مقدمه فیزیک لیزر
لیزر نوعی نور برانگیخته شــده و پرانرژی است که در شرایط عادی در طبیعت دیده نمیشود، ولی با فناوری و وسایل خاص میتوان آن را ایجاد کرد لیزر با نور معمولی تفاوتهایی دارد که این ویژگیها باعث تواناییها و کاربردهای خاص آن میشود. نور ليزر که البته نور تیوب دستگاه لیزر با آن متفاوت است که درخشان تر و با شدت بیشتر از نور در طبيعت است.
نور ليزر ميتواند سخت ترين فلزات را بشکافد و به راحتی از جسم سختي مثل الماس عبور كند به عنوان مثال تیوب لیزر به وسیله پاور دستگاه لیزر و سیستم اپتیکال که از اینه دستگاه لیزر و لنز دستگاه لیزر می تواند برش های غیر فلزات را انجام دهیم و در آن ايجاد حفره نماید.
باريكه هاي كم قدرت و فوقالعاده ظريف انواع ديگر ليزر را ميتوان براي انجام كارهاي بسيار ظريف مثل جراحي روي چشم انسان بهكار برد. نور ليزر را ميتوان با دقت باالیی تحت كنترل در آورد و به صورت باريك هی مداومي به نام لیزر پيوسته يا انفجارهاي سريعي به نام لیزر پالسی استفاده نمود. بر خالف نور معمولی نور ليزر دارای انرژی كامالً هماهنگی است که به این واسطه قدرت زيادي براي انجام كارهاي مختلف در آن ایجاد میشود.
تعاریف لیزر و پیشینه ی آن
واژه ی لیزر از حروف اول کلماتی که توصیف کننده اســت 1 ویژگیهای آن اســت به وجود آمده که به معنی تقویت نور توســط گســیل القایی تابش اولين ليزر جهان در ســال 1960 توســط تئودور مایمن که در آن از ياقوت استفاده شده بود اختراع گرديد. در همان سال پروفسور علی جوان اولين ليزر گازی را به جهانيان معرفی نمود که بعد ها تیوب دستگاه لیزر ایجاد شد . تیوب لیزر از مهمترین قطعات دستگاه لیزر به شمار می رود و بعدها نوع سوم و چهارم لیزرها ليزرهای مايع و نیمه رسانا اختراع شدند.
تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی
تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی در خاصیتهای مهمی است که در این پرتو وجود دارد. این خصوصیات عبارتانداز: همدوسی، تکفامی، مستقیم بودن و شدت زیاد. خواص مذکور در نور معمولی دیده نمیشود و از این ویژگیها برای کارهای مختلف استفاده میشود
به طور کلی سیستمهای لیزر دارای سه قسمت اصلی هستند
•پمپ انرژی یا چشمۀ انرژی: ممکن است این پمپ، اپتیکی یا شیمیایی و یا حتی یک لیزر دیگر باشد.
•مادۀ پایه و فعال: نامگذاری لیزر بهواسطۀ مادۀ فعال صورت میگیرد.
•تشدیدکنندۀ نوری: شامل دو آینۀ بازتابندۀ کلی و جزئی میباشد.
دسته بندی لیزر بر اساس مادۀ پایه و تولیدکنندۀ آن
لیزرهای جامد، لیزرهای گازی، لیزرهای مایع یا رزینه، لیزرهای الکترون آزاد و لیزرهای نیمهرسانا. همچنین لیزرها را بر پایۀ خروجی آنها به دو دستۀ لیزرهای پالسی تپی و لیزرهای پیوسته تقسیم بندی میکنند و به طور غالب لیزرهای توان باال را از نوع پالسی میسازند
براســاس تئوری اتمی بوهر اگر اتمی در اثر دریافت انرژی برانگیخته شود، الکترونهای برانگیخته بعد از مدت زمان خاصی با از دست دادن انرژی به صورت امواج الکترومغناطیس به مدار با سطح انرژی پایینتر برمیگردد. این فرآیند گسیل خود به خودی است، به شکل آنی صورت میگیرد و تابع قانون خاصی هم نیست. اگر اتم در تراز تحریکی قرار گرفته باشد، موجی الکترومغناطیس با فرکانس متناســب با ترازها نیز بر اتم فــرود میآید. این موج دارای همان فرکانس اســت که اتــم را از حالت تحریــک به حالت پایه وامــیدارد. این اختلاف انرژی به صورت موج الکترومغناطیس به موج فرودی افزوده میشود. گســیل هر اتم به صورت همفاز به مــوج فرودی افزوده میشــود