لیزر چیست و چگونه کار می کند؟

شاید بدانید که ماهیت لیزر و نور معمولی یکسان است، از آن جهت که هردو موج الکترومغناطیسی دارند. اما تفاوتی که بین آن دو مشاهده می‌شود، قوی‌تر بودن نور لیزر نسب به یک لامپ بزرگ یا حتی نور حاصل از فلش عکاسی باشد. این چراغ به یک بسته هدایت می‌شود در این روش پرتو این نوع ابزار شکل می‌گیرد . سیوان لند انواع ابزارآلات را در بین محصولات خود جای داده است. جهت استعلام قیمت ابزارآلات به سیوان لند مراجعه کنید.

تاریخچه‌ی پیدایش لیزر در دنیای امروزی

اگر کمی درمورد این دستگاه تحقیق کنیم، ما را به دو دهه‌ی نخست قرن بیستم خواهد برد. در آن زمان بود که آلبرت انیشتین نظریه‌ی کوانتوم نور و فوتون‌ها را مطرح کرد. اگرچه آلبرت استارت این کشف را زد اما تولد اولین لیزر عملی حدود چهار دهه بعد اتفاق افتاد. در واقع این ابزارها، نوع تکامل یافته‌ی میزرها هستند که امواج مایکرویو تولید می‌کنند، اما لیزرها امواج نور مرئی را بازتاب می‌کنند.

اما آیا این دو نفر لیزر را اختراع کردند؟ در سال 1975 یکی از دانشجویان تحصیلات تکمیلی تاونز، گوردن گلد، طرح اولیه‌ی نور مرئی میرز را در دفتر یادداشت خود رسم کرد و و نام لیزر را به آن داد اما اشتباه او این بود که در همان زمان این ابداع را به نام خود ثبت نکرد و 20 سال از عمرش را صرف دعواهای حقوقی برای گرفتن این حق کرد.

در نهایت بخشی از حق این اختراع را به نام او ثبت کردند و امتیاز قابل توجهی به او دادند. اما اینان طراحان و مخترعان این ابزار بودند و کسی که این اختراع را ساخت فردی به نام تئودور میمن بود.

لیزر چیست؟

لیزر یکی از مهمترین اختراعات بشریت است و نقش اساسی در زندگی روزمره ما دارد. آنها تقریباً در هر زمینه‌ای که می توانیم تصور کنیم از جمله لوازم الکترونیکی ، پزشکی مدرن ، دفاع و موارد دیگر استفاده می شود. در واقع این دستگاه چیزی فراتر از یک چراغ قوه قدرتمند است. در صنعت، لیزرها هر روز برای: حکاکی، علامت گذاری، جوشکاری، برش، حفاری، تمیز کردن، اندازه گیری، تشخیص و موارد دیگر استفاده می شوند. این ابزار به یکی از قدرتمندترین ابزارهای تولید ما تبدیل شده است!    

لیزر چگونه کار می کند؟  

درمورد نحوه‌ی کارکرد این دستگاه‌ها باید بگوییم که الکتریسیته حاصل از یک سلول باتری، اتم‌های هادی داخل آن را تحریک می‌کنند تا انرژی این اتم‌ها به سطح بالاتری بروند و به اصطلاح برانگیخته شود. در هنگام بازگشت این اتم‌ها به سطح طبیعی خود، فوتون‌های نوری را از خود منتشر می‌کنند. این نورهای بازتابیده شده اجازه بازتاب و عقب و جلو رفتن روی دو آینه‌ی موازی را دارند تا نوری قوی‌تر ایجاد کنند. 

اما سرگذشت فوتون‌هایی که به دلیل جایگاه اشتباهشان، قادر به انعکاس عقب و جلو نیستند، به عقب برگشته و با اتم‌ها برخورد می‌کنند پس در این حالت دو فوتون منسجم ساطع می‌شود. یک آینه تقریبا هردو نور را منعکس می‌کند. وقتی پرتو به اندازه کافی قدرت پیدا کرد، از آینه‌ی بازتابنده جزئی عبور می‌کند و به نقطه‌ای که لیزر اشاره می‌کند برخورد می‌کند.    

پرتو لیزر چه ویژگی‌هایی دارد؟

• یکنواختی

نور طبیعی شامل یک سری طول موج است که از فرابنفش تا مادون قرمز متغیر است. در عوض ، لیزر یک نوار نور با طول موج واحد است. به این ویژگی تک رنگ می گویند. تک رنگ بودن این مزیت را دارد که اجازه می دهد انعطاف پذیری بیشتری در طراحی نوری داشته باشد. این طرح های دقیقی را ارائه می دهد که پرتو لیزر را در فواصل زیاد منتقل می کند و این ابزار را در یک منطقه بسیار محدود متمرکز می کند.

• جهت دهی بالا

جهت گیری خاصیت حفظ جهت نور هنگام حرکت در فضا است که  جهت گیری بالا نشان می دهد که جهت با دقت بالا و انبساط کم حفظ می شود. نور طبیعی مجموعه ای از نوارهای نور است که در همه جهات پخش می شوند ، در حالی که نور لیزر بسیار جهت دار است و طراحی سیستم های نوری را آسان می کند که از گسترش نور بر اساس فاصله جلوگیری می کند.

• انسجام بالا

انسجام توضیح می دهد که نور در چه اندازه ای با خود تداخل می کند و با در نظر گرفتن نور به عنوان موج ، می توان گفت هرچه پرتو نور یکنواخت تر باشد ، انسجام آن بیشتر است. با توجه به فاز ، طول موج و جهت نور این دستگاه تغییر نمی کند ، می توان موجی قوی برای انتقال پرتوهای این ابزار در مسافت طولانی بدون انتشار حفظ کرد. این بدان معنی است که می توان نور را در یک منطقه کوچک با لنز متمرکز کرد.

• تراکم انرژی بالا

با توجه به اینکه ابزارها دارای تک رنگ ، جهت و انسجام فوق العاده ای هستند ، می توان آنها را در یک منطقه بسیار کوچک متمرکز کرد ، در نتیجه نوری با چگالی انرژی بالا ایجاد می کند. با تمرکز نور این ابزار در یک منطقه بسیار کوچک ،می توانید شدت آن (چگالی قدرت) را حتی برای به دست آوردن انرژی کافی برای برش فلز افزایش دهید. با توجه به این ویژگی ها ، نور این ابزار در بسیاری از زمینه های ماشینکاری مدرن مواد استفاده می شود. شدت به لطف انسجام برای مدت طولانی حفظ می شود و می تواند با کمک لنزها حتی بیشتر هدایت شود.

پرتو لیزر سطح ماده را حک می کند ، جذب می شود و مواد را گرم می کند. این تولید گرما باعث حذف یا تبخیر کامل مواد می شود. این امر باعث حکاکی ، علامت گذاری یا برش طیف وسیعی از مواد می شود.

انواع مختلف لیزر

این ابزارآلات انواع مختلفی دارند که با توجه به مواد به کار رفته در آن‌ها، به 6 دسته تقسیم می‌شوند.

کاربرد فراوان این ابزار در جهان امروزی

استفاده از نور آن برای روشنایی

از لیزرهای جامد و تزیریقی به دلیل درخش‌های کوتاه و بسیار روشنی که تولید می‌کنند، در عکسبرداری بسیار استفاده می‌شود. چون نوع این عکسبرداری‌ها سریع است برای عکس گرفتن از اجسام در حال حرکت بسیار کاربرد دارند.

فاصله یابی

این نوع از لیزر‌ها، اساسا از یک منبع توان، یک سلول فتوالکتریک و یک کامپیوتر رقمی کوچک ساخته می‌شوند. اساس کار این نوع ابزار به این صورت است که پرتو تابیده شده پس از برخورد به هدف، بازتابیده شده و وارد سلول فتوالکتریک می‌شود. با توجه به زمان رفت و برگشت، فاصله‌ی هدف توسط کامپیوتر محاسبه و ثبت می‌شود.

استفاده از آن در هوانوردی و دریانوردی

از نوع ژیرسکوپ آن که اساسا چرخ دواری است که به سرعت می‎‌چرخد، در این زمینه استفاده می‌شود. به دلیل این چرخش محور چرخ همواره در یک صفحه باقی می‌ماند. این محور کار یک خط مبنا را انجام می‌دهد، به این صورت که تغییرات جهت کشتی را می‌توان با آن تشخیص داد. سفینه‌های فضایی که بی سرنشین هستند، براساس ژیرسکوپ مسیر خود را حفظ می‌کنند. 

استفاده در پزشکی

لیزر به عنوان یک منبع انرژی بسیار قوی در این زمینه مورد استفاده قرار می‌گیرد. به گفته‌ی برخی جراحان، از این ابزارآلات برای بریدن اعضایی که رگ‌های خونی بسیار پیچیده دارند، استفاده می‌شود. چشم پزشکان نیز این این ابزارها برای جوش دادن جداشدگی شبکیه‌ی چشم استفاده می‌کنند.

کاربرد لیزری در نوسازی صنعت

برشکاری توسط این ابزار از همان اول مورد توجه علاقه مندان به آن بود. وسیله‌ای پا به عرصه‌ی صنعت گذاشت که قادر به تولید یک منبع حرارتی قابل کنترل و در عین حل بسیار  باریک در دسترس عموم قرار گرفت. این ابزارها به صنعت جوشکاری نیز تحول بخشیدند. به صورتی که در کمترین زمان می‌توان این کار را انجام داد. امروزه با کمک این ابزارآلات می‌توان عمل سخت‌کاری را بر روی لایه‌های سطحی فلزات انجام داد.

لیزر‌ها در میدان جنگ

با ورود این ابزار به میدان جنگ، این بخش به طور محسوسی سال‌های آینده‌ی جنگ را تضمین کرد. از این ابزار در مسافت یاب‌ها و هدف یاب‌ها استفاده می‌شود. مقابله با این سلاح‌ها مشکلی است که تا کنون حل نشده.

استفاده در ساختمان سازی و فعالیت‌های عمرانی

از این ابزار در زمینه‌ی ساختمان سازی نیز استفاده می‌شود. ایجاد شیب مناسب، ترازکردن و عمود کردن سطوح در فعالیت‌های عمرانی را توسط دستگاه‌های طراحی شده براساس لیزر انجام می‌دهند. همچنین بسیاری از اندازه‌گیری‌های مربوط به این صنعت را با دستگاه‌های لیزری انجام می‌دهند.

کلام پایانی

در آخر باید بگوییم که لیزرها کاربرد گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف دارند که به انسان‌ها کمک زیادی کرده. ما در مقاله سعی کردیم که تمام نکات مربوط به این ابزارها را برای شما جمع آوری کنیم.  این ابزارها در دسته بندی ابزار و یراق قرار می‌گیرند. شما می‌توانید انواع ابزار و یراق را در سیوان لند مشاهده و خریداری کنید. جهت استعلام قیمت ابزار و یراق به این پلتفرم بزرگ مراجعه کنید.