موضوع : کاربردهای لیزر

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

مقدمه
امروزه ليزر كاربردهاي بيشماري دارد كه همه زمينه هاي مختلف علمي و فني فيزيك-شيمي-زيست شناسي - الكترونيك و پزشكي را شامل مي شود. همه اين كاربردها نتيجه مستقيم همان ويژگي هاي خاص نور ليزر است.
 ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation می باشد و به معنای تقويت نور توسط تشعشع تحريک شده است.اولين ليزر جهان توسط تئودور مايمن اختراع گرديد و از ياقوت در ان استفاده شده بود. در سال 1962 پروفسورعلی جوان اولين ليزر گازی را به جهانيان معرفی نمود و بعدها نوع سوم وچهارم ليزرها که ليزرهای مايع و نيمه رسانا بودند اختراع شدند.در سال 1967 فرانسويان توسط اشعه ليزر ايستگاههای زمينی شان دو ماهواره خود را در فضا تعقيب کردند, بدين ترتيب ليزر بسيار کار بردی به نظر آمد.نوری که توسط ليزر گسيل می گردد در يک سو و بسيار پر انرژی و درخشنده است که قدرت نفوذ بالايی نيز دارد بطوريکه در الماس فرو ميرود . امروزه استفاده از ليزر در صنعت بعنوان جوش اورنده فلزات و بعنوان چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسيار متداول است.
ليزرها سه قسمت اصلی دارند:
۱-پمپ انرژی يا چشمه انرژی: که ممکن است اين پمپ اپتيکی يا شيميايی و ياحتی يک ليزر ديگر باشد
۲- ماده پايه وزفعال که نام گذاری ليزر بواسطه ماده فعال صورت ميگيرد
۳- مشدد کننده اپتيکی : شامل دو اينه بازتابنده کلی و جزئی می باشد
طرز کار يک ليزر ياقوتی:
پمپ انرژی در اين ليزر از نوع اپتيکی ميباشد ويک لامپ مارپيچی تخليه است(flash tube) که بدور کريستال ياقوت مدادی شکلی پيچيده شده(ruby) کريستال ياقوت ناخالص است و ماده فعال ان اکسيد برم و ماده پايه ان اکسيد الومينم است.
بعد از فعال شدن اين پمپ انرژی کريستال يا قوت نور باران می شودو بعضی از اتمها رادر اثرجذب القايی-stimulated absorption برانگيخته کرده وبه ترازهای بالاتر می برد.
پديده جذب القايی: اتم برانگيخته = اتم+فوتون
با ادامه تشعشع پمپ تعداد اتمهای برانگيخته بيشتر از اتمهای با انرژی کم ميشود به اصطلاح وارونی جمعيت رخ می دهد طبق قانون جذب و صدور انرژی پلانک اتمهای برانگيخته توان نگهداری انرژی زيادتر را نداشته وبه تراز با انرژی کم بر ميگردند وانرژی اضافی را به صورت فوتون ازاد می کنند که به اين فرايند گسيل خودبخودی گفته می شود ولی از انجايی که پمپ اپتيکی
مرتب به اتمها فوتون می تاباند پديده ديگري زودتر اتفاق می افتد که به ان گسيل القايی-stimulated emission گفته می شود .وقتی يک فوتون به اتم برانگيخته بتابد ان را تحريک کرده و زودتر به حالت پايه خود بر می گرداند.
گسيل القايی: اتم+دو فوتون = اتم برانگيخته+ فوتون
اين فوتونها دوباره بعضی از اتمها را بر انگيخته ميکنند و واکنش زنجير وار تکرار می شود.
بخشی از نور ها درون کريستال به حرکت در می ايند که توسط مشددهای اپتيکی درون کريستال برگرداننده می شوند واين نورها در همان راستای نور اوليه هستد بتدرج با افزايش شدت نور لحظه ای می رسد که نور ليزر از جفتگر خروجی با روشنايی زياد بطور مستقيم خارج می شود .
 ليزر CO2 
ليزرهاي گازي نوع خاصي از ليزر است كه در آن گازي داخل يك لوله ي شفاف مثل لامپ مهتابي مي رود. عبور جريان از اين لوله باعث رفت و آمد ِ فوتون مي شود. اولين نوع ِ اين ليزرها هليم نئون بود. يعني همين ليزرهاي خانگي و مدارس. اين ليزر ِ ايمن توسط يك ايراني در مؤسسه ي بل به نام دكتر علي جوان اختراع شد. نوع ديگر ليزر ليزر CO2 است. البته در محفظه ي آن هليوم و مقداري نيتروژن هم هست. كاز نيتروژن انرژي ِ الكترودها را ذخيره مي كند. پس از برخورد مولكولهاي نيتروژن به مولكول CO2 اين انرژي انتقال مي يابد. مولكولهاي CO2 برانگيخته مي شوند. گاز هليوم به انتقال ِ انرژي كمك مي كند. همچنين كمك مي كند تا مولكولهاي دي اكسيد كربن زودتر به ترازهاي انرژي عادي يا حالت عادي خود برگردند. اين ليزرها بازده خوبي دارند.
نمايي از ليزر گازي دکتر علي جوان (مجله "Smithsonian" آوريل 1971)
تاثير ليزرکم توان بر روي سلولهاي عصبي
در مطالعه اي که با استفاده از اشعه ليزر هليوم- نئون 632.8 نانومتر براي تعيين اثر نور ليزر برروي سلولهاي مغز جنين موش و سلولهاي مغز موش بالغ انجام شد مشخص گرديد که نور مستقيم ليزر هليوم- نئون به ميزان 3.6 ژول بر سانتي متر مربع سبب تسريع در پروسه هاي سلولي رشد و نمو گرد يد که در نمونه کنترل نور ليزر نديده فقط مقدار کمي رشد ديده ميشد. اين مشاهده پيشنهاد ميکند که اشعه ليزر کم توان را ميتوان در موضعي که بطور آزمايشي باعث آسيب عصب محيطي در آن شده ايم بکار برده و باعث تسريع پروسه هاي رشد در آن شويم و در نتيجه آن باعث تسريع در ترميم جراحت عصب شويم.مکانيزم ليزر کم توان در بافت عصبي بطور کامل فهميده نشده است ولي بعضي آزمايشات بطور ضمني اثرات فتوشيميايي نور ليزر را در سيستمهاي بيولوژيک توضيح ميدهد. سيتوکرومها تاثير پذيرفته وباعث تحريک فعاليت Redox در زنجيره تنفس سلولي ميگردد ودر نتيجه سبب افزايش در توليدادنوزين تري فسفات شده که بنوبه خود باعث فعاليت Na,k-ATPase و ديگر حامل هاي يوني ميشود که در نها يت باعث افزا يش فعاليت سلولي ميگردد.
فهرست مطالب
مقدمه    1
طرز کار يک ليزر ياقوتی:    2
تاثير ليزرکم توان بر روي سلولهاي عصبي    4
كاربرد ليزر در فيزيك و شيمي    7
كاربرد در زيست شناسي    8
تمام نگاري    11
اندازه گيري و بازرسي    12
ارتباط نوري    16
ليزر در فيزيك و شيمي    18
اندازه گيري و بازرسي    19
كاربردهاي نظامي    23