كيف يتم توليد الليزر؟ - أجي تستافد | معلومات عامة مقالات والفيديوهات | Ajitstafd

كيف يتم توليد الليزر؟

كيف يتم توليد الليزر؟
كيف يتم توليد الليزر؟

كلمة ليزر LASER هي اختصار لعبارة Light Amplification by Stimulated of Radiation، والتي تعني تضخيم الضوء بالإصدار المحثوث للإشعاع، حيث تشير كلمة ضوء إلى الإشعاع الكهرطيسي مهما كان تواتره، وليس إلى الإشعاع الكهرطيسي الذي يقع تواتره في مجال تواتر الأشعة المرئية فقط. يمكن استخدام كلمة ليزر للإشارة إلى تقنيات غير ضوئية تشترك مع ضوء الليزر في بعض الصفات، إذ - على سبيل المثال - أطلق اسم الليزر الذري على منبع ذرات تصدر في حالة مترابطة.

المبدأ الأساسي لإصدار ضوء الليزر

يعتمد المبدأ الأساسي لإصدار الليزر على ثلاثة عناصر أساسية وهي الامتصاص، والإصدار التلقائي، والإصدار المحثوث. يمكن للإلكترونات التي توجد في الذرة تدور حول نواتها أن تشغل مدارات مختلفة (Q, L, M, N , O أو غيرها). عندما ينتقل الإلكترون من مدار إلى مدار آخر أكثر بعدا عن النواة تزداد الطاقة الداخلية للذرة. إن الحالة الأساسية للذرة هي الحالة التي تكون فيها طاقة الذرة الداخلية أصغر ما يمكن، أما الحالات التي تكون فيها طاقة الذرة الداخلية أعلى من الطاقة الأساسية فتسمى بالحالات المثارة، ولكي تنتقل الذرة من حالة مثارة إلى الحالة الأساسية فإنها تصدر طاقة إلى الخارج، أما إذا امتصت الذرة طاقة، فإنها إذا كانت في الحالة الأساسية تصبح في حالة مثارة، وإذا كانت في حالة مثارة، تصبح طاقتها أعلى. يمكن أن تكون الطاقة التي تمتصها الذرة للانتقال إلى الحالة المثارة طاقة كهرطيسية أي فوتونات ضوئية. أيضا، يمكن للذرة المثارة أن تفقد طاقة تلقائيا على شكل أشعة كهرطيسية (ضوء)، وتعود إلى الحالة الأساسية، وهذا ما يسمى بالإصدار التلقائي. أما الإصدار المحثوث للإشعاع فيحدث عندما يمر فوتون بالقرب من ذرة مثارة، إذ تصدر الذرة المثارة الضوء عندما يمر ضوء بجانبها، بمعنى أن الضوء يحثها على إصدار الضوء.

كيف يتم إحداث ضوء الليزر؟

كي نوجد ضوء الليزر نقوم بتمرير عدة فوتونات بوسط يسمى وسط الربح، وهو مادة تمكننا من تضخيم الضوء بالإصدار المحثوث، ويجب أن تكون معظم ذرات وسط الربح بالحالة المثارة، كي تصدر الذرات فوتونات عند مرور فوتونات أخرى بجانبها، ولا تمتص تلك الفوتونات. كي نمرر شعاع الليزر داخل وسط الربح أكثر من مرة لأجل زيادة شدة شعاع الليزر، نضعه بين مرآتين بحيث تكون الأولى عالية الإنعكاسية، أي تعكس عمليا ضوء الليزر بالكامل، والثانية شفافة جزئيا، أي تصدر جزءا من الليزر وتعكس الجزء الآخر ليعاود المرور بوسط الربح ويتضخم، ومن ثم ينعكس عن المرآة العاكسة ليعبر وسط الربح مرة ثانية، ويصل مرة أخرى إلى المرآة نصف الشفافة. ضوء الليزر الذي ينفذ من المرآة نصف الشفافة هو شعاع الليزر الذي يخرج من جهاز الليزر. ذكرنا أنه عندما تصدر ذرة فوتونا (أو عدة فوتونات) وهي في حالة مثارة تعود إلى الحالة الأساسية، وهذا سيؤدي بعد عدة مرات من مرور الليزر في وسط الربح إلى نقصان عدد الذرات التي يمكنها أن تضخم الضوء بالإصدار المحثوث، لذلك يجب أن تعاد الذرات إلى الحالة المثارة بشكل مستمر، ويتم ذلك باستخدام تيار كهربائي، أو باستخدام ضوء آخر. لا يشترط أن تكون كل الذرات في وسط الربح في حالة مثارة كي يتضخم الضوء عند المرور من خلاله، وإنما يكفي أن يكون عدد الذرات في الحالة المثارة أكبر من عدد الذرات في الحالة الأساسية، كي نضمن أن يكون عدد الفوتونات التي يتم امتصاصها أقل من عدد الفوتونات التي تصدر بآلية الإصدار المحثوث، وبذلك يبقى ضوء الليزر قويا، ولا يتلاشى عند مروره في وسط الربح.

ليست هناك تعليقات

شكراً لك على زيارتك نتمنى أن ينال إعجابك لاتحرم أصدقائك من المعلومة .

يتم التشغيل بواسطة Blogger.