ساختار لیزر

Lasers (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation): لیزرها (تقویت نور توسط تشعشعات تحریک شده) نوعی دستگاه هستند که یک پرتو نور با طول موج بسیار خاص تولید می کنند. لیزرها در طیف وسیعی از کاربردها از جراحی گرفته تا ارتباطات استفاده می شوند و بسیاری از صنایع را متحول کرده اند. ساختار لیزر پیچیده است، اما از چندین جزء اساسی تشکیل شده است. مهمترین جزء، محیط بهره است، یعنی ماده ای که پرتو لیزر از آن عبور می کند. محیط افزایش معمولاً یک کریستال، گاز یا مایع است و مسئول تقویت نور تولید شده توسط لیزر است. سپس محیط افزایش توسط یک حفره احاطه شده است، که یک محفظه توخالی است که حاوی پرتو لیزر است. این حفره معمولاً از دو آینه ساخته می شود که نور را از طریق گین به عقب و جلو منعکس می کند. با عبور نور از محیط بهره، تقویت شده و پرتو لیزر تولید می شود. سپس پرتو لیزر توسط یک لنز فوکوس که معمولاً از شیشه یا پلاستیک ساخته شده است به خارج از حفره هدایت می شود. این لنز پرتو لیزر را بر روی یک هدف خاص مانند یک محل جراحی یا یک پیوند ارتباطی متمرکز می کند. جزء نهایی لیزر منبع انرژی است که انرژی لازم برای تولید پرتو لیزر را فراهم می کند. این می تواند هر چیزی از باتری گرفته تا جریان الکتریکی باشد. لیزرها ابزار فوق العاده قدرتمندی هستند، اما برای کار کردن به ساختار پیچیده ای نیاز دارند. با درک اجزای یک لیزر، می‌توانیم نحوه استفاده از لیزر در کاربردهای مختلف را بهتر درک کنیم. طور کلی لیزرها وسایلی هستند که یک پرتو متمرکز نور را از طریق فرآیند انتشار تحریک شده تشعشع تولید می کنند. لیزر در بسیاری از کاربردها از جمله ارتباطات، تولید، پزشکی و تحقیقات استفاده می شود.

لیزر از سه جزء اصلی تشکیل شده است:

یک محیط فعال، یک منبع پمپاژ و یک تشدید کننده نوری. محیط فعال ماده ای است که نور لیزر در آن تولید می شود. معمولاً گاز، مایع، جامد یا نیمه هادی است.این محیط توسط منبع پمپاژ انرژی می گیرد که معمولاً یک جریان الکتریکی، فلاش نور یا یک واکنش شیمیایی است. پس از آن، محیط پرانرژی شده، از طریق فرآیند گسیل تحریک شده، نور تولید می کند، که آزاد شدن انرژی به شکل فوتون است، زمانی که یک الکترون در محیط فعال توسط یک فوتون با انرژی خاصی تحریک می شود. تشدید کننده نوری حفره نوری است که نور لیزر در آن تقویت می شود. از دو آینه بسیار بازتابنده تشکیل شده است که یک حلقه بسته را تشکیل می دهند. نور بین آینه ها به جلو و عقب باز می گردد و هر بار از محیط فعال عبور می کند. هنگامی که از محیط فعال عبور می کند، برخی از فوتون ها الکترون ها را تحریک می کنند تا فوتون های بیشتری با طول موج و فاز مشابه ساطع کنند. این فرآیند به عنوان بهره نوری شناخته می شود و همان چیزی است که پرتو نور شدیدی را تولید می کند که مشخصه لیزر است. سپس پرتو لیزر از طریق یک جفت کننده خروجی که یک آینه تا حدی بازتابنده است هدایت می شود. این اجازه می دهد تا مقداری از نور از حفره نوری فرار کند و به پرتو لیزر تبدیل شود که برای کاربردهای مختلف استفاده می شود. ساختار لیزر در حالت کلی و بیان ساده به این شکل بود که گفتیم.