حقائق عن الليزر , تعريفه, توليده, انواعه

الليزر (Laser) هي اختصار لتكبير الضوء عن طريق الانبعاث المستحث (Light  Amplification by Simulated Emission of Radiation) فهو جهاز يصدر عنه الضوء من خلال عملية التضخيم الضوئي عن طريق تحفيز انبعاث الفوتونات  كما ان له درجة عالية من التماسك في المكان والزمان 

التماسك المكاني بحيث يظل في اي مكان شعاع مُركز منذ بداية توليده من الجهاز وحتى يصل الى اي مكان نريد تسليطه عليه مع وجود حيود بسيطة جدا ولكنه في الاخر يظل مُركز
التماسك الزماني يظل له تردد واحد مهما كانت المسافة التي يقطعها رغم التغير النسبي  في زاوية الاشارة (طورها) اذا كانت المسافة كبيرة نسبيًا 

مقدمة عن الذرة:
يحتوي عالمنا على 100 نوع من الذرات والتي يتكون منها كل ما في كوكبنا وكل ذرة في حركة مستمرة مهما كان الشكل الموجودة فيه حتى في المواد الصلبة تتحرك ولكن حركتها صغيرة جدا حتى تتكون المادة الصلبة امامنا 

تتكون الذرة من نواة يوجد بداخلها النيترونات والبروتونات وسحب الكترونية تتحرك فيها الالكترونات حول النواة في مستويات متعددة مختلفة الطاقات 
عندما تُسلط طاقة على الذرة تمتصها الالكترونات وحسب كل مستوى توجد فيه هذه الالكترونات تمتص طاقة معينة يمكن ان تنقلها من المستوى الارضي الى المستوى المُثار 

هذه الصورة تبسيط للمعلومات المذكورة ولا تعبر عن اخر النظريات عن الذرة 

عندما تنفد طاقة الالكترون يعود من المستوى المُثار الى المستوى الارض مُطلقًا فوتون واحد وهو عضو في تكوين الضوء ويمكننا مشاهدة اشعاع الالكترونات للفوتونات في كل الاوقات في شاشة التليفزيون او اللمبات الصفراء 

العلاقة بين الليزر والذرة:
الليزر هو شكل من اشكال تركيز انبعاث الفوتونات من الذرات ورغم وجود العديد من انواع الليزر الا ان الفكرة في تكوينهم هي نفسها بحيث يستحث الذرة على اطلاق كميات كبيرة من الفوتونات

 فمن المهم ان تكون لديك كمية كبيرة من الذرات في نفس الوضع في نفس الوقت حتى يعمل الليزر بكفاءة واذا كانت هناك ذرتين او اكثر فيها الالكترونات تتخطى المستوى الارضي بمستويين او ثلاثة يمكن ان يزيد التشوهات في شعاع الليزر (population inversion) 

كل مادة لها نوع من الذرات وكل ذرة تطلق الكتروناتها الفوتونات بطول موجي معين يعني بلون معين

الجهاز المطلق لليزر:
يتكون من بيئة تساعد على تضخيم الشعاع ووسائل لامداد الجهاز بالطاقة وعاكس عالي الكفاءة ومُضخم 

ويتم العمل داخل الجهاز كالتالي:
 عندما يبدأ الجهاز في العمل يتم استثارة المادة المُنتجة لليزر فيصدر عنها الضوء داخل البيئة المضخة يتم عكسه جيئة وذهابا بين العاكس عالي الكفاءة والفلتر الخارجي (مرآة شبه عاكسة) حيث يساعد الفوتون المنطلق على استثارة الالكترون للعودة الى مستواه الاصلى ثم اثارته تم يعود وهكذا

 وتسمى هذه العملية الانبعاث المستحث وهذا الجهاز يُسمى عادة مذبذب الليزر (Laser Oscillator) ويعتبر هذا هو الاساس ثم يتم اضافة بعض المكونات الاخرى التي تساعد على الحصول على خصائص اضافية

خصائص الليزر:
1. يحتوي على طول موجي واحد فقط وتسمى هذه الخاصية (monochromatic) ويحتوي على لون واحد فقط ويحدد الطول الموجي كمية الطاقة التي اطلقها الالكترون للعودة الى مستواه الاصلي 

2. التماسك بحيث يظل شعاع حاد مُركز مهما كان وتكون نسبة الحيود فيه محدودة جدًا

3. مُوَجَّه جدا نتيجة لتركيزه 

هذه هي الخصائص الاساسية المشتركة بين كل انواع الليزر 

انواع الليزر:
يتم تقسيم الليزر حسب المادة المساعدة على التضخيم:
1. ليزر المادة الصلبة

2.الليزر الغازي: يستخدم فيه الهيليوم و الهيليوم نيون يكون الليزر لونه احمر ويمكن استخدام ثاني اكسيد الكربون في اصدار الليزر ولكنه يستخدم في تقطيع المعادن 

3. الليزر الهجين: يستخدم فيه الغازات التفاعلية مثل الكلور والفلور ويتم مزجها بغازات خاملة مثل الارجون والكربتون والزينون وينتج عن ذلك ليزر الاشعة فوق البنفسجية

4. ليزر الصبغة: يستخدم صبغات معقدة مثل الرودامين 6جي (rhodamine 6G) في الحالة السائلة او سائل معلق وينتج عنها العديد من اشكال الليزر

5. ليزر اشباه الموصلات: تكون الاجهزة المستخدمة لتوليده صغيرة وقليلة الاستهلاك للكهرباء ويستخدم في صناعة الاسطوانات المضغوطة CD

كل انواع الليزر اطوالها الموجية صغيرة جدا وتقاس بالنانومتر

الاعداد: سها سامي -فريق ثقف نفسك-
المصدر: 1, 2