لیزرهمه ما بازیهای کوچک تا اسباببازی، تجهیزات بزرگ تا صنعتی و سلاحهای لیزری را دیدهایم یا شنیدهایم که از اندازههای مختلف، قوی و درجات مختلف ترکیب پرتابگر لیزری گرفته شدهاند. حتی ضعیف ترین لیزر از نور خورشید قوی تر است، چرا؟
تفاوت نور خورشید و نور لیزر
هر رنگ نور دارای طول موج متفاوتی است. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، نور آبی طول موج کوتاه تری نسبت به نور قرمز دارد. نور خورشید از نور با طول موج های مختلف تشکیل شده است و چشمان ما این مخلوط از طول موج ها را به عنوان نور سفید درک می کنند.
طول موج لیزر با خورشید متفاوت است و لیزر به طور طبیعی وجود ندارد، بلکه توسط انسان اختراع شده است. لیزر یک پرتو باریک تولید می کند که در آن تمام امواج نور دارای طول موج های بسیار مشابه هستند (نشان داده شده در زیر). به همین دلیل است که پرتوهای لیزر بسیار باریک، بسیار روشن هستند و می توانند روی نقاط بسیار کوچک متمرکز شوند و از نور خورشید قوی تر هستند.
نور لیزر چگونه می درخشد
لیزرها رنگهای زیادی دارند و یک لیزر قرمز معمولی حاوی یک کریستال بلند (متوسط) است که از یاقوت ساخته شده و با یک لوله فلاش دور آن پیچیده شده است. لوله فلاش کمی شبیه یک لامپ فلورسنت است، اما به دور یک کریستال یاقوت پیچیده شده است و همان طول موج نور را ساطع می کند و این فلاش های نور با فرکانس یکسان لیزری هستند.
منبع تغذیه ولتاژ بالا باعث سوسو زدن لوله می شود. هر بار که لوله سوسو می زند، انرژی را به کریستال یاقوت "پمپ می کند" به طوری که انرژی به شکل فوتون به کریستال تزریق می شود. اتم های موجود در کریستال یاقوت (نقاط سبز بزرگ) این انرژی را از طریق فرآیند جذب جذب می کنند. الکترون های یک اتم با انتقال به سطوح انرژی بالاتر انرژی را جذب می کنند. پس از چند میلی ثانیه، الکترون با گسیل فوتون ها (لکه های آبی کوچک) به حالت اولیه خود باز می گردد. به این امر انتشار خود به خودی می گویند. فوتون های ساطع شده توسط اتم ها در داخل کریستال یاقوت بزرگ می شوند و با سرعت نور حرکت می کنند. هر یک از این فوتونها اتم دیگری را که قبلاً برانگیخته شدهاند تحریک میکنند. وقتی این اتفاق میافتد، اتم برانگیخته یک فوتون آزاد میکند و ما فوتون اصلی را با خود برمیگردانیم. این انتشار تحریک شده نامیده می شود. آینه ناخن در یک انتهای لوله لیزر فوتون ها را در داخل کریستال به جلو و عقب نگه می دارد. آینه ای در انتهای دیگر لوله، برخی از فوتون ها را به داخل کریستال منعکس می کند، اما به برخی از آنها اجازه فرار می دهد. فوتون های فرار یک پرتو لیزر بسیار متمرکز را تشکیل می دهند که لیزری را که ما می بینیم تشکیل می دهد.
ارزش استفاده از لیزر
محصولاتی که ما استفاده می کنیم و حاوی لیزر هستند معمولاً محدود به چاپگرهای لیزری، اسکنر بارکد و پخش کننده دی وی دی هستند. همچنین در ابزارهای دقیقی که می توانند الماس یا فلزات ضخیم را برش دهند و همچنین در چاقوی جراحی لیزری که برای استفاده ظریف طراحی شده اند استفاده می شود.
لیزرها همچنین توسط دانشمندان برای اندازه گیری فاصله بین زمین و ماه با اندازه گیری زمان رسیدن پرتو لیزر و بازگشت به ماه استفاده می شود.
با توجه به ماهیت متغیر بهره لیزر، تا زمانی که بتوانید یک پرتابگر لیزری به اندازه کافی بزرگ بسازید، انرژی لیزر افزایش می یابد، همانطور که برخی از سلاح های لیزری هزینه شلیک ندارند، می توانید از لیزر روی زمین برای از بین بردن آن استفاده کنید. هواپیما در آسمان البته، این دستگاه هیجان انگیز عظیم گران ترین برق است، هر چه انرژی لیزر بیشتر باشد، برق بیشتری مصرف می کند، بنابراین افراد عادی حتی اگر بتوانید آن را بسازید، نمی توانند قبض برق را بپردازند.