لیزر

لیزر دستگاهی است که از با تقویت نوری، نور ساطع می کند و این کار از طریق فرایند گسیل تحریکی تشعشعات الکترومغناطیسی انجام می شود.
فیزیک و شیمی
زیست شناسی و پزشکی: چاقوی لیزری، مته لیزری، فیزیوتراپی و …
صنایع نظامی: ردیاب لیزری، تفنگ لیزری، بمب با هدایت لیزری و …
صنعت: لیزر مارکر (حکاکی)، جوشکاری لیزری، برش های لیزری، برش الماس، مسافت یاب لیزری، صنایع ساختمانی
همجوشی هسته ای
ارتباطات نوری
ساخت ترانزیستور و مدار مجتمع
لیتوگرافی و استریولیتوگرافی
فرآوری اطلاعات نوری و ضبط آن ها
فرآوری مواد
تمام نگاری (هولوگرافی)
اندازه گیری (سرعت سنجی)
بازرسی
آزمایشگاهی و پژوهشی: اندازه گیری، سنتز مواد و …
لایه نشانی به روش لیزر پالسی
واژه لیزر (به انگلیسی: Laser) به معنی «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است.
لیزر ابزاری است که نور را به صورت پرتوهای موازی بسیار باریکی که طول موج مشخصی دارند ساطع می کنند. این دستگاه از ماده ای جمع کننده یا فعال کننده نور تشکیل شده که درون محفظه تشدید نور قرار دارد. این ماده پرتو نور را که به وسیله یک منبع انرژی بیرونی (از نوع الکتریسیته یا نور) به وجود آمده، تقویت می کند.
نخستین بار طرح اولیه لیزر (میزر) را انیشتین داد. کار لیزر به این گونه است که با تابش یک فوتون به یک ذره (اتم یا مولکول یا یون) برانگیخته، یک فوتون دیگر نیز آزاد می شود که این دو فوتون با هم، هم فرکانس هستند. با ادامه این روند شمار فوتون ها افزایش می یابد که می توانند باریکه ای از فوتون ها را به وجود بیاورند.

لِیزِر (laser)
لِیزِر
لِیزِر
سرنام عبارتی انگلیسی به معنی تقویت نور با گسیل تحریکی تابش. وسیله ای برای تولید باریکۀ ظریف نور است. این نور می تواند بدون پاشیدگی تا فواصل بسیار دور انتقال یابد و براثر کانونی شدن، چگالیِ توان فوق العاده زیادی پدیدآورد. میزان چگالی توان برای لیزرهای پرانرژی ۱۰۸ وات بر سانتی متر مربع است. اصول کار لیزر مشابه اصول کارکرد میزر، نوسانگر یا تقویت کنندۀ میکروموج پُربسامد، است. برخی از کاربردهای لیزر عبارت اند از ارتباطات، زیرا باریکه های لیزری نسبت به امواج رادیویی اطلاعات بیشتری منتقل می کنند، همچنین برش کاری، مته کاری، جوش کاری، ردیابی ماهواره ها، پژوهش های پزشکی و زیست شناختی، و جراحی. ارتعاشات صوتی تولیدشده در پنجرۀ شیشه ای اتاق را با باریکۀ بازتابیدۀ لیزر تشخیص می دهند و در سالن های تئاتر، کنسرت، و نمایشِ نور نیز از لیزر برای تفریح و سرگرمی استفاده می کنند.مادۀ لیزری. هر ماده ای که بیشتر اتم ها و مولکول هایش تحریک پذیر باشند و در حالت انرژی برانگیخته مستقر شوند، به منزلۀ مادۀ لیزری کاربرد دارد. بسیاری از جامدات، مایعات، و گازها را به این منظور به کار برده اند. ازجملۀ آن هاست بلور مصنوعی یاقوت که برای اولین تولید نور لیزر در ۱۹۶۰ به کار گرفته شد و خروجی تپشی پرقدرتی دارد، و مخلوط گازی هلیوم ـ نئون که نوری پیوسته ولی کم قدرت دارد.
کاربردها. لیزرهای گازی دی اُکسید کربُن (لیزرهای CO۲) کاربردهای تجاری بسیار دارند. این لیزرها باریکه هایی با توان ۱۰۰ وات یا بیشتر در ناحیۀ فروسرخ، به طول موج ۱۰.۶ میکرومتر، تولید می کنند در صنایع تولید لباس، برای برش هم زمان صدها لایه پارچه به کار می روند. طول موج لیزرهای رنگینه ای، که مواد لیزری آن ها به صورت رنگینه هایِ آلیِ کمپلکس در محلول است، در گسترۀ درخور توجهی از طیف مرئی قابل تنظیم و گزینش است.
گسیل فوتون. هر اتم که بتواند به اندازۀ کافی انرژی کسب کند، فوتونی از نور گسیل می کند که به صورت قطار موج بنیادی است. اتم با این انرژی حالت برانگیخته پیدا می کند. برانگیختگی اتم ممکن است براثر برخورد با اتم دیگر یا تابش نوری با طول موج مناسب اتفاق بیفتد. به فرآیند تأمین انرژی اتم دَمش می گویند. معمولاً اتم برانگیخته بسیار سریع، در کمتر از ۶-۱۰ ثانیه، فوتون گسیل می کند و این گسیل به صورت نامرتب (گسیل خودبه خودی) است. هرگاه اتم در حالت برانگیخته باشد و فوتونی با همان طول موج از کنارش بگذرد، فوتون اتم هم فاز با فوتون گذرنده گسیل می شود. (گسیل تحریکی). در لیزر، ترتیبی می دهند که فرآیند گسیل هم فاز فوتون ها به صورت انبوه و با نور پُرشدت اتفاق بیفتد.
لیزرهای هلیوم ـ نئون. لیزر هلیوم ـ نئون متداول ترین و ارزان ترین نوع لیزر است. این لیزر به صورت لولۀ شیشه ای سربسته ای حاوی مخلوطی از گازهای هلیوم و نئون در فشار کم است. در دوسر لوله دو آینۀ تخت قرارداده اند. انرژی تخلیه سبب «دَمش» اتم های نئون می شود که فوتون هایی با طول موج ۶-۱۰×۰.۶۳۲۸ متر (نور سرخ) گسیل می کند. نور تولیدشده در فاصلۀ بین آینه ها، گذارهای رفت وبرگشت پیدا می کند و در هر بارگذار بیشتر تقویت می شود. البته یکی از آینه ها را اندکی شفاف می سازند تا باریکه ای از نور سرخ از آن خارج شود.
همدوسی لیزر. نور لیزر بسیار همدوس و به همین سبب برای نمایش انواع آثار تداخلی قابل استفاده است. نور لیزر در تمام نگاری و اندازه گیری دقیق طول به روش تداخل سنجی کاربرد دارد. نور لیزر، با توجه به خاصیت همدوسی، دقیقاً موازی سازی می شود. اگر باریکه ای موازی به قطر یک متر تولید شود، گستردگی زاویه ای آن براثر پراش بسیار کمتر از یک ثانیۀ قوسی خواهد بود. با استفاده از این خاصیت، تپش های لیزر را به کرۀ ماه فرستاده اند و با آشکارسازی تپش های بازتابیده از آینه هایی در کرۀ ماه، اندازه گیری دقیق فاصله ماه تا زمین امکان پذیر شده است. گرمای متمرکزی که لیزر تولید می کند، کاربردهای بسیار در عملیات جراحی، جوش کاری، و مواردی از این دست یافته است. با استفاده از لیزر تپش هایی بسیار بسیار کوتاه مدت، برابر ۱۱-۱۰ ثانیه، و توان قله ای بسیاربسیار شدید، برابر ۱۰۱۴ وات، تولید می کنند. با این تپش ها می توان واکنش گداخت عناصر سبک وزن را برای تولید انرژی راه اندازی کرد که روش تولید انرژی در ستاره هایی مثل خورشید است. در ۱۹۹۵، لیزر امگا را در دانشگاه راچستر نیویورک ساختند. این لیزر تپش هایی با توان ۶۰ تریلیون وات و زمان دوام۰.۶۵ نانوثانیه تولید می کند و برای مقاصد پژوهشی غیرتسلیحاتیِ گداخت هسته ای کاربرد دارد. در آزمایشگاه تابش لارنس لیورمور، واقع در کالیفرنیا، لیزری با توان۱.۳ پتاوات (۱۳۰۰ تریلیون وات) ساخته اند (مه ۱۹۹۶).
لیزر اتمی. برای اولین بار در ۱۹۹۷، دانشمندان امریکایی نخستین لیزر اتمی را به نمایش گذاشتند. این لیزر نوع جدیدی از ماده گسیل می کند که در آن، اتم ها به صورت موج نور عمل می کنند. بنابه پیش بینی این مخترعان، لیزر جدید پیشرفت هایی را در تراشههای رایانه ای و تجهیزات ناوبری پدید خواهدآورد. نور در برخورد با اتم برانگیختۀ دیگر باعث گسیل بیشتر نور می شود. بر شدت پرتوهای نور، حین رفت وبرگشت بین آینه ها، افزوده می شود. در لیزر گازی، انرژی الکترون هایی که بین الکترودها در حرکت اند، به اتم های گاز منتقل می شود. اتمی که انرژی گرفته است، پرتوی از نور گسیل می کند. این پرتو هنگام برخورد با اتم برانگیختۀ دیگر باعث گسیل بیشتر نور می شود. پرتوهایی که بین دو آینۀ دو سر لوله در حال رفت وبرگشت اند، تولید نور را به شدت افزایش می دهند. نور تولیدشده سرانجام به شدتی می رسد که از آینۀ نیمه نقره اندود در یک سر لوله می گذرد و باریکه ای از لیزر پدید می آورد. در ضبط تمام نگاشت، نور عبوری حاصل از لیزر به دو باریکه تقسیم می شود. یکی از این باریکه ها مستقیماً به طرف صفحۀ عکاسی هدایت می شود و باریکۀ دیگر، پس از بازتاب از جسم، به صفحۀ عکاسی می رسد. ترکیب این دو باریکه نقشی روی صفحۀ عکاسی پدید می آورد که متضمن اطلاعاتی از شکل سه بعدی جسم است. اگر این صفحه را پس از ظهور در معرض نور لیزر قرار دهیم، نقش ضبط شده تصویر سه بعدی جسم را نشان می دهد. با توجه به قابلیت تمرکز در نواحی بسیار کوچک، می توان نور لیزر را در فرآیندهایی به کار برد که نیاز به دقت فراوان دارند. بادسنج لیزری، ساخت سازمان انرژی اتمیِ انگلیس در هاروِل، سرعت حرکت شاره ها را با لیزر اندازه می گیرد.