توضیحات

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله در مورد لیزر دارای 77 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد لیزر  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد لیزر،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد


بخشی از متن مقاله در مورد لیزر :

لیزر

مقدمه
«اقرا بسم ربک الذی خلق» بخوان به نام پروردگارت که تو را آفرید.
خدایا اولین سخن تو با پیامبرت خواندن بود. توخیر بندهات را در دانشمند بودن او میدانی. پس خدایا شناخت علوم بر ما آسان ساز. یعنی شناختن و دانستن چیزی همان طور که هست واین از صفات خداوند است. از آغاز آفرینش انسان تاکنون میلیونها سال میگذرد. در این سالها انسان

شاهد تغییرات زیادی در محیط پیرامونش بودهاست. تمامی این تغییرات ناشی از قدرت عقل و قوهی اراده و تصمیمگیری اوست.اما امروزه شاهد پیشرفتهای شگرفی در علوم مختلف از جمله پزشک، شیمی، زیستشناسی، ارتباطات و; هستیم که بسیاری از این پیشترفتها را مدیون اختراع پرتویی شگفتانگیز به نام لیزر میدانیم.

لیزر یا به اصطلاح نور باشکوه نوع کام جدیدی از نور است که بسیاری از آرزوهای رویاگونهى بشتوان عجایبی به بار آورد و هر مادهى شناخته شده روی زمین را در کسری از ثانیه بخار کرد.
لیزرها آن چنان قدرتمند هستند که میتوانند فرآیند همجوشی هستهای را ایجاد نمایند همان فرآیندی که در خورشید صورت میگیرد که برای به وجود آمدن آن گرمایی بالغ بر K10 نیاز است.
امروزه لیزرها کاربردهای وسیعی در علوم مختلف از جمله: صنعت، پزشکی، کشاورزی، ساختمان سازی، هولوگرافی، شیمی، زیست شناسی و ارتباطات یافتهاند.
هدف ما از انجام چنین تحقیقی آشنایی بیشتر با لیزر و کاربردهای آن است تا بتوانیم علت اصلی پیشرفتهای بشر را در بسیاری از زمینههای علمی و تحقیقی دریابیم و از آنها در جهت پیشرفتهای جدیدی برای کشورمان وتمام جهانیان استفاده کنیم.

فصل اول:
لیزر

ماهیت نور
اسحاق نیوتن در سال 1672 برای اولین بار نظریهى ذرهای بودن نور را بیان کرد و انیشتین نیز با انجام آزمایش فوتوالکتریک نظریهى نیوتن را تأیید کرد. نیوتن هم چنین با عبور دادن نور از منشور توانست نور را تجزیه کند.

نور خود یک موج الکترومغناطیسی است و میدانیم که موج دارای 3 مشخصهى اصلی: بسامد، دوره و طول موج است. طول موج یکی از مهمترین مشخصههای موج است که با انرژی رابطهى عکس دارد. بنابراین موجهای مختلف را میتوان به صورت طیف موجهای الکترومغناطیسی نمایش داد.
کریستین هویکینس، فیزیکدان هندی برای اولین بار توانست به کمک پخش، بازتاب و شکست نور، ماهیت موجی بودن نور را بیان کند و توماس یانگ با آزمایش پراش نور آن را ثابت کرد.
لیزر در واقع نوعی نور است و با توجه به محیط فعالش در قسمتهای مختلف طیف موجهای الکترومغناطیسی قرار میگیرد.
تاریخچهى پیدایش لیزر
در سال 1917 میلادی انیشتین تحقیقی را بر روی نظریهى نور و تشعشع آغاز کرد. در پیآمد این تحقیقات، انیشتین در مقالهى علمی خود «در نظریهى کوانتومی تشعشع» چگونگی تحریک شدن اتمها و آزاد کردن نور از آنها را شرح داد که در قسمتهای بعدی به تشریح کامل آن میپردازیم.
بعد از انیشتین، تاونز به در خواست نیروی دریایی آمریکا برای ساخت وسیلهای که بتواند بسامد بالای میکروموج، جهت استفاده در ارتباطات تهیه کند، مشغول به تحقیق در مورد گسیل القایی شد. وی سرانجام در سال1935 با استفاده از ماده فعال آمونیاک توانست میزر را تولید کند. تاونز پس از اختراع میزر که اولین کاربرد عملی اصول انیشتین در مورد گسیل القایی بود به فکر ساخت دستگاهی بود که بتواند طول موجهای کوتاهتری نسبت به میکروموج داشته باشد.
سرانجام در سال 1959 دکتر تئودور مایمن فکر تاونز را به نتیجه رسانید و اولین لیزر راساخت. مایمن با قرار دادن میلهای از یاقوت مصنوعی درون شیشهای مار پیچی که دو انتهای میله صیقل داده شده بود، توانست لیزر را تولید کند.
پس از دو سال آقای علی جوان، دانشمند ایرانی برای نخستین بار لیزر گازی هلیوم-نئون (He-Ne) را ساخت. اما به طور کلی علت اصلی مشغول شدن فکر دانشمندان به تولید لیزر، ساخت وسیلهای بود که بتواند نور همدوس تولید کند.
لازم به ذکر است، تفاوت اصلی «میزر» و «لیزر» که هردو کوتاه شده عباراتی به معانی «تحریک میکروموج با تابش گسیل القایی» و«تقویت نور با تابش گسیل القایی» هستند، در طول موجشان است و طول موج میزر بلندتر از طول موج لیزر است. با توجه به این که طول موج با انرژی رابطه عکس دارد، پس میتوانیم دریابیم که انرژی میزر از انرژی لیزر کمتر است.
در ضمن امروزه لیزرها گسترش بسیار زیادی یافتهاند و با پیشرفت روز افزون مکانیک کوا

نتومی و جنبههای ذرهای نور و تولید آینههایی با توان بالا، دانشمندان لیزرهایی با توان خروجی بهتر (لیزرهای توان بالا) ساختهاند.

گسیل خود به خود
هر اتم از سه قسمت الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شدهاست که علت اصلی ایجاد لیزر، جابهجایی الکترونها بین لایههای الکترونی است که هماکنون به تشریح کامل آن می

پردازیم.
همانطور که میدانیم الکترون در اتم بر روی مداری که از نظر انرژی مشخص شدهاست، در گردشاند. حال فرض کنیم که الکترونی به طریقی، مث به وسیلهى تحریک الکتریکی به ترازی با انرژی زیادتر انتقال داده شده باشد. بدیهی است که این الکترون تمایل دارد که به مدار پایینتر، یعنی مداری که انرژی آن کمتر است، فروافتد. در این فروافت، الکترون مقداری از انرژی خود را به صورت انرژی الکترومغناطیسی از دست میدهد.
میدانیم که اگر E2 و E1 به ترتیب انرژی مربوط به ترازهای با انرژی پایینتر اتم باشد، فرکانس نور گسیل شده از رابطه E2-E1=hu0 به دست میآید. این فرآیند را گسیل خود به خود (گسیل تابشی) میگویند. نوری که برای روشنایی منازل از آن استفاده میكنیم، یا نوری که از خورشید به ما میرسد و یا چراغهای نئونی که برای تزیین سردرهای فروشگاهها به چشم میخورد، همگی حاصل تابش خود به خود است.
حال اگر بخواهیم الکترونی را در یک اتم از تراز پایینتر (انرژی کمتر) به تراز بالاتر (انرژی بیشتر) انتقال دهیم، باید مقداری معین انرژی صرف کنیم. یعنی از نظر مقدار، درست برابر با همان انرژی است که الکترون در صورتی که از مدار بالاتر به مدار پایینتر سقوط میكرد باید پس میداد. این فرآیند را جذب میگویند. پس باید در ابتدا عمل جذب صورت گیرد تا منجر به گسیل خود به خود شود.

جذب

گسیل
خود به خود

گسیل القایی
تابش فرآیندی است که طی آن گرما میتواند انتقال یابد. توان تابیده به ضریب گسیل بستگی دارد که تابش را به خوبی جذب مىکند و جسمی که سطحش صاف و کام سیاه باشد ( یعنی جذب كنندهى کامل باشد) گسیلندهى کامل نیز هست که ضریب گسیل آن 1= است وقتی جسمی گرم شود، هم شدیدتر تابش میكند و هم رنگش عوض میشود، مانند دستهى لامپ التهابی. البته شدت این تابش به طول موج دما بستگی دارد. پلانک سعی کرد فرمولی برای این موضوع بیان کند. از این رو این نظریه به نظریه پلانک است.
انیشتین با استفاده از نظریهى تابش جسم سیاه توانست اثبات کند، علاوه بر تابش خود به خود تابش القایی نیز فوتون تولید میكند. شرح آن به صورت زیر است:
وقتی یک الکترون در تراز بالا قرار دارد، با برخورد به یک فوتون دیگر، مجبور به واکنش با آن فوتون و سقوط به تراز انرژی پایینتر میشود در اینجا فوتون القاكننده به حرکت خود ادامه میدهد و ف

وتون القاشونده در اثر رها شدن انرزی الکترون به دست میآید. فوتون اول (القاكننده) و فوتون دوم (القاشونده) هر دو همفاز و همراه هستند. به این پدیده گسیل القایی میگوییم. زیرا یک فوتون تولید، یک فوتون دیگر را بر میانگیزد.
در لیزر نور از طریق گسیل القایی ایجاد میشود. در ضمن واژهى لیزر به خاطر همین فرآیند انتخاب شده است، یعنی از به هم پیوستن حروف اول عبارتی انگلیسی¹ به معنای تقویت نور به وسیلهى تابش گسیل القایی.
از تفاوت گسیل القایی و خود به خود میتوانیم تا حدودی به خصوصیات لیزر پی ببریم:
1 در گسیل خود به خود فوتونها همفاز نیستند، در حالی که در گسیل القایی همهى فوتونها در یک جهت منتشر میشوند.
2 نور حاصل از گسیل خود به خود ناهمدوس و نور حاصل از گسیل القایی همدوس است.

گسیل القایی

لیزر چگونه تولید می شود؟
هر لیزر قسمتهای اساسی و مشخصی دارد که به شرح زیر است:
1- چشمهى انرژی: اغلب به صورت الکتریسیته است اما به جای آن میتوان از نور معمولی، واکنش شیمیایی یا حتی لیزر دیگر بهره برد. یکی از متداولترین منابع انرژی به کار رفته در لیزرها لامپ درخش است. این لامپ شبیه لامپ درخش (فلاش) دوربین ولی خیلی قویتر از آن است. لامپ درخش باید اتمها یا مولکولها را به گونهای سریعتر از آنكه بتوانند با گسیل عادی به

حالت پایین برود، در یک حالت برانگیخته بگذارد.
2- محیط فعال: محیط فعال مجموعهای از اتمها، مولکولها یا یونهاست که بتواند انرژی را جذب و آزاد کند. این محیط فعال میتواند مثل یاقوت یا بلورهای دیگر جامد یا مثل رنگینهه مایع و یا مثل گاز CO2 باشد. باریكهى لیزر فقط در محیط فعال تولید میشود. مادهى فعال در واقع قلب دستگاه لیزر را تشکیل میدهد . در تعریف دیگر میتوان گفت محیطی که بتوان در آن وارونگی جمعیت ایجاد کرد، محیط فعال نام دارد.
3- ساز و کار پسخوراند : از دو سطح بازتابنده مثل آینه تشکیل شده است که در دو انتهای محیط فعال (مثل سطح تخت وصیقل داده شدهى یاقوت مصنوعی در لیزر مایمن) قرار میگیرد که یکی از آینهها به نام “خفتگر” خروجی بازتابنده جزئی است. آینههای لیزر با دقت زیادی ساخته میشود. مادهى به کار رفته برای ساخت آینههای دارای بازتابندگی بسیار زیاد باید در خ تبخیر شوند و به صورت لایههای بسیار نازکی به ضخامتی که ممکن است کمتر از 00002/0 سانتی متر باشد، در روی صفحههای شیشهای صیقلی رسوب کند. صفحههای شیشهای که زیرانید نامیده میشوند به قدری تختند که هیچ فرورفتگی یا برآمدگی به عمق بزرگتر از 000005/0 سانتی متر ندارد.
برای انجام عمل لیزر چندین مرحله باید صورت بگیرد. اما برای ایجاد لیزر نیازمند شرایط مخصوصی هستیم که یکی از مهمترین آنها ایجاد وارونگی جمعیت به وسیلهى پمپاژ میباشد که در زیر به تشریح کامل آن میپردازیم.
انتقال انرژی بستگی به سطوح انرژی دارد. اگر تعداد الکترونها در تراز پایین بیشتر از تراز بالا باشد عمل جذب و اگر بر عکس باشد (یعنی تراز بالا دارای جمعیت بیشتری باشد) عمل گسیل القایی انجام میشود. تحت شرایطی بالاخص در ترمودینامیکی تعداد الکترونها با بالا رفتن سطح انرژی کم میشود. در صورتی که N1 را تعداد اتمها در تراز پایین و N2 را تعداد مولکولها در تراز بالا بنامیم، بنابراین N2<N1 میشود عمل جذب نور اتفاق میافتد. اما برای ایجاد گسیل القایی باید سطوح دارای انرژی بالاتر الکترونهای بیشتری داشته باشند و2>N1 N باشد. وقتی چنین شرایطی ایجاد شود میگوییم وارونگی جمعیت رخ داده است.
برای آنکه بتوانیم اتمها را از تراز پایینتر به تراز بالاتر بفرستیم احتیاج به یک منبع تحریک داریم و به فرآیندی که بدان وسیله اتمها به تراز تحریکی انتقال داده میشوند پمپاژ (دمش) میگویند. در لیزرهای جامد (نظیر یاقوت و یا نئودیمیئوم یاگ) از لامپهای درخش که در زمانی حدود چند صد میلیونیم ثانیه فعال میشوند استفاده میكنند. این روش را پمپاژ اپتیکی میگویند.
در لیزرهای گازی توسط یک منبع الکتریکی خارجی عمل پمپاژ را پمپاژ الکتریکی میگویند که علت اصلی کاربرد آن در لیزرهای گازی تبدیل گاز به پلاسما به وسیلهى تخلیهى الکتریکی است.
دو نوع پمپاژ اصلی داریم:1- پمپاژ ذرهای 2- پمپاژ پیوسته
که تفاوت آنها به شرح زیر است:
• در پمپاژ لحظهای عمل پمپاژ به صورت بخشهایی انجام میشود اما در پمپاژ مستمر عمل پمپاژ به صورت همیشگی و مستمر است.
• در پمپاژ ضربهای نیازی به سرد کردن دستگاه نیست در حالی که در پمپ

اژ مستمر نیاز است.
• در پمپاژ ضربهای پالسهای ایجاد شده به صورت زنجیره است.
• قدرت لیزر در پمپاژ ضربهای نسبت به پمپاژ مستمر بسیار بیشتر است. مثلامیتوان لیزری به توان 10¹² را در عرض 10¹¹ تا10¹² ثانیه ایجاد کرد.
حال با توجه به مواد گفته شده میتوان اصول کار لیزر را توضیح داد.
مادهى فعال هر چه که باشد در بین دو آینهى نقرهاندود و نیمه نقرهاندود که به ترتیب آینهى 100% و %80 گفته میشود قرار میگیرد. سپس عمل پمپاژ انجام شده و الکترونها به تراز

انرژی بالاتر میروند تا در هنگام بازگشت به حالت پایه فوتون گسیل شود و این فوتونها با الکترونهای در تراز بالا برخورد کرده و عمل گسیل القایی صورت میگیرد. این فوتونها با هم حرکت کرده و در هر جابهجایی میان آینهها تعداد آنها دو برابر میشود. فوتونها در اثر برخورد با آینهى 100% به طور کامل باز میگردند اما در اثر برخورد با آینهى 80% تنها %80 فوتونها باز میگردد و %20 دیگر از دستگاه خارج می شود که در واقع همان نور لیزری است که ما میبینیم.
نگهدارهای مکانیکی بسیار دقیقی برای ثابت نگهداشتن آینهها و میلهى لیزر لازم است تا گسیل القایی را دقیقاً در امتداد میلهى لیزر برگرداند. اگر فوتونها روی خودشان بازتاب نیابند، لیزر کار نخواهد کرد.
همهى فرآیندهای نوری از جمله ایجاد بلورهای میلهى لیزر، ساخت آینهها و صیقل دادن دو انتهای میلهى لیزر باید در شرایط کاملا عاری از آلودگی انجام شود. در این موارد از اتاقهای خاصی به نام اتاق تمیز استفاده میشود که هیچ گرد و خاک و رطوبت ندارد به ویژه هنگام ساخت بلورهای لیزر پرهیز کردن از آلودگی مهم است، زیرا مقدار بسیار کمی از ناخالصی میتواند کارکرد لیزر را متوقف کند.
برای کاربردهای مختلف از لیزر ناچاریم که خروجی آن را کنترل کنیم. مثلا متمرکز کردن پرتو روی فلزها، انحراف دادن باریکه، ساختن تپ لیزری .
تغییر به دو طریق انجام میشود:
لازم به ذکر است که خروجی لیزر به دو عامل محیط فعال و کاواک وابسته است. برای مثال برای جهت داشتن یک لیزر از نوع گازی باید فشار گاز را افزایش دهیم.
لیزرها را برحسب محیط فعالشان نامگذاری میكنند. مثلا در لیزر رودامین که مایع رنگینهى فلوئورسانسی است به عنوان مادهى فعال استفاده میشود یا در لیزر نیمه رسانا یا دیودی از بلورها که بخش کوچکی از وسایل الکترونی را تشکیل میدهند، به عنوان مادهى فعال استفاده میكنند.

ویژگیهای نور لیزر
1- نور لیزرها طول موج یکسانی دارد. به همین دلیل به آن نور خالص میگویند. امواج نوری لیزر هم زمان با هم گام برمیدارند و همفاز هستند و قله هر موج با قلهى موج دیگر یکی است. از این جهت، به نور لیزر همدوس میگویند.
2-به علت یکسان بودن طول موج یا بسامد، نور لیزر هنگام عبور از منشور تجزیه نمیشود و به صورت باریكهى کوچکی خارج میشوند. (به همان صورت که داخل شده است)
3- جهتمندی از خصوصیات دیگر نور لیزر است. نور لیزر چنانچه در محیط جذب نشود میتواند فواصل زیادی را طی کند بدون آنکه در واگرایی آن تغییر زیادی ایجاد شود.
4- درخشانی یا روشنایی نور لیزر میلیونها بار بزرگتر از چشمههای دیگر مثل خورشید است.علت این امر آن است که نور لیزر همدوس (تکفام) است و در یک جهت حرکت میكند.
5- چون انرژی ورودی را در لیزر میتوان کنترل نمود، انرژی خروجی نیز به دنبال آن تغییر می یابد بنابراین اگر برانگیختگی لیزر با پالسهای کوچک انجام شود، لیزر با پالسهای کوچک تولید

خواهد شد.
6- موجها دارای رنگ یکسانی هستند و به اصطلاح تکرنگ میباشند.

سوئیچ Q:
استفاده از تکنیک سوئیچ Q ایجاد تپهای لیزر با مدت کم (10 تا 30ns) و در نتیجه قله توان بسیار میسازد. اصول تکنیک به قرار زیر است. فرض شود که یک بستاور در داخل کاواک لیزری قرار داده شده باشد، اگر بستاور در بسته شود عمل لیزر صورت نخواهد گرفت (تلف کاواک بسیشده و انرژی ذخیره شده به صورت تپی نورانی و سریع رها خواهد شد، چون تکنیک متضمن انتقال سازه Q کاواک از مقدار خیلی پایین به مقدار خیلی بالاست لذا به نام سوئیچ Q معروف است. اگر بستاور در مدت زمان کوتاهی (در مقایسه با زمان ایجاد پالس) باز شود سوئیچ Q را سریع میگویند و خروجی لیزر به صورت تک تپ خواهد بود ولی چنانچه سوئیچ Q آهسته باشد تپهای متعددی را در خروجی لیزر میتوان انتظار داشت.

انواع لیزرها
نوع لیزر از روی حفره لیزر (Laser cavity) مشخص میشود و نشان دهنده توزیع توان لیزر در منطقه میباشد.
1- لیزرهای جامد: بلورهای جامدی که در فرآیند لیزری مورد استفاده قرار میگیرند باید شرایط زیر را داشته باشند:
• شفاف باشند تا اولا نور بتواند برای برانگیزش محیط فعال وارد آن شود، ثانیاخود باریكهى لیزر بتواند از آن عبور کند.
• اتمهای محیط فعال باید بتوانند طول موجهای مورد نظر را به وجود بیاورند.
• باید دارای مقداری ناخالصی باشند که در بلور خالص آن وجود ندارد. بلور خالص مادهى میزبان و فرآیند افزودن ناخالصی آلاشی نام دارد. مثلا در 
اولین لیزر جامد به وسیلهى دکتر مایمن کشف شد که محیط فعال آن میلهای از بلور یاقوت مصنوعی است.
یک نوع لیزر جامدی که امروز کاربرد تجاری زیادی دارد، لیزر استریم آلومینیوم گارنت یا لیزر یاگ با ناخالصی نئودیم است.
از طرفی لیزرهای جامد بازدهى زیادی ندارند و مانند لیزرهای گازی نمیتوانند باریكهى نوری پیوستهای ایجاد کنند ولی در عوض میتوانند تپهای فوقالعاده قدرتمندی از نور لیزر ایجاد کنند.
لیزرهای حالت جامد در کاربردهای پرتوان مانند جوشکاری و برشکاری و همچنین دستگاههای دیواری فروسرخ و پژوهشهای علمی متداولاند.

طول موج لیزر عنصر فعال
نانومتر 1610 اربیم
نانومتر 610 اروپیم
نانومتر 2050 هولیم
نانومتر 1060 نئودیم
نانومتر 710 ساماریم
نانومتر 1120 تولیم
نانومتر 1020 ایتریم

2- لیزرهای گازی: یکی از رایجترین لیزرهای گازی، لیزر هلیم- نئون است. میزان گاز هلیم ده برابر گاز نئون است و باریكهى لیزری توسط اتمهای نئون

ایجاد میشود. این لیزر تپهای قدرتمندی ایجاد نمیكند ولی میتواند باریكهى لیزری پیوسته تولید نماید. باریكهى پیوسته همدوس کامل است و با دقت بالایی می توان آن را کنترل کرد. در ضمن اندازهى این لیزر کوچک و ارزانتر است به همین دلیل در مخابرات، مدارس، آزمایشگاهها، صنایع ساختمانی و نمایشهای هنری به کار میرود.
در لیزرهای گازی از دمش الکتریکی برای ایجاد عمل پمپاژ استفاده میكنند که نتیجهى آن به وجود آمدن پلاسما است. برای ایجاد پلاسما عملی کاملا شبیه ایجاد پرتو کاتدی در لولهى پرتوی کاتدی انجام میشود. وقتی جریان الکتریکی با ولتاژ بالا اعمال میشود، الکترونهای آزاد و یونها ایجاد میشوند که مکانیسم تحریکی آن به شرح زیر اس
لیزرهای گازی اصولا مخلوطی از چند گاز است که شرح کار آن به صورت زیر میباشد:
فرض میكنیم دو گاز A و B داریم. الکترونهای A انرژی دریافت کرده و به تراز بالاتر رفته اند. انرژی الکترونهای اتم A به اتم B (در حالی که در حالت تحریکی نیمه پایدار باشد) انتقال یافته و عمل لیزری انجام میشود که مکانیسم آن به شرح زیر است:A*+ B = A + B* + E از گفتههای بالا میتوان نتیجه گرفت که الکترونها در تخلیهى الکتریکی نقش اساسی دارند که انرژی خود را طی 3 فرآیند زیر از دست میدهند:
الف) برخورد غیر الاستیک با اتمها که موجب تحریک اتمها و یونیزه شدن آنها میشود.
ب) برخورد الاستیک با اتم
پ) برخورد الکترون با الکترون

3- لیزرهای مایع: لیزرهایی که از مایعات به عنوان محیط فعال استفاده میكنند این مزیت را دارند که از گازها متراکمترند و مایعات را میتوان به گردش انداخت و خنک کرد. در ضمن به علت استفاده از رنگینهها که در مایع حلالی مثل الکل یا اتیلن گلوکول (ضد یخ) حل میشوند میتوان آن را تنظیم کرد. در این نوع لیزرها چشمهى انرژی معمولا لامپ درخشی یا یک لیزر دیگر است.
لیزر رودامین 6G نمونهای از لیزرهای رنگینهى مایع است که وقتی نور برآن میتابد فلوئورسانس میشود. از لیزر یونی آرگون یا کریپتون میتوان به عنوان چشمهى انرژ استفاده کرد.
از جمله استفادههایی که از این لیزرهای رنگینهای می شود عبارتند از:
• به علت گسیل تپهایی از نور لیزر خیلی کوتاه میتوان از آن برای بررسی واکنشهای شیمیایی در طبیعت بهره برد. درست مثل اینکه حرکت موکولها بر فیلم نمایش داده شود.
• استفاده از لیزرهای رنگینهای در طیفنمایی و بررسی فرآیندهای فیزیکی و ترازهای انرژی داخل اتمها و مولکولها.

4- لیزرهای نیم رسانا: با نیم رسانا میتوان لیزرهایی به کوچکی دانههای نمک ساخت. در این نوع لیزر که لیزر دیود هم خوانده میشود، از الکتریسیته به عنوان چشمهى انرژی استفاده میشود. در لیزر نیم رسانا دو نوع ماده نیم رسانا با خواصی کنار هم قرار میگیرند تا یک پیوندگاه تشکیل شود. یک ماده با اتمهای باردار منفی آلاییده میشود که نوع nنام دارد و ماده دیگر با اتمهای باردار مثبت آلاییده میشود که نوع p نام دارد.
لیرزهای نیم رسانا را بر حسب خروجی آنها به دو دستهى لیزرهای تپی و لیزرهای پیوسته کار تقسیم میكنند و غالبا لیزرهای توان بالا از نوع تپی (پالسی) هستند.
5- لیزرهای رزینهای: مواد آلی دارای خاصیت گسیل تحریکی هستند از این رو در بعضی لیزرها میتوان از آنها به عنوان محیط فعال استفاده کرد. در لیزرهای رزینهای از مواد آلی رنگین به عنوان مادهى فعال استفاده میشود. مواد آلی رنگین موادی هستند که دارای جذب در موجهای نزدیک فرابنفش، مرئی و فروسرخ باشند. از این تعریف میتوان به یک خصوصیت ممتاز لیزرهای رزینهای نسبت به دیگر لیزرها پی برد. از این لیزر میتوان در مطالعات شیمیایی جداسازی ایزوتوپها، اسپروسکوپی، تعیین آلودگی هوا و استفاده از امور بیولوژیکی و پزشکی بهره برد.

6- لیزر رنگینهای: منبع انرژی لیزر رنگینهای میتواند لامپ درخش یا یک لیزر دیگر باشد. در حالت اول از یک لامپ درخش خطی در درون یک محفظهى بیضی که رنگینهى لیزر در آن جریان مییابد استفاده میشود. لامپهای درخش پالسیاند. به گونهای که میتوانند نور کافی برای تحریک مولکولهای رنگینه را بیرون دهند. از طرفی از لیزر دیگری به نام لیزر دمش نیز میتوان برای تحریک رنگینه استفاده کرد. این لیزر معمولا لیزر نیتروژنی پالسی یا لیزر یون آرگون پیوسته است. هنگامی که از لیزر یون آرگون پیوسته استفاده میشود، محلول رنگینه به سرعت از یک شیار جریان مییابد تا ورقهى نازکی از رنگینه به ضخامت کمتر از 02/0 سانتی متر به دست آید.

باریکهى لیزر دمش در نقطهای به اندازهى 003/0 سانتی متر در نوارهى رنگینه متمرکز میشود و بعضی از آینههای لیزر انحنا مییابند تا باریکهى لیزر رنگینهای را با همان اندازه متمرکز کنند. این نوع لیزر میتواند پالسهای بسیار کوتاهی ایجاد کند که دانشمندان از آنها برای بررسی پدیدههای بسیار سریع در طبیعت استفاده میكنند. لیزرهای رنگینهای به اندازهى لیزرهای حالت جامد

یا لیزرهای گازی از نظر انرژی موثر نیستند، به گونهای که نمیتوانند توانهای خروجی میانگین به آن زیادی ایجاد کنند. با وجود این تنظیم پذیریشان آنها را برای بسیاری از کاربردهای لیزر ضروری ساخته است.

7- لیزرهای اکسایمر: لیزرهای اکسایمر یکی از انواع لیزرهای گازی است که به عنوان پرتوانترین چشمههای نور همدوس (لیزری) در ناحیهى ماورابنفش محسوب میشود. مخلوط گاز آن شامل یک یا چند نوع گاز نادر و یک هالوژن دهنده که متداولترین آنها HCl و NF3 و F2 میباشند. دمش این لیزرها با استفاده از تخلیهى الکتریکی پالسی یا بارگیری الکترونی پالسی و یا فرکانس رادیویی امکان پذیر است. این لیزرها قابلیت عملکرد با آهنگ تکرار پالس بالا را دارا هستند. آنها قابلیت کانونی شدن در نقاط بسیار کوچک و نیز تولید پالسیهای بسیار کوتاه با قله توان بالا و بازدهی نسبتا خوب این لیزرها را کاربردپذیر ساخته است.

8- اصول لیزر الکترون آزاد با همه لیزرهایی که تاکنون ملاحظه کردیم کاملا متفاوت است. منبع انرژی اصلی پرتوهای الکترونی نسبی است. (یعنی الکترونهایی که با سرعت خیلی نزدیک به سرعت نور حرکت میكنند.)

9- لیزر بخار مس از مدتها قبل شناخته شده است لیکن اهمیت اخیر آن به دلیل پیشرفتهایی است که در توان خروجی و در زمان عمر آن حاصل شده است. مادهى فعال آن بخار مس است و برای به دست آوردن غلظت کافی مس در لولهى تخلیه لازم است در دمای خیلی بالا نگه داشته شود.

10- لیزرهای اکسید کربن از مهمترین لیزرها در نوع خود میباشند و از نظر کاربردهای منفی میتوان آن را در زمرهى مهمترین لیزرها قرار داد. این لیزر با کارایی بالا (تا 30%) و توان بسیار زیاد و توان خروجی پیوسته حدود چندین کیلووات ساخته شده است. کاربردهایی از قبیل جوشکاری و برش استیل، الگوبرداری، نظامی و جوش هستهای برای لیزر ممکن است.

11- لیزرهای بسته بدین معنی است که در لیزری مانند هلیم نئون گازهای تحت تخلیه الکتریکی کاملا در لولهى تخلیه قرار داده شدهاند. مشکلی که برای این لیزرها مشخصاً دی اکسید کربن وجود دارد این است که در جریان تخلیهى الکتریکی مولکولهای CO2 به CO تبدیل میشود و این واکنش هم خیلی سریع رخ میدهد.

لیزر طول موج کار nm میانگین توان خروجی w
آرگون فلورید nm193 پالسی W 25

کریپتون فلورید nm248 پالسی W 50
گزنون کلرید nm 308 پالسی W 25
نیتروژن nm 337 پالسی W 5
گزنون فلورید nm 351 پالسی W 15
یون آرگون nm 488 پیوسته W5

بخار مس nm 511 پالسی W 30
یون آرگون nm 514 پیوسته W 5
بخار مس nm 578 پالسی W 30
بخار طلا nm 628 پالسی W 10
هلیوم نئون nm8/632 پیوسته W 001/0
یون کریپتون nm 647 پیوسته W 5

فصل دوم:
کاربردهای لیزر

کاربرد لیزر در صنعت
از جمله کاربردهای مهم لیزر به کارگیری آن در صنعت است که علت اصلی پیشرفتهای بشر در بسیاری از زمینههاست.
پرتو لیزر با توجه به ویژگیهای منحصر خود که شامل تکرنگی، همدرسی، شدت بالا و واگرایی کم است، نشان داد که با به کارگیری آن میتوان نه تنها به گسترش حوزه صنعت بلکه تحول کیفی محصولات آن امید فراوانی پیدا نمود. به دنبال ساخت اولین لیزر گاز کربنیک در سال 1964 این امکان فراهم شد که بتوان با حداقل امکانات لیزرهای پرقدرتی در ناحیه حرارتی مادون قرمز، همان منطقهای که مورد نیاز صنعت است تهیه و به بازار عرض

ه نمود. اینک وسیلهای پا به عرصه وجود گذاشته بود که امکان فراهم نمودن یک منبع حرارتی قابل کنترل و در عین حال بسیار باریک به راحتی در دسترس کاربران قرار میگرفت. با یک نگاه گذرا اما عمیق به نقش لیزر در صنعت میتوان به این نکته واقف شد که لیزر تحولی بی سابقه در این عرصه ایجاد کرده است که دامنه رشد آن هر روز گسترش می یابد. امروز اگر شاهد محصولاتی باشیم که به جهت کیفی و مرغوبیت در کمترین زمان به بازار عرضه میشود، متوجه نقش و اهمیت لیزر در صنعت خواهیم بود.
موارد استفاده از لیزر در صنعت عبارتند از:
• ایجاد سوراخ در تمامی وسایل مانند: پستانک بطری نوزاد، کاغذ، الماس (به وسیله لیزر یاقوتی)، عدسیها و غیره. با تمرکز باریکهى لیزر میتوان سوراخهایی به ابعاد چند میکرون در مدت زمان 10¯³الی 10¯ ثانیه در سرامیک، شیشه و پلاستیک ایجاد کرد.
• جوش دادن یا متصل کردن دو فلز به یکدیگر، خواه کوچکترین سیمها و خواه صفحههای فولادی عظیم که انجام این عمل با لیزر دو مزیت دارد:1- جوشهای ایجاد شده با لیزر محکمتر از جوشهای معمولی است. 2- به علت دقیق بودن باریکهى لیزر کمترین تغییر شکل دراثر گرما در فلز مورد نظر پدید می آید. لیزر در کنار یک CNC یک سیستم کاملا پیشرفته را برای جوش دادن ایجاد میكند که صنعت گران قادرند با سرعت زیاد، دقت بالا و هزینه کمتر از آن استفاده کنند. مثل جوشکاری چرخ دندههایی که برای هم زمان کردن ساز و کار انتقال در اتومبیل به کار میروند.
• بریدن یا حک کردن حروف روی سختترین فلزات با استفاده از لیزر دیاکسیدکربن که این کار با متمرکز کردن لیزر با عدسی بر روی فلز و ایجاد حرارت بیش از C4000 است. اما با استفاده از دو آینه میتوان لیزر را هدایت و هر شکل مورد نظر را در لحظهای بسیار کوتاه به دست آورد. نمونه بارز این عمل دستگاه حکاک لیزری است که چندی پیش به وسیلهى محققان کشورمان ساخته شد. به این ترتیب که ابتدا طرح دلخواه به کامپیوتر داده میشود و سپس لیزر طرح مورد نظر را د

ر زمانی بسیار کوتاه حک میكند. از جمله کاربردهای آن برای کشیدن هویه بر روی سنگ است.
محاسن برش با لیزر: 1- مواد کاملا متنوعی را میتوان با لیزر برش داد. 2- برش بسیار دقیق و ظریف است. 3- تغییر شکل و صدمه دیدگی در قطعه بسیار کم است. 4- سیستم قابلیت خودکار شدن دارد و لذا در تولید قطعات صنعتی سرعت قابل ملاحظهای دارد.
فلزات را میتوان با لیزر CO2 و باریکهى گاز اکسیژن برش داد که این کار چند مزیت دارد: 1-از انرژی با واکنش گرمازایی بین فلز و اکسیژن فراهم میشود. 2- قطعات بریده شده کیفیت بسیار خوبی

دارند زیرا باریکهى اکسیژن موجب خارج شدن مواد ذوب شده میشود. 3- موجب سرد شدن محل برش میشود.
• آلیاژکاری سطحی که روشی است برای پردازش ماده که ماده سطحی را با ماده داخلی دیگری با عملیات حرارتی به وسیلهى باریکهى لیزری به هم وصل میكنند. آلیاژکاری سطحی میتواند مقاومت موادی را که در شرایط کششی زیادی قرار دارند، افزایش دهد. مثلا مقاومت تیغهى ارهای معمولی را با آلیاژکاری سطحی میتوان مستحکمتر کرد.
• عملیات گرمایی فلزات برای سختی بخشیدن به آنها در تولید اتومبیل، هواپیما و کشتیها حائز اهمیت است. روی محفظهى فلزی واحدهای هیدرولیکی کامیونهای جنرال موتور با لیزرهای گران قیمت کار میشود. چرخ دندهها و سطوحی که سیلندرهای موتور اتومبیلها را می پوشانند با گرما عمل می آورند. زیرا به علت گرما و تماس پیاپی با سایر سطوح تحت کشش هستند.
• حک کردن آرم خاصی با دقت بالا بر روی محصولات جهت جلوگیری از سوء استفاده از آن و ساخت محصولات تقلبی و متمایز کردن آنها از محصولات تقلبی، به وسیلهى لیزری در ابعادی حدود 50 میکرون و در مدت چند ثانیه که به کمک در اسکز مکانیکی انجام می شود. امروز حک کردن 300 حرف در یک ثانیه توسط لیزر امری کاملا عادی است. انجام تمامی مراحل با کامپیوتر دقت را به حداکثر میرساند. در ضمن انجام حکاکی با لیزر هیچ محدودیتی را به سبب نوع جنس فراهم نمیكند و با قیمت نازلی در دسترس کاربران قرار میگیرد.

مینیاتوری
باریکهى لیزری که از موی انسان نازکترند، میتوانند سیمهایی به کوچکی mm1/0 را به هم جوش دهند. سیمهای سربی را میتوان با دقت به عناصر الکترونیکی که از سر سوزن کوچکترند وصل کرد. ریزتراشههایی که از کوچکی توسط مورچه قابل حملاند را میتوان با استفاده از لیزر در کسری از ثانیه به هم جوش داد.
رایجترین نوع لیزر، دیود نیمه رسانای لیزری است، که بسیار کوچک میباشد. این ماده در میکروچیتهای کامپیوتر استفاده میشود، به گونهای که میتوان بر روی تراشهى بسیار ظریف سیلیسیم تاباند و با تراش دادن آن نقشی از میلیونها مدار بسیار کوچک میکروسکوپی و اجزای الکترونی را در آن ایجاد کرد.

همچنین در دستگاههای صوتی CD و درایوهای CD و ویدیو دیسک دار و چاپگرهای لیزری و اسکنرهای تصویر به کار میرود.
دو نوع لیزری که در طرح اقتصادی به کار میروند عبارتند از لیزرهای پرتوان بخار مس و لیزرهای رنگینهای. کاربردهای دیگر عبارتند از خالصسازی مواد برای تولید نیم رساناها و چشمههای پرتو ایکس که امکان ساخت ریزتراشههایی که دسترسی تصادفی مستقیم به حافضه را فراهم میآورند. این ریزتزاشهها قابلیت ذخیرهای دارند که ظرفیت حافظه آنها را به جیگابیت

میرساند. (1 جیگا مساوی 10 است.)

تمامنگاری (هولوگرافی)
طول موجهای نورها متفاوت است و نورها با هم اختلاف فاز دارند. مثلاً نور سبز یک طول موج و نور نارنجی یک طول موج دارد. موج الکترومغناطیسی را میتوان به صورت موج سینوسی نمایش داد، یعنی موجی که با زمان یک چنین رابطهای دارد و دامنه آن اینگونه است. (مطابق شکل) دامنه یک موج ممکن است به صورت شکل‹الف› و یا به صورت شکل‹ ب› باشد.
حال اگر دو موج با هم ترکیب شوند شکل ‹پ› به دست میآید که دو موج با هم اختلاف فاز دارند، یعنی وقتی دامنه یک موج حداکثر است، دامنهى موج دیگر صفر است و وقتی فیلم این نور را مشاهده کنیم میبینیم که دارای یک طرح تداخلی است و نواحی روشن تاریک در آن وجود دارد.
نقش تداخلی، ثبت خطوط روشن و تاریک است. خطوط روشن در جاهایی به وجود میآیند که همفاز و همگام باشند. برای مشاهدهى تصویر تمامنگارگری شئ، باریکهى لیزر را به نقش تداخلی روی تمامنگار میتابانیم. نقش تداخلی امواج باریکهى لیزر را وادار میدارد تصویر سه بعدی را بازسازی کند.
یک دستگاه هولوگرافی، مانند هر وسیلهای که نور را به دو قسمت تقسیم میكند، از چند وسیله (یک آینه، یک لیزر و فیلم) تشکیل شدهاست که طرز کار آن به صورت زیر است:
لیزر تابیده میشود و نور آن به دو قسمت تقسیم میشود و یک قسمت از این نور به سمت شئ رفته و در اثر برخورد با جسم از بخشهای مختلف بازتاب شده و به فیلم برخورد میكند. قسمت دیگر نیز به کمک یک آینه به فیلم برخورد میكند و نقش تداخلی گفته شده به وجود میآید که اگر فیلم را ظاهر کنیم قسمتهای سیاه و سفید مختلفی را میبینیم که مانند ترکیب آن دو موج به ترتیب سیاه و سفید نیست زیرا آن جسم تابش منظم ندارد. حال مرحلهى ساخته شدن هولوگرافی به پایان رسیده است.
برای ساختن هولوگرام 3 شرط اصلی لازم است:1 مشخص بودن درجهى همدوسی لیزر 2 لیزر، جسم و صفحه باید بر روی یک میز بدون لرزش ثبت شود 3 قدرت تفکیک فیلم عکاسی بالا باشد.
بر اساس معادلات ریاضی میتوانیم اثبات کنیم که اگر جسم و پرتویی که بر جسم تابیده میشود برداشته شود و پرتو لیزر به فیلم تابیده شود میتوانیم تصویر همان جسم را ببینیم که دارای بعد است.
طرح تصویر سه بعدی را پروفسور نابود ارائه داد و امت لیت در سال 1960 اولین تمامنگارگر را ساخت.
امروزه استفادههای بسیاری از تمامنگاریها در زمینههای مختلف علمی میشود:
1 استفاده از تمامنگاریها در زمینههای غیر تصویری در تکنولوژی کاربرد فراوان یافت

هاند که میتوان آن را در تداخل سنجی تمامنگاری نام برد که با سه طریق مختلف (1بار، 2بار و 3بار نوردهی) انجام میشود. در روش اول تنها یک تمامنگار از شئ ثبت میكنند که اگر شئ را روی تمامنگارگرش قرار دهیم، کاملاً روی یکدیگر قرار میگیرند. حال اگر شئ را که روی تصویر قرار میدهیم ایرادی پیدا کرده باشد، کاملاً مشخص میشود. در روش دوم نیز تقریباً مانند روش اول است با این تفاوت که دو هولوگرام از شئ تهیه میكنند. روش سوم برای جسمهای مرتعش است مثل پروانهى کشتی.
2 ترکیب گرافیک کامپیوتری با روشهای تمامنگاری که حاصل آن به وجود آمدن یک تصویر سه بعدی و فضایی از بیرون و داخل ساختمان. همچنین مهندسان میتوانند مسائل غیر قابل پیشبینی را قبل از احداث ساختمان تصحیح نمایند.
3 ایجاد مناظر سه بعدی از سلولهای زنده و ساختار میکروسکوپی درون سلولها به کمک تمامنگارگر پرتوX در مدت زمان کمتر از 50 پیکو ثانیه.
4 استفاده از آرم تمامنگار در کارتهای اعتباری برای جلوگیری از جعل آن ( زیرا آرم تمامنگارهای با کیفیت را نمیتوان به آسانی جعل کرد.)
5 استفاده در موشکهای تمام خودکار. به طوری که مناظر و تانکهای دشمن را به حافظهى موشی میدهند و موشک با انداختن لیزر بر روی زمین تصویر آن را با تصویری که در حافظه دارد مقایسه کرده و عمل میكنند.
6 کمک به خلبان برای داشتن فرودی بیخطر در تمامی شرایط جوی. به طوری که دستگاه نشاندهندهى وضعیت مسیر، تصاویری سه بعدی از مناظر بیرون بر روی یک صفحهى شفاف، که درست در جلو دید خلبان است، ایجاد میكند.
7 یکی از بهترین روشها برای ذخیرهى اطلاعات، هولوگرافی است. به طوری که میتوان تا 30 میلیون بایت اطلاعات کامپیوتری را بر روی یک میکروفیش 4 در 6 اینچ ذخیره کرد.
8 ذخیرهى اطلاعات در لابهی بلور جامد. مثلاً تمام اطلاعات در کتابخانهى کنگرهى آمریکا را میتوان در یک حبه قند ذخیره کرد.
یکی از مزیتهای تمامنگارگری نیز همین است که با وجود از بین رفتن 9/0 اطلاعات ذخیره شده، 1/0 باقیمانده کاملاً سالم باقی میماند. زیرا تمامنگاری برگرفته از تمام قسمتهای شئ است.
بعضی از دانشمندان مشغول بررسی مغز انسان هستند که چگونه اطلاعات را ذخیره میكند. آنها دریافتهاند که ذهن انسان همانند تمامنگار است. اطلاعات را نه در یک نقطهى مش

خص، بلکه در منطقهى وسیعی پخش میكنند.

ثبت با لیزر
دیسکهای فشرده یا CD (compact disk) روشهای جدید انقلابی ذخیرهسازی و انتقال صدا، تصاویر و اطلاعاتند در این تکنولوژی از باریکههای لیزر هم برای ثبت یا رمزگذاری اطلاعات روی CD و هم جهت خواندن اطلاعات ذخیره شده استفاده میشود.
CD در حقیقت یک هولوگراف است. لیزر نیمه رسانای موج پیوسته با قطر 7/1 میکرون بر روی CD که دارای میلیونها حفرهى میکروسکوپی که در حقیقت همان بیتهای حمل ذخیرهسازی اطلاعات هستند، میتابد به طوری که از لایهى شفاف و نازک محافظ عبور کرده و به لایهى آلمینیومی برخورد میكند و از قسمتهای صاف بازتابش مینماید. این پرتوهای بازتابش شده به سمت منشور حرکت کرده و به وسیلهى تقسیم کنندهى منشوری باریکه به آشکارساز نوری برخورد میكند. این آشکارساز نوری به نور حساس است و پرتوی حاوی اطلاعات را به علائم الکتریکی تبدیل میكند. با چرخش CD (1800 دور در دقیقه) نور لیزر از تمامی قسمتهای CD بازتابش میشود.
پرتوی لیزر از قسمت پایین به CD میتابد و باید کاملاً بر دیسک عمود باشد، زیرا در صورتی که کاملاً عمود نباشد، باریکهى لیزر به صورت کج حرکت کرده و در نتیجه CD کیفیت صدایی خوبی نخواهد داشت. کج رفتن گاهی ناشی از این است که دیسک با جذب رطوبت تاب برمیدارد. به این دلیل CDها با مادهای که در مقابل رطوبت کمتر آسیب پذیر باشد به طور تزریقی ریخته میشوند.

ساختمان سازی و کشاورزی
لیزرها به عنوان راهنما در کارهای ساختمانی و کشاورزی استفاده میشوند. مثلا برای کنترل دقیق حرکت روی زمین باریکهى لیزری را میفرستند و گیرنده بولدوزر آن را دریافت میكند و جعبهى کنترل اطلاعات وسیهى نقلیه را به طور خودکار کنترل میكند.
علاوه بر اینها از لیزر برای هم خط کردن کامل لولههای زهکش، آب یا دستگاههای فاضلاب کار گذاشته شده به کار میرود.
چون لیزرهای تکرنگ واگرایی ندارند، برای هر امتداد دهی در کارهای نقشه برداریهای زیر زمینی نظیر مترو و در رسیدن به نقطهى Break through که از هر طرف حفاری میشود تا به هم برسند کاملا کاربرد دارند. توان و شدت جریان پرتوهای لیزر گازی بسیار کم است و در اصابت با بدن نقشه بردار ایجاد صدمه نمیكند و با استفاده از آن میتوان تونلها را بدون کوچ

کترین انحرافی حفر کرد. برای این کار لیزری را در انتهای تونل میگذارند که باریکهى آن در اثر برخورد با دریافت کنندهى ماشین حفاری مسیر را نشان میدهد.
در کشاورزی لیزرها حتی میتوانند کشاورزان نسبتا بی تجربه را راهنمایی کنند تا زمین را برای کشت کاملا ترازیابی و آن را برای آبیاری محصولهای غذایی آماده کشت کنند. در بسیاری از کشورهای در حال توسعه که محصولات غلات در منابع عمدهى حیاتی است، از این نوع لیزر استفاده میشود. دستگاههای لیزر زمان آمادهسازی خاک در زمینهای بزرگ و سطح اراضی کشاورزی را به نصف زمان لازم در روشهای عادی تقلیل میدهند.

سایر کاربردها
لیزرها و اجرای قانون
لیزرها در اجرای قانون نیز استفادههایی دارند. یکی از آنها شناسایی سرعتهای غیر مجاز است به علاوه لیزرها میتوانند برای شناسایی اثر انگشتهایی به کار روند که قبلا روی اشیایی مثل چرم، سلاحهای چرب یا دست انسان اثرشان قابل تشخیص نبوده است. با استفاده از لیزر میتوان سرعت اجسام متحرک را با دقت بسیار بالا اندازه گرفت.
اگر برای شناسایی سرعت غیر مجاز به جای باریکهى میکروموج از تفنگ لیزری استفاده کنیم دو مزیت دارد:
1- در فاصلهى کمتری پخش میشود.
2- برخلاف باریکهى میکوموج که نشان میداد خودرو مورد نظر از چند ماشین تندتر حرکت میكند سرعت هر وسیلهى نقلیه را در کسری از ثانیه نشان میدهد که مساوی تغییر فاصلهى مستقیم بر زمان طی شده بین دو قرائت است.

اندازه گیری فاصلهها با لیزر
لیزرها را برای اندازه گیری دقیق از خواص کوچک زیر میکروسکوپی تا فوقالعاده بزرگ به کار میبرند. مثلا باریكهى لیزری که از لیزر گازی هلیم- نئون تولید میشود، میتواند تغییر مکانی به کوچکی 25 میلیونیم سانتیمتر را اندازه بگیرد. این کار با وسیلهای به نام تداخلسنج انجام میشود. همچنین فاصلهى بین زمین تا ماه را به وسیلهى لیزر گازی آرگون میتوان اندازه گیری کرد. این عمل را با تعیین زمان رفت و برگشت و مشخص بودن سرعت نور این فاصله را با دقت کمتر از10 سانتی متر اندازه میگیرند.

زلزله نگاری
ماهوارههایی که بازتاب باریکههای لیزر را به زمین برمیگرداند میتوانند حرکت قارهها را نیز آشکار کنند. وقتی که صفحههای زمین به هم برخورد میكنند، ممکن است جزایری به وجود آیند، آتشفشانها فوران کنند یا بخشهایی از زمین به لرزه درآیند. لیزرها برای اندازه گیری حرکت پوستهى زمین در گسل سان آندریس در کالیفرنیا، مورد استفاده قرار گرفتهاند. این منطقه عمدهى زمین لرزه در امریکای شمالی است که دارای جمعیت زیاد و تکنولوژیهای پیشرفته است. برای بررسی حرکت پوستهى زمین سازمان ناسا ماهوارههای لاژئوس (ماهواره

های ژئودینامیک لیزری) را با استفاده از موشک دلتا پرتاب کرد. این ماهواره باریکهى لیزری را که از سه ایستگاه زمینی در دو طرف گسل فرستاده میشود به زمین باز میگرداند تا هر تغییری را ثبت کنند و بتوانند زمین را لرزه را پیش بینی کنند.
طبق آخرین گزاشات قارهها با سرعت متوسط 2 تا 5 سانتیمتر در سال جا به جا میشوند.

صنعت نفت
امروزه نفت در دنیا جایگاه ویژهای دارد به طوری که خیلی از روابط سیاسی به آن وابسته است لیزرها در صنعت نفت کاربرد فراوان دارند از جمله:
1- برش و جوش دادن لولههای نفت با استفاده از لیزرهای توان بالا.
2- نشت یابی مخازن نفت.
3- ارتفاع سنجی مایعات در مخازن نفت.
4- فشارسنجی و دماسنجی چاههای نفت با استفاده از فیبر نوری.

لیدارها و لیزر
از لیدار برای مطالعهى تودههای غبار و سایر مواد آلوده کننده که از مراکز صنعتی و آتشفشانها برمیخیزد و همچنین عمق پیمایی جهت محاسبه ارتفاع و چگالی بهره گرفته و مورد مطالعه قرار میگیرد و میزان آلودگی هوا مشخص میشود اکنون سیستمهایی به منظور عمق پیمایی ساخته شده است که حاوی یک دستگاه فرستندهى اشعه لیزر و یک دستگاه گیرنده که دامنه و زمان تاخیر رادارهای نوری منعکسه را اندازه گیری میكنند، میباشد. هر قسمت از جو پالسهایی با طول موج معین نیاز دارد و فرکانس آن قابل تغییر است و به این دلیل به لیزری نیاز داریم که هر کدام مناسب برای لایهى مخصوصی از جو است.
با افزایش مولکولهای سدیم به مادهى فعال لیزر متناوب گازی، لیزر سدیم قادر است امواجی با طول موج متعلق به منطقه زرد در طیف نور را ساطع کند که میتوان با آن چگالی پراکندگی سدیم را در نور مورد آزمایش قرار داد. لیزر امکان کشف هوای توفانی را به وجود می آورد.
بعضی از لیزرها تا ارتفاع حدود km 80 را مورد مطالعه قرار میدهند. در انستیتو ماکس پلانک در آلمان دستگاه لیداری که با لیزر اگزیمر کار میكند در کشتی قرار داده شده است تا ترازهای ازن جو بالایی اقیانوسها را بررسی کند.

پاکسازی دیوار نوشتهها به کمک لیزر
“دیوید ماتیو” اولین کسی بود که به فکر استفاده از لیزر برای پاکسازی دیوارها افتاد. اولین بار از یک لیزر آزمایشگاهی برای آزمودن این ایده استفاده کرد. هنوز پیشرفتهای حاصل از محصولات جانبی این کاربرد در نیمه راه است. این پیشرفت مدیون گروه متخصصان برنامههای لیزری به سرپرستی “لوید هاکل” میباشد. با پیشرفتهای آتی در این زمینه جداسازی لایههای سطحی حساس از سطوح غیر حساس امکان پذیر خواهد بود.
ایدهى استفاده از لیزر جهت پاک کردن حروف چاپی از روی کاغذ سالها پیش به مرحلهى عمل درآمده بود. مشکل عمدهای که با آن مواجهایم هزینههای تلف شده مالیات دهندگان و آثار مخرب محیطی است که پاکسازی رنگها مانند دیوار نوشتهها و رنگهای
اصل اساسی استفاده از سیستم لیزر زدایی رنگها کندن رنگ به وسیلهى فشار امواج “فوتواکوستیک” است. هنگامی که اشعهى لیزر از نظر قدرت و پالس تنظیم گشته و به سطح رنگی میتابد انرژی حاصله به صورت گرما و امواج صوتی تغییر شکل میدهد. امواج صوتی از میان لایهى رنگ عبور کرده و به سطح محکم زیرین برخورد مینماید و برمیگردد. امواج بازگشتی با امواج ورودی برخورد نموده، تداخل مخربی در لایهى رنگ ایجاد مینماید که در نهایت منجر به انفجار لایهى رنگ و تبدیل آن به پودر میشود.
کاربرد لیزر در مبحث نظامی
امروزه لیزرها در عملیات نظامی کاربرد گستردهای دارند و دامنهى استفاده از آنها روز به روز وسیعتر میشود. پرتوهای لیزر هدف مورد نظر را روشن میكند و در نتیجه حمله به آن آسانتر صورت میگیرد و موشکهای هدایت شونده لیزری بدون هیچ خطایی هدف را نابود میكنند.

سلاحهای لیزری
خصوصیات مهم سلاحهای لیزری عبارتند از: سرعت فوقالعاده زیاد و عدم پراکندگی و فقدان نوری و امکان بهره گیری در جو بالا و عدم پیچیدگی دستگاه لیزر که در درون زمین به منظورهای یاد شده مورد استفاده قرار میگیرد. کاربرد سلاحهای لیزری برای از بین بردن کلاهکهای اتمی و هستهای موشکهای بالستیکی با ایجاد آلودگی کمتر رادیواکتیویته در جو و فضای بالای جو در مقایسه با به كارگیری ضد هواییهای مخصوص موشکهای بالستیک مجهز به کلاهک هستهای از مزایای بهتری برخوردار است. برای از بین بردن موشک دشمن و جلوگیری از رسیدن آن به هدف میتوان با استفاده از لیزر داخل پوسته یا سکان (هدایت کننده) را سوزاند که با این عمل سیستم کنترل آن از حرکت میافتد و موجب مرتعش شدن موشک و انهدام کامل آن میگردد. سیستم ضد موشک بالستیکی با استفاده از لیزر قادر است علائم برای آگاهیهای قبلی را دریافت کند. این علائم شامل اطلاعات در مورد مختصات موشک نزدیک شونده است وایستگاه ردیاب میبایستی با اندازه گیری فاصله موشک بالستیکی به وسیلهى رادار به طرف آن نشانه گیری نماید. یک چنین رادار پتیکی میتواند اطلاعات دقیقی از مختصات هدف را تهیه نماید و این اطلاعات برای فعال نمودن سیستم دیگری که حاوی یک لیزر قوی است و برای منهدم کردن هدف طرح ریزی و آماده شده ضمیر میباشد. رادار نوری، لیزر قوی را در زمان مورد نیاز به طرف آسیب پذیرترین نقطه (نقطهای که باید سوزانده شود) موشک بالسیکی متمرکز میكند. بنیانگذار این طرح اعتقاد دارد که پس از استفاده از سلاحهای لیزی تعیین هویت جنگنده پس از انهدام غیر ممکن میگردد. در نیروی هوایی امریکا دستگاه مخصوصی جهت راهنمایی بمبهای هوایی با استفاده از لیزر ساخته شده است. راهنمای این گونه بمبها با استفاده از لیزر که در اثر برخورد با هدف منعکس میگردد امکان پذیر است. لازم به ذکر است لیزری که هدف را روشن میكند از یک منبع مستقل تغذیه میگردد. بمبهایی که به وسیلهى لیزر هدایت میشوند فقط به جای بال معمولی مجهز به بال قابل کنترل به وسیلهى لیزر از روی زمین میباشند. آزمایش در مورد این بمبها نشان داد که احتمال خطا در برخورد با هدف این گونه بمبها در حدود 1/0 کمتر از خطایی است که هنگام استفاده از بمبهای معمولی استفاده میگردد. لازم به ذکر است که امریکاییها در جنگ ویتنام از بمبهای هدایت شونده به وسیلهى لیزر استفاده نمودند. از انرژی پرتو لیزر متمر

کز شده میتوان به عنوان یک اسلحهى مخرب استفاده نمود. اگر نور و گرمای خورشید بر روی یک بطری شیشهای که در گوشهای از یک جنگل افتاده بتابد و سپس روی یک برگ خشکیده متمرکز گردد موجب آتش سوزی می شود. ازیک پرتو لیزر قدرتمند نیز میتوان برای به آتش کشیدن هدفهای دشمن نظیر پلها و خطوط راه آهن و تاسیسات استفاده کرد. همچنین به کمک پرتو لیزر میتوان علفزاری را آتش زد و دشمن را از مخفیگاهش بیرون کشید. این پرتوهای لیزر را میتوان از طریق هواپیما، موشک و یک وسیله نقلیه مستقر در خشکی یا حتی از

طریق ماهوارهای در فضا به هدف مورد نظر تاباند. البته استفاده از این سیستم در خشکی ه علت ایجاد اثر شکوفایی گرمایی که در جو رخ میدهد، اقتصادی و عملی نیست. به علت ایجاد عمل جذب جو مانند یک عدسی منفی کار میكند و باریکه را واگرا میسازد.
تفنگهای لیزری سلاحهاییاند که با استفاده از لیزر یاقوتی کار میكنند که محیط فعال آن باتری است و از فشنگهای مخصوص تشکیل شده است که به راحتی قابل تعویض میباشد.
این تفنگها در ارتش امریکا استفاده میشوند و وزن آن حدود kg 3/11 میباشد و میتوانند یک بار در هر ثانیه شلیک شوند و در صورت برخورد به چشم انسان آسیب جدی میرسانند و چون زمان پالس (تپ)های آن کوتاه است موجود زنده فرصتی برای دفاع ندارد.

موشکهای هدایت شوندهى لیزری
یک موشک به واسطهى داشتن ژیرسکوپ قادر است بدون آنکه از مسیرش منحرف شود در هوا اوج بگیرد یک مسافت یاب لیزری میتواند ارتفاع موشک از سطح زمین یا فاصلهى آن از خطوط مرزی نظیر پلها و ساختمانهای بلند را اندازه گیری کند و یک سیستم هدایت کنندهى لیزری قادر است موشک را به سمت هدف هدایت کند.

فاصله یابهای لیزری
استفاده از فاصله یابهای لیزری دو مزیت دارد:
1- وزن سبک، قیمت و پیچیدگیهای آن
2- قدرت کاری دستگاه در هنگام حرکت یا در بالای سطح آب
طرز کار فاصله یابها به شرح زیر است:
در لحظهى t تپ لیزری از سیستم به سمت هدف ارسال میشود ودر لحظهى tباز میگردد. با توجه به اینکه سرعت نور C است، در مدت زمان (t – t ) فاصلهى 2x (رفت و برگشت) را پیموده است، فاصله x بدست می آید.

دوربینهای مجهز تپی را برای اندازه گیری فاصله به کار میبرند و وقتی با آن هدف را نگاه میكنند یک تپ لیزر نامرئی شلیک میشود. زمانی که طول میكشد تا تپ به فاصله یاب برگردد رااندازه میگیرد و پس از تبدیل الکترونی به فاصله برای خواندن دیده بان آماده می شود. در ارتش در فاصله یابها از لیزر استفاده میشود. یکی از جدیدترین فاصله یابها، فاصله یاب لیزری است که در جیب جا میگیرد. منبع انرژی آن باتری بوده و حدود 5/0 کیلوگرم وزن دارد.
لیدار وسیلهای است مشابه رادار که از تپهای نور لیزر بهره میگیرد و برای تعیین میزان دوری هدفهای دشمن استفاده میشود و از لیدار به عنوان روشی برای مراقبت زمینی نیز استفاده میشود.

کاربرد لیزر در پزشکی
کاربرد لیزر در علم پزشکی و از جمله در بیماریهای پوستی از حدود چهل سال پیش شروع شده و با پیشرفت دستگاههای دقیق، منظم، موثر و کم عارضه جایگاه ویژه و وسیعی در درمان بیماریها پیدا کرده است. مکانیسم اثر لیزر جذب نور پرانرژی توسط بافت هدف میباشد. با تابش نور پر انرژی لیزر بافت هدف شدیداً گرم میشود و بعضی سلولها را تخریب میكند در حالی بافت اطراف بدون صدمه سالم میماند و برای هر ضایعه و بیماری خاص باید در انتخاب نوع لیزر دقت فراوانی داشت.

چشم
درمان بیماریهای چشم
لیزرها وسایل دقیقی هستند که میتوانند بدون بریدن یا اختلال در سایر قسمتهای چشم برای دستیابی به سایر بافتهای عمقی داخل چشم به کار روند. کوچکترین چاقوی جراحی معمولا برشهایی به پهنای سر سنجاق ایجاد میكند و به بافتهای مجاور نیز آسیبی نمی زند. باریکهى لیزری میتواند برشی به اندازه یک سلول ایجاد کند. تپهای لیزری چنان سریع عمل میكنند (شاید 6000 بار در ثانیه) به طوری که بیمار فرصتی برای پلک زدن و درد احساس نمیكند.
جراحی چشم
شبکیه لایه بسیار حساس به نور است و در قسمت پسین چشم واقع شده است. بعضی وقتها این لایه از لایهى مشمیه جدا میشود و در نتیجه شخص بینایی خود را از دست میدهد، اما امروزه نور سبز لیزر آرگون این امکان را فراهم کرده است که این لایه را به محل جوش بزنیم بدون اینکه کوچکترین آسیبی به چشم وارد شود. در این جراحی لیزرهایی با توان پایین مورد استفاده قرار میگیرد. PRK مخفف کلمات فتوریفراکتیو کراتکومی است ک. همچنین در درمان دوربینی و پیرچشمی میتوان از لیزر بهره جست.
یکی از ناراحتیهای جدی چشم، آب مروارید است که موجب تیره شدن عدسی شفاف چشم میشود. در زمانی به فاصلهى یک میلیاردم ثانیه نور فروسرخ شدیدی به داخل چشم از لیزر آلومینیوم گارنت روزنهای در پرده تار پدید میآورد دید واضح را بر میگرداند که در نوع پیشرفتهتر آن این سلولهای آسیب دیده بخار میشوند. این عمل حتی می تواند سرپایی صورت گیرد و به علت نبودن عصب در پشت عدسی چشم بیمار، دردی احساس نمیشود. برای کسانی که می خواهند عینکشان را بردارند، با استفاده از لیزر یک لایه از سطح قرنیه را برمیدارند تا تصویر جسم در جای معین بیفتد.

افرادی که مرض قند دارند، رگهای چشم حالت طبیعی خود را ندارند و از جدار آن مایع و پروتئین نشت میكند. با استفاده از لیزر نقاط پردهى چشم را میسوزانند تا دید بیمار کم نشود.
در درمان استحالهى لکهای، لایههای عصبی پرده چشم نازک شده در نتیجه رگها به آن نفوذ کرده و دید بیمار را کم میكنند، با لیزر میتوان این رگها را از بین برد.

پوست
درمان سرطان پوست با لیزر
لیزر درمانی یا نتودینامیک از روشهای نسبتا نوین است که در حال حاضر در درمان سرطانها به کار میرود. در این روش مواد حساس به نور که در سلولهای تومور آن جمع شدهاند توسط یک منبع نوری که عمدتا از لیزر استفاده میشود، تحریک شده و در نهایت منجر به مرگ سلول می گردد. این نوع درمان در دنیا سابقه طولانی ندارد و حدود دو سال است که رایج شده است. در کشور ما هم این کار از مدتی پیش شروع شده است. لیزر به کار رفته در این روش بخار طلا می باشد واز لیزرهای دیویدی و بخار مس هم میتوان برای درمان این نوع سرطان استفاده کرد.

کاربرد لیزر در بیماریهای پوستی و زیبایی
انواع مختلف لیزر در درمان بیماریهای پوستی و زیبایی کاربرد دارد که به طور اختصار شامل :
• درمان ضایعات و خالهای عروقی که رنگشان معمولا قرمز میباشد که شامل: رگهای واریسی، رگهای قرمز زیر پوست که معمولا روی صورت و در اثر آفتاب سوختگی مکرر و یا به دلیلی که پوست نازک شده باشد به وجود میآیند، ماه گرفتگی، آنژیم عنکبوتی، گرانولوم بیوژنیکوم و غیره. در این بیماریها نقطه هدف پرتو لیزر هموگلوبین میباشد که در گلبولهای قرمز وجود دارد.
• درمان انواع ضایعات رنگی و رنگدانهای پوست که شامل: خال و خالکوبی، در اینجا نقطه هدف پرتو لیزر ملانین و رنگهای خالکوبی میباشد.
• درمان و کاهش موهای زاید و ناخواسته. در اینجا نیز نقطه نظر ملانین است که در ساقه و ریشه مو وجود دارد. پس موهای رنگ روشن و سفید که فاقد ملانین میباشند با لیزر از بین نمیروند و نیاز به درمانهای دیگر مثل الکترولیزر دارند.
• کاهش چین و چروک، فرورفتگیها و جای زخم و جوش.
• درمان بعضی بیماریهای پوستی مثل زگیل، کلوئید یا گوشت اضافه، ترکهای پوستی ناشی از حاملگی و چاقی و ترمیم زخم، پیسی و ;

• گاهی از لیزر برای برش بافت و یا برش در مواقع جراحی مشابه تیغ جراحی استفاده میكنند که در این روش خونریزی کمتر است.
• لیزر گاز آرگون نیز برای از بین بردن لکههای قرمز و خالها به کار میرود.
• در درمان بیماریهای پوستی دو رنگدانه مورد هدف قرار می گیرد. ملانین و هموگلوبین دو نقطه هدف این گونه لیزرهاست و با تاباندن یک نور از یک دستگاه خاص با طول موج مشخص، نور به نقطه هدف برخورد کرده و هدف را با سوزاندن تخریب می کند.

گزارشی از کاربرد لیزر در درمان بیماری آکنه
به گزارش شبکهى تلویزیونی دیسکاوری، پزشکان از طریق لیزر درمانی میتوانند جوشهای چرکین موسوم به آکنه را که اغلب در دوران بلوغ جوانان بروز میكند، برطرف کنند. دکتر آنتونی چو، در بیمارستان همر اسمیت لندن گفت: 41 بیمار مبتلا به آکنه تحت لیزر درمانی قرار گرفتهاند. وی افزود: از 41 نفر، 31 نفر با اولین جلسهى لیزر درمانی بهبودی قابل توجهی یافتند.
به گفتهى دکتر چو علیرغم تاثیر مثبت لیزر درمانی برای درمان آکنه، این روش بیماری آکنه را معالجه نمیكند، بلکه از عوارض آن روی پوست که به صورت جوشهای برجسته و چرکین بروز میكند، جلوگیری مینماید. بعد از هر جلسه از لیزر درمانی جوشهای آکنه تا سر ماه ناپدید میشوند و بعد از یک دورهى سه ماهه دوباره بر روی پوست صورت، پشت، سینه و گردن یا بازو ظاهر میشود. در این نوع درمان دکتر چو با استفاده از “پالزدای لیزر” سلولهای قرمز را هدف قرار میدهد و هر جلسه لیزر درمانی در حدود 10 دقیقه به طول میانجامد.

شانه لیزری
شانه لیزری از دیگر محصولات کار بدوی لیزر کمتوان است که جنبه درمانی همراه با زیبایی دارد. یکی از کارهای شانه، تحریک مکانیکی پوست سر است که با کشیدن پوست، باعث افزایش جریان خون و در نتیجه اکسیژن رسانی و خون رسانی بهتر به پوست سر میشود، بنابرین رشد موتقویت خواهد شد. در شانههای لیزری علاوه بر این تحریک مکانیکی، تحریک نوری و فتونی سلولها هم صورت میگیرد و در نتیجه باعث افزایش قطر مو، براق شدن وبالا رفتن قدرت رویش میشود. نمونهى این دستگاه تنها در انحصار یک شرکت امریکایی است. شانه لیزری طراحی شده در کشور با اضافه داشتن امکان تنظیم طول موج و توان و زمان استفاده، مدل بالاتر این شانهها خواهد بود.

دندان پزشکی
با لیزر می توان بافت معیوب را از بین برد. برای از بین بردن این بافت معیوب در لثه در هر ثانیه 10 تا30 تپ شلیک میشود. که هر تپ فقط میلیونم ثانیه دوام دارد و بافت معیوب لثه را بدون آسیب به بافت سالم از بین میبرد و به علت کوتاه بودن تپهای ل

یزری دیگر فرصتی برای واکنش عصبی و به دنبال آن احساس درد در بیمار وجود ندارد. لیزر همچنین زخمهای دهان فرنوم که به دندان آسیب میرساند، غدههای کوچک غیر سرطانی وغیره را از بین میبرد. لیزرها در حال دگرگون کردن روش ساخت روکش دندانها و پل هستند. باریکهى لیزری به اطراف دندان هدایت میشود و دادههای جمع آوری شده را به کامپیوتر میدهد، آن گاه کامپیوتر روکش را طراحی و ساخت را کنترل میكند.
– درمان پوسیدگیهای پنهان دندان و پوسیدگیهای دندانی پریوذتیتهای مخاط دهان، اختلالات جویدن و ; توسط لیزر امکان پذیر است.
– سفید کردن دندانها.
– استفاده از متهى لیزری دندان پزشکی جهت تراش دادن پوسیدگی دندان.

جراحی
در زمینهى پزشکی بیشترین کاربرد لیزرها در جراحی است. اما در بعضی موارد لیزر برای تشخیص نیز به کار میرود. (استفاده بالینی از میکروفلوئورمتر جریان، سرعت سنجی برای اندازهگیری سرعت خون، فلوئورسان لیزری، آندوسکوپی نای برای آشکارسازی تومورهای ریوی در مراحل اولیه.)
به طور عمده سه نوع لیزر در جراحی کاربرد دارد: 1- لیزر گاز کربنیک 2 – لیزر یون آرگون 3- لیزر ND-YAG
لیزر گاز کربنیک:این لیزر انرژی الکترومغناطیسی همدوس با طول موج 10600 نانومتر در طیف مادون قرمز غیر قابل رویت ایجاد میكند و چون غیر قابل رویت است جراح از لیزر هلیوم-نئون برای نشانه گذاری استفاده میكند. لیزر گاز کربنیک توسط آب جذب میشود بنابراین محافظت از چشم بیمار، جراح و سایر کارکنان در اتاق عمل ضروری میباشد.

لیزر یون آرگون: این لیزر یک طول موج ممتد با فرکانس اختصاصی بین 451 و 4/514 نانومتر در طیف آبی متمایل به سبز میباشد. لیزر یون آرگون از طریق اجسام شفاف عبور مینماید و توسط رنگدانه جذب میشود و وابسته به سیستم اپتیک اندازهى نورانی آن تا 15/0 میلیمتر تغییر میكند.
لیزر ND-YAG: این نوع لیزر انرژِی الکترومغناطیسی منسجم با موج مداوم یا منقطع در طیف مادون قرمز غیر قابل رویت به طول موج 1060 نانومتر میباشد.

چاقوی جراحی
شامل باریکهى متمرکز شدهى یک لیزر است که در واقع قطعهای شیشهای است که کار آن تمرکز دادن باریکهى نور میباشد. این چاقو توسط تار نوری به یک سیستم لیزر مناس مرتبط میشود. استفاده از لیزر به عنوان چاقوی جراحی چند مزیت دارد:
• باریکهى لیزر نه تنها عمل برش را انجام میدهد بلکه به علت گرماى ایجاد شده موجب جوش خوردن رگهای بریده شده و جلوگیری از خونریزی میشود در نتیجه نیازی به انتقال خون نمیباشد.
• چون جراحی بدون تماس است بنابراین کاملا استریلیزه خواهد بود و احتمال عفونت در آن صفر است.
• این نور مرئی نیست و مانع دید پزشک نمیشود.
• بسیار تیزتر از چاقوهای معمولی عمل میكند.

دور نمای پیشرفت جراحی لیزر
امروزه با پیشرفت لیزر سه نوع دستگاه مورد استفاده قرار میگیرد:
1- دستگاه کوچک برای جراحی میکروسکوپی در مطب و کلینیک که برای جراحیهای گوش و حلق و بینی، پوست و دهان و دندان پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه دارای یک لولهى کوچک برای صدور اشعهى لیزر دارد که به آسانی قابل تعویض است. منبع نیرو و واحد خنک کنندهى آن در یک جعبهى کوچک جاسازی شده است که به پایهى میکروسکوپ متصل میشود.
2- دستگاه متوسط لیزر ایندریک کربنیک (5/2-1 وات) برای اتاق عمل یا کلینیک. این دستگاه که در واقع تغییرات اصلاحی در دستگاه جراحی داده شده است، دکمهى روشن کنندهى مضاعف دارد. میکروسکوپ جدیدی روی دستگاه سوار شده است که عدسیهای آن 300 تا 400 میلیمتر را عوض میكند و به راحتی قابل انتقال است. به این میکروسکوپ میتوان سیستم فیلمبرداری ویدیو وصل کرد.
3- دستگاه لیزر با چند طول موج مختلف برای اتاق عمل. این دستگاه لیزر توسط GJI طراحی شده است. لولههای صدور اشعهى لیزر آنها به دو نوع است. یکی حاوی لیزر گاز کربنیک برای قطع و برش و دیگری لیزر نئودینیوم (ND-YAG) برای انعقاد خون. نور نشانه گذار به رنگ قرمز، سبز یا آبی میباشد. موارداستفادهى این دستگاه در جراحیهای گوشو حلقو بینی و برداشتن تومورهای سرطانی میباشد.

انواع دیگر جراحی
1- شکستن سنگ کلیه، سوزاندن زخمهای معده و اثنی عش

ر و; با استفاده از تار نوری از کاربردهای دیگر لیزر در پزشکی است.
2- یکی از متداولترین لیزرهایی که در جراحی به کار میرود لیزر گازی کربندیاکسید است. این لیزر باریکه فروسرخ با طول موج تولید میكند که توسط آب کاملا جذب میشود. بافتی که در مسیر باریکهى لیزر قرار میگیرد در اثر گرمای ایجاد شده، تبخیر میشود یا میسوزد. باریکهى لیزر را با دقت میتوان کنترل کرد به طوری که فقط چند سلول سطحی را بردارد و یا بافت عمیقتر را ببرد.
3- به طور عمده پزشکان متخصص در بیماریهای گوش و حلق و بینی برای جراحی از لیزر گاز کربنیک استفاده میكنند.
4- جراحان دستگاههای عصبی دریافتهاند که برای به کار بردن ترکیبی از وسایل جراحی سنتی و لیزر گازیCO2 برای از بین بردن غدههای سرطانی در مجاورت مغز بیمار خطر کمتری دارد. وسایل سنتی برای در دسترس قرار گرفتن محل و لیزر برای برداشتن خودسازه به کار میرود. لیزرها همچنین در درمان سردردها و میگرن نیز کاربرد دارند.
5- در جراحی پلاستیک از لیزر ND-YAG و یاقوت و آرگون برای مقاصد مختلف استفاده میشود.

درمان بیماریها
درمان سرطان با کمک لیزر
پزشکان دو یا سه روز قبل از درمان، رنگینه را به بدن بیمار تزریق میكنند که در بافت سرطانی متمرکز میشود. نور آبی- بنفش لیزر کریپتون از طریق تار نوری به محل رشد خطرناک میرود. نور لیزر باعث میشود که غدهى مهتابی روشن شود، به طوری که پزشک به آسانی آن را میبیند و تشخیص میدهد. آن گاه طول موج دیگری از نور لیزر رنگینه را بر غده بر میانگیزند، که انرژی خود را به مولکولهای اکسیژن منتقل میكنند، اکسیژن برانگیخته تک سرطان را منهدم میكند.
استفاده از لیزر در درمان بیماریها
کاربرد در درماتولوژی: درمان سوختگیها و زخمهای مقاوم به درمان، درمان آکنه، اگزما، پسوریاسیس، ضایعات واقدامات پیشگیرانه مثل جلوگیری از پیر شدن پوست توسط لیزر امکان پذیر شده است.
بیماریهای عضلانی-اسکلتی و ارتوپدی: در درمان کشیدگیهای تاندونی آرتریت روماتوئید، رفع اختلالات موجود در اتصالات عضلانی کمردردها و کشیدگیها به کار میرود.
بیماریهای عروقی: در درمان واریسهای وریدی، ضایعات عروقی حاصله از بدو تولد و ; از لیزر استفاده میشود.

لیزرهای باهوش
افزون بر اینها از لیزرها برای دوباره باز کردن شریانهای مس

دود استفاده می شود که لیزر باهوش در این زمینه توسعه زیادی یافته است. این لیزر به کمک کامپیوتر انواع مختلف بافتها را از روی نور مهتابی آنها تشخیص میدهد. لیزر باهوش از یک کامپیوتر، یک لیزر کمتوان برای تشخیص بیماری و یک لیزر پرتوان درمانی و یک تار نوری که انتقال انرژی لیزر به بافتها را بر عهده دارد، تشکیل شده است. تار نوری در داخل شریان مسدود تا محل انسداد کشیده میشود. لیزر کمتوان برای تشخیص شلیک میشود و کامپ

یوتر بافت را به صورت پلاکت خون، لختهى خون یا قسمتی از دیوارهى شریان تحلیل میكند و تشخیص میدهد اگر پلاکت یا لختهى خون باشد با استفاده از لیزر درمانی بخار میشود. مزیت لیزر باهوش در این است که به بافت سالم که زیر پلاکت یا لخته قرار دارد آسیب نمیرساند.
لیزرهای خانگی

برای دریافت اینجا کلیک کنید

سوالات و نظرات شما

برچسب ها

سایت پروژه word, دانلود پروژه word, سایت پروژه, پروژه دات کام,
Copyright © 2014 icbc.ir