پمپاژ جهت برانگیختن الکترون ها به تراز انرژی بالاتر به کار می رود. لازم به ذکر است که پمپاژ جزئ سه المنت اساسی لیزر است.
* چه کاری می توان انجام داد تا سطوح بالاتر جمعیت بیشتری داشته باشند؟
به وسیله پمپ کردن الکترون ها به تراز انرژی بالاتر و ایجاد وارونگی جمعیت.
* چگونه اطلاعات را به وسیلهﻯهوگورافی به یک موشک خودکار می دهند؟
ابتدا تصویر سه بعدی مناظر مورد نظر را به حافظهﻯ موشک می دهند تا موشک با مقایسهﻯ تصاویر در حافظه و تصاویر گرفته شده توسط لیزر به طور خودکار عمل می کند.
* کاربرد لیزر در مخابرات و ارتباطات چیست؟
اطلاعات را به روش های مختلف به لیزر می دهند و نوری را که با طول موج جدید به دست می آید' به درون فیبر نوری می فرستند.
* کاربرد لیزر در صنعت نفت چیست؟
در صنعت نفت کاربردهای زیادی دارد از جمله جوش دادن و برش دادن لوله های نفت، تعیین فشار و دمای چاه های نفت، نشت یابی در مخازن نفت و ارتفاع سنجی مخازن نفت.
* استفادهﻯ لیزر در کامپیوتر چیست؟
لیزرهایی از جمله لیزر دیود نیمه رسانا در دیودیﻫا و کامپیوترها به کار می روند در ضمن خود یک هولوگرام است که به وسیلهﻯ لیزر خوانده میشود.
* لیز در کشاورزی چه کاربردی دارد؟
هم اکنون پژوهشﻫایی در زمینهﻯ اثرات لیزر بر روی دانهﻫای گندم و برگ درختان جهت افزایش محصولی با کیفیت بالا در حال انجام است.
ما در روز دوشنبه مورخ /11/1383 به انرژی اتمی ایران رفتیم که آقایان دکتر صباغ زاده و دکتر صدر در این زمینه همکاری لازم را با ما به عمل آوردند. بازدید ما به شرح زیر است:
در قسمت اول به مناطق کار بر روی لیزرهای گازی رفتیم و با لیزرهایی چون CO2 و هلیم نئون آشنا شدیم. در لیزرهای CO2 در یک لولهﻯ شیشهﺍی بسیار باریک قرار دارد که درون این گاز تخلیهﻯ الکتریکی صورت میگیرد. لیزرهایCO2 به دلیل داشتن طول موجی به اندازﻩﻯ فرابنفش با چشم دیده نمیشود وبرای استفاده از آن در کارهای مختلف مجبور بودند به همراه آن نیز کمی لیزر هلیوم نئون باشد که نور لیزر را مرئی و قابل استفاده نماید.
بعد از لیزرهای CO2 به سراغ لیزرهای هلیوم نئون رفتیم. در این لیزرها دو آینه باید کاملا˝ با هم موازی و محیط فعال بر آنها عمود باشد. لیزرهای هلیوم نئون با توانی حدود2 تاmW10کاربرد بسیار زیادی دارند که لیزرهای هلیوم نئونی با توان mW40نیز در حال ساخته شدن است. برای افزایش توان لیزر باید طول لیزر را افزایش دهیم. بنابراین لیزرmW40بسیار درازتر و تقریبا˝ بسیا باریک تر از لیزرmW 2بود و کاتد آن هم خیلی بزرگتر از آند بود زیرا هنگام ایجاد نور لیزر کاتد بسیار داغ میشود و اگر بزرگ باشد گرما در سطح آن پخش شده و عمل خنک کردن آن راحتتر صورت میگیرد. کاتد ورﻘهﻯ آالومینیومی نازکی با خلوص% 99/99 است . اگر کاتد این چنین بزرگ نباشد در کسری از ثانیه بخار خواهد شد.
در قسمتی از بازدید خود با رشد بلور آشنا شدیم که آقای دکتر اسماعیلی برای ما در این باره صحبت کردند.
همان طور که میﺩانیم محیط فعال یکی از سه المنت اساسی لیزر است. محیط فعال در لیزرهای جامد بلور است. این بلورها طی فرآیند خاصی ساخته میشوند که آقای دکتر اسماعیلی به طور مختصر توضیح دادند.
برای شروع کار سه مادهﻯ کادمیم، نئودینیم و ایتیریم را در دستگاهی قرار می دهند و تا دمای C˚1800حرارت می دهند تا به صورت مذاب در آید. سپس یک نطفه که قلب بلور ما را تشکیل میﺩهد وارد دستگاه شده و به سطح مذاب می چسبد و طی یک حرکت چرخشی و کششی با دو موتور مجزا و تنظیم دما (مثلا˝ از C˚1800' ˚ C30دما کاهش یابد) بلور در همهﻯ جهات رشد پیدا میکند و بزرگ و بزرگتر می شود. مدت زمان 18 شبانه روز طول میکشد تا 900گرم بلور به ازای 900گرم مادهﻯ اولیه ساخته شود. لازم به ذکر است نطفه که داخل مواد مذاب قرار میگیرد (درست مثل ساخت نبات ) میلهﻯ باریکی درست از جنس همان کریستالی است که قرار است ساخته شود و بهترین قطعه از کزیستال قبلی ساخته شده است. در بلور ساخته شده، قسمت بالا به صورت کله قند و قسمت پایین گرد است. وقتی ما به آنجا رفتیم بلور ساخته شده در مرحلهﻯ سرد شدن بود به طوری که به ازای هر 1 ساعت 1 درجه ﻯ سانتیگراد دما کاهش پیدا میکند تا به دمای ˚C100برسد پس از آنجا به بعد روند کاهش دما افزایش می یابد (اگر عمل سرد شدن به صورت ناگهانی صورت گیرد بلور ترک می خورد و میشکند) بعد از سرد شدن کامل دو طرف بلور پولیش شده و بهترین قسمتﻫای آن از نظر اپتیکی که هیچ گونه ترک و خراشی ندارد به وسیلهﻯ لیزر دیگری تشخیص داده میشود و برای محیط فعال استخراج میشود که در واقع به اندازهﻯ یک لولهﻯ خودکار است. لازم به ذکر است قبل از تزریق مواد اولیه درون دستگاه، محیط آن باید کاملا˝ خلا شود. بلور ساخته شده که در واقع همان یاقوت یا همان الماس مصنوعی است بی رنگ است که با تزریق موادی مثل اکسید کروم رنگ میگیرد.
در قسمت بعد به اتاق مطالعه بر روی کاواک لیزر رفتیم، که خانم موحدی توضیحات مختصری در این باره به ما دادند که به شرح زیر است:
هر لیزر توان خاص خود را دارد که متناسب با توان لیزر از کاواک متناسب استفاده میشود. بری این کار آینهﻫای ساخته شده را با استفاده از لیزرND-YAG مورد مطالعه قرارمیﺩهد و خراش و صدمهﻫای ناشی از تاباندن لیزر را با استفاده از یک میکروسکوپ 40 برابر کننده که به یک مانیتور وصل است، بررسی میکنند.
در بخش بعدی از بازدید خود آقای دکتر سید محمد رضا صدر ما را داخل اتاق تمیز بردند که در آنجا بر روی لیزرها کار میشود . با توجه به اینکه نشستن هر گونه گرد و غبار بر روی دستگاه لیزر موجب ایجاد اختلال در به وجود آمدن لیزر میشود، مجبور بودند که فشار اتاق را کمی بالاتر از فشار هوای بیرون ببرند که این کار مانع ورود گرد و غبار از خارج به داخل میشد که حتی کارکنان در بسیاری از موارد احساس سر درد میکردند. در قسمتﻫای پایین اتاق فیلترﻫای زیادی وجود داشت که به کمک این فیلترها هوا به چرخش در می آمد که همین امر موجب افزایش فشار هوای اتاق میشد. کارکنان این قسمت باید لباس مخصوصی می پوشیدند.
فصل چهارم:
نتیجه گیری
پیشنهادات
فنﺁوری همیشه در حال تکامل میﺒاشد و ممکن است تحقق یک اختراع در مدت بیست، چهل یا حتی شصت سال آتی روی بدهد. شاید استفاده از اختراعاتی که صحبت از آنﻫا میشود، در عصر حاضر ناممکن به نظر برسد، همانگونه که استفاده ازفنﺁوری پرتو لیزر برای مردمان شصت سال پیش ناممکن تصور میشد. اکنون به بعضی از اختراعات آینده که ممکن است به وجود آید می پردازیم:
پرتوﻫای لیزر را میتوان با هر نوع منبع انرژی تقویت کرد، صوت نیز شکلی از انرژی است. شاید روزی لیزر را بتوان توسط انرژی صوتی نیز، تولید کرد. کافی ﺍست بر سر مادهﻯ مولد لیزر فریاد بکشیم و شاهد تابش پرتو لیزر باشیم.
اندازهﻯ بعضی از لیزرﻫا حتی از سلولﻫای میکروسکوپی که اندامﻫای بدن را تشکیل میﺩهند کوچکتر خواهند بود. لیزرﻫا نیز روز به روز کوچکتر میشوند. در آینده وسیلهﻯ بسیار ریزی که مجهز به لیزر بسیار کوچکی است به درون بدن تزریق خواهد شد. این وسیلهﻯ میکروسکوپی در رگﻫای خونی به گردش در خواهد آمد و لخته خونی مشکل آفرین توسط لیزر برطرف خواهد شد. آن وقت خود این وسیلهﻯ میکروسکوپی نیز به صورت قطعات کوچک بی ﻀرر جذب بدن خواهد شد.
امروزه کار چاپ و نشر روی یک میز کار امری عادی است.آیا میتوان کارﺨانهﺍی ساخت که روی یک میز جای بگیرد؟ شما میتوانید یک مادهﻯ خام چند منظوره را توی یک ماشین قرار دهید. لیزرﻫا قادر خواهند بود آن را ببرند، قالبﺮیزی کنند، شکل بدهند و به دهﻫا بخش مختلف متصل کنند. از همین ماده، اما با برنامه ریزیﻫای کامپیوتری مختلف، میتوان یک کارخانهﻯ رومیزی احداث کرد که قادر خواهد بود از یک ساعت تا کامپیوتر را بسازد.
پرتوی لیزر به صورت پالسﻫای نور در امتداد فیبرﻫای نوری حرکت میکنند. آیا میشود روزی پرتوﻫای نور را به صورت یک وسیلهﻯ حمل و نقل در آورد که علایم لیزر را به اجسام واقعی تبدیل کند؟ یعنی این که پرتو لیزر قادر به تهیهﻯ مواد غذایی، نوشیدنی، پوشاک و دوستانی از آن سوی کابلﻫا گردد.
همهﻯ اشیا از مجموعهﻯ اتمﻫا تشکیل یافتهﺍند. اتمﻫا خیلی کوچکند و از یکدیگر فاصله دارند. میزرﻫا میتوانند اتمﻫای سازندهﻯ مواد را با سرعت معینی به ارتعاش درآورند. در یک فرآیند ارتعاش اتمﻫا، آیا میتوان اتمﻫای مرتعش یک جسم را از میان اتمﻫای جسم دیگر عبور داد؟ اگر این پدیده روی دهد، در آن صورت شما میتوانید از یک دیوار عبور کنید.
خلاصهﺍی از متن با توجه به
سخنرانی جناب آقای رضا امرالهی معاون نخست وزیر و رئیس سازمان انرژی اتمی ایران در جلسهﻯ افتتاحیهﻯ کنفرانس لیزر و کاربردهای آن در ایران. 25-21 شهریور.
ضمن خیر مقدم به جناب آقای مهندس موسوی نخست وزیر، نمایندگان محترم ریاست جمهوری اسلامی ایران، نمایندگان محترم مجلس شورای اسلامی، میهمانان ارجمند و دانشمندان کشورهای مختلف که در این کنفرانس حضور دارند و بالاخره مدعوین عزیز و دانشمندانی که در کنفرانس لیزر و کاربردهای آن شرکت فرمودهﺍند، به مناسبت ماه محرم سخن را با کلام حضرت امام حسین(ع) شروع مینماییم. به فرمایش حضرت امام حسین(ع) گفتگوی علمی نطفهﻯ ازدیاد فهم است و انشاءﷲ چنین نشستی باعث خیر و برکت، اعتلا و ازدیاد دانش در این رشته باشد. سخن این کنفرانس روزنهﺍی است به سوی نور و جهانی از علم که "لیزر" نامگذاری شده است.
پرتوی خورشید و ستارگان که بارها در قرآن کتاب آسمانی ما بدانﻫا اشاره شده است. به وسیلهﻯ پدیدهﻯ شگفت گداخت Fusion به کرهﻫا هستی میﺒخشد که از نوع تشعشع خود به خودی و ناهمدوس است ولی جالب توجه آنکه هر روز صبح در ارتفاع حدود 65 کیلومتری کره مریخ حاصل از گسیل برانگیخته در محیط CO2 آن به عنوان یک لیزر طبیعی پرقدرت نمایان میشود. به طوری که انرژی این لیزر طبیعت که در سال 1980 وجود آن کشف گردید، معادل انرژی هزاران بمب هستهﺍی میﺒاشد و بدین ترتیب قویترین لیزر موجود از آن طبیعت است. این خود تلاشﻫای زیادی را در جهت بهینه سازی این وسیلهﻯ پرانرژی فرا میﺨواند.
اینک لیزر به عنوان یک تکنیک و ابزار اجتناب ناپذیر وارد زندگی مردم میشود به طوری که در علم پزشکی امروزه تکنولوزی لیزر پیشرفتهترین وسایل پزشکی را به همراه دارد. لیزر در شناخت علاوه یعنی اتم و مولکول ظریفترین و دقیقترین وسیله میﺒاشد جایی که در علم اسپکترومتری کشف لیزر تحولی عمیق را به همراه داشت. در صنایع مختلف از قبیل جوشکاری، برش سوراخکاری، هواپیماسازی، کشتیﺳازی، اسکلهﺳازی، صنایع نفت و مخابرات علم لیزر بر تمام تکنیکﻫای کلاسیک چیرگی دارد و بالاخره در مسائل نظامی و تسلیحاتی نیز لیزر جایگاه ویژهﺍی دارد به طوری که بزرگترین پروژهﻫای هزار میلیارد جنگ ستارگان (طرح دفاع استراتژیک) میتوان اشاره کرد.
تﺄمین انرژی آینده مسلماً به کمک گرفت هستهﺍی است. تهیهﻯ دوتریم از آب اقیانوسﻫا انجام شده و سپس ایجاد واکنش هستهﺍی(مطابق آنچه در خورشید میگذرد) موجب ایجاد انرژی گداخت خواهد شد. دانشمندان به انرژی حاصل از زنجیره 40 کیلو ژولی لیزر گاز کربنیک اخیراً موفق شدهﺍند همان مقدار انرژی که صرف نمودهﺍند، دریافت کنند. مسلماً تا ایجاد علمی و منطقی از این روش راهی سخت و دشوار در پیش است. با نگاهی به سیر تکاملی لیزر درمیﻴابیم که تا آخر این قرن میلادی شاهد شگفتیﻫای بیشتری از این ابزار خواهیم بود. برای پیگیری سابقهﻯ این علم در کشورمان باید به سمپوزیمی که در شهریور ماه سال 1350 تحت عنوان اصول و کاربرد فیزیک لیزر در اصفهان برپا شد اشاره نماییم. این سمپوزیم زمانی برگزار شد که 10 سال از عمر پیدایش لیزر و کاربردهای آن میگذشت. بدین منظور از برخی از دانشمندان خواسته شده بود که علاوه بر مرور پیشرفت در زمینهﻯ کاری خویش و ارائهﻯ کارهای تحقیقاتی در دست احرا، به زمینهﻫایی که بتواند در آینده موثر واقع شود تاکید به عمل آوردند و در زمینهﻫای فیوژن قابل کنترل، تولید پرتوی لیزر X و کاربرد لیزر در شیمی نیز بحث گردید. مقایسهﻯ گفتگوهای میزگرد آن روز با پیشرفتﻫای اخیر در زمینه لیزر نشان میﺩهد که پیشﺒینیﻫای انجام شده اکثراًتحقق یافته است، و یقین دارد که موضوعات در دست بررسی در این نشست نیز در آیندهﻯ نزدیکی عملی کردد. سازمان انرژی هستهﺍی ایران که از مدتﻫا پیش به نقش پراهمیت این تکنولوژی نو و حیاتی پی برده است. با ایجاد بخش مستقل در این سازمان به پژوهش در تکنولوژی لیزر و کاربردهای آن پرداخته که در سالﻫای گذشته تلاشﻫایی به همراه داشته است و اینک جهت آشنایی محققین کشور با یکدیگر به خاطر تبادل افکار علمی خویش و نیز برای آشنایی به پیشرفتﻫای تازهﻯ این علم در جهان اقدام به تشکیل این کنفرانس نموده است که امید میﺮود با همﻔکری و پیشنهادات ارائه شده در خلال مقالات متعدد شاهد تحولی محسوس در تحقیقات کشور اسلامیمان باشیم.¹
______________________________
1- مجموعه مقالهﻫای کنفرانس لیزر و کاربردهای آن در ایران چاپخانه وزارت نیرو سال 1367
نتیجه گیری
از مطالب گفته شده میتوان نتیجه گرفت لیزرها به حق منزلتی رفیع در پیشرفت علم و تکنولوژی بشر داشتهﺍند. بشر توانسته است با بهرهگیری از قدرت تفکر خود نوری شگفتی آفرین بسازد تا از آن در تمامی زمینهﻫای علمی از جراحی ظریف چشم گرفته تا جوش دادن سختترین فلزات به یکدیگر بهره گیرد.
گسترش لیزرها کمک شایانی به پیشرفت بشر کردهﺍند، به طوری که با استفاده از آنﻫا میتوان اتمﻫا را از هم شکافت، قطعهﺍی از کروموزومﻫا را برداشت و یا سلولﻫا را مشاهده کرد.
پس از اختراع لیزر در سال 1935 در مدت چند سال لیزرها در تمامی زمینهﻫای علمی به کار گرفته شدند و امروزه دهﻫا نوع لیزر در سرتاسر جهان مجود دارد.
با گسترش لیزرها گسترهﻯ استفاده از آنﻫا هم وسیعتر خواهد شد. به طوری که آنﻫﺍ میتوانند کارهایی را انجام دهند که هرگز به ذهن بشر خطور نکرده است. همان طور که انسانﻫای اولیه هرگز فکر نمیکردند انسان بتواند به جستجو در سلولﻫا و ساختار میکروسکوپی آنﻫﺍ بپردازد یا با جو خارج از زمین ارتباط برقرار کند.
ما در آیندهﺍی نه چندان دور شاهد تحولات و اختراعات بسیاری از موارد ناشناختهﻯ علوم به وسیلهﻯ لیزر هستیم.
واژه نامه
آلاینده ِDoping فرآیند افزودن ناخالصی به یک بلور خالص تا به آن خواص مورد نظر را بدهد. برای مثال اٌکسید کروم یک مادهﻯ آلاینده در بلور لیزر یاقوت است.
آماس
ورم
الاسیته
قابلیت ارتجاعی
بسامد Frequenty
تعداد امواجی که در واحد زمان از یک نقطهﻯ مشخص میگذرد.
پالس Pals
گسیل شدن ناگهانی موج از پرتو نور.
پدیدهﻯ پراش نور
خاصیت موجی بودن نور هنگامی که امواج زیاد باشد باعث برنهی امواج و ایجاد خطوط تاریک روشن میشود.
پلاسما
حالت چهارم ماده را پلاسما گویند که در این حالت الکترونﻫا وپروتونﻫای یک اتم به هم مقید نیستند.
تریتیم Tritium
ایزوتوپ هیدرروژن که دارای یک پروتون و دو نوترون است و از لیتیم به دست میﺁید.
تکفام Monochromatic
نوری که یک رنگ و یک موج دارد.
دبریمان
پاک شدن زخم از میکروب.
دوتریم Duterium
ایزوتوپ هیدروژن که یک پروتون ویک نوترون دارد.
رادار Radar
آشکار ساز ردیاب رادیویی که از تپﻫای میکروموج استفاده میکند.
سولیتون Soliton
امواج الکترومغناطیسی خاصی که با طی فواصل زیاد شکلشان تغییر نمیکند و انتقال تپﻫای لیزری را در فواصل زیاد بدون نیاز به تقویت انجام میﺩهد.
شکافت Fission
شکستن هستهﻯ اتم که منجر به آزاد شدن مقدار زیادی انرژی میشود.
طول موج Wavelength
فاصلهﻯ بین دو قلهﻯ موج یا دو قعر موج پیاپی را طول موج گویند.
فاز بخار
در واقع مواد در حالتﻫای مختلف میتوانند وجود داشته باشند.
فاگوسیتوز
سلول بیگانه خوار سفید خون
فتوالکتریک
وقتی فوتون به سطح رسانا برخورد میکند موجب کنده شدن الکترونﻫا از سطح رسانا میشود.
فیبر نوری fiber Optical
رشتهﻯ ظریف ساخته شده از شیشه که قادر است پالسﻫای نور را حمل کند.
فیبروپلاست
سلولﻫای بافت پیوندی
کلاژن
مادهﻯ نیمه مایه شبیه ژلاتین که دربافتﻫای پیوندی موجودات مهرهﺩار یافت میشود.
لیدار Lidar
کاملا مشابه رادار است فقط به جای استفاده از میکروموج از لیزر بهره میگیرد.
لیزر Laser
تقویت نور با تابش گسیل القایی
مادهﻯ میزبان
مادهﻯ خالصی که برای ساختن لیزر یا نیمه رسانا به کار میﺮود. در بلور لیزر یاقوت اکسید آلومینیوم مادهﻯ میزبان واکسید کروم مادهﻯ آلاینده است.
ماکروپاژ
باکتریﻫای بیگانه خوار
مانتیورینگ
نمایش دهندهﻯ هر سیستم را مانتیورینگ گویند.
مدار سوئیچینگ
مداری که کنترل قطع و وصل را بر عهده دارد.
میزر Maser
تقویت میکروموج با تابش گسیل القایی
میکروچیپ
مجموعهﺍی از قطعات الکترونی که بر روی تراشهﺍی از سیلیسیم به وسیلهﻯ لیزر ساخته میشوند.
نقش تداخلی pattern Enter Frence
نقشی از خطوط تاریک وروشن که وقتی امواج غیر همفاز با هم ترکیب شوند به وجود میﺁید که نواحی روشن مناطقی است که امواج با هم همفاز هستند و نواحی تاریک محلی که امواج با هم اختلاف فاز دارند.
نوع P P- type مادهﺍی با اتمﻫای مثبت آلاییدهﺍی که از آن برای ساختن لیزر نیمه رسانا بهره میگیرند.
نوع N N-type
مادهﺍی با اتمﻫای منفی آلاییده که از آن برای ساختن لیزر نیمه رسانا بهره میگیرند.
نور همدوس Light Coherent
امواج نور گسیل شده به وسیلهﻯ لیزر که با هم همفاز هستند و یک طول موج دارند.
مانا
پایدار
نیمه مانا
نیمه پایدار
هرتز Tlertz یکایی برای اندازه گیری بسامد که برابر یک دور بر ثانیه است.
هم فاز بودن phase In
وقتی نور یا سایر امواج از لحاظ دامنه وطول موج همسان و هماهنگ باشند هم فاز نامیده میشوند.
منابع
لیزر تکنولوژی جدید نور/ کارلن بیلینگر/ ناصر مقلبی
لیزر و کاربردهای آن/ اکبر حریری
فیزیک پایه/ فرانک ج.بلت/ ناصر مقلبی
لیزر نور شگفت انگیز/ ل.و.تاراسف. ن زبودن/ جواد مردی
مقدمهﺍی بر فیزیک لیزر/ بلا. آ. لنجیل/ پروین بیات مختاری و حبیب مجیدی ذوالبنین
لیزر در پزشکی/ پروفسور استفان جوفی و دکتر گریگوری ابستان
تاریخ طبیعی/ پلینی کبیر
مجموعه مقالهﻫای کنفرانس لیزر و کاربردهای آن در ایران (تهران-ایران) سازمان انرژی اتمی ایران/ چاپخانه وزارت نیرو
The Nd-YAG Laser in ophthalmology (Roger F.steinert)
Laser therapy in Glaucoma (wilensdy)
Ophthalmic lasers liespcrance
سایتﻫای اینترنتی:
www.Yahoo.com
www.Google.com
www.Altavista.com
www.Lycos.com
www.Dogpale.com
www.laserdarmani.com
2