اشعه لیزر

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

اشعه لیزر

مقدمه

(لیزر منبع نوری است که دارای مشخصات زیر می باشد :

کوهرانس زمانی و فضایی ، خلوص رنگی استثنایی (خاصیتی که بستگی به گوهرانس زمانی دارد ) جهت پذیری قابل ملاحضه ، وشدتی که گاه ممکن است قابل ملاحظه باشد کلمه لیزر یک مخفف است که معنای آن چنین می باشد .

ligt amplification by stimuated emission of radiation

یا تقویت کننده نور با انتشار تحریک کنندة تشعشع.

تاریخچه لیزر :

بایستی در نظر داشت که امکان داشت که امکان انتشار تحریک شده از لحاظ تئوری توسط اینشتن در سال 1917 پیش بینی شده بود،و پمپاژ اپتیک توسط A.Kastler انجام گرفت، و ساختن عملی آن بوسیله (Maiman) تنها به سال 1960 باز می گردد که در تعقیب کارهای Townes بر روی Maser انجام گرفت (1960-1954) (Maser) از بسیاری جهت با لیزر قابل مقایسه است اما امواج منتشرة آن در ناحیه امواج هرتزی بسیار کوتاه می باشد در صورتیکه لیزر در منطقه I.R مرئی و حتی وراء بنفش نزدیک منتشر می کند . نخستین لیزر از یک بلور طویل یاقوت که بین دو آینه قرار گرفته بود تشکیل شد. هنگامیکه آن را توسط یـک لامــــپ فـــلاش کــــه مـنـتــشر کــنـنــدة نــور معمولی غیر کـــوهـــــران اســـت .

روشن کنند، که این نور قرمز کوهران منتشر میکند که از وراء یکی از دو آینه به خارج میجهد.

انتشار خود بخودی وتحریک شدة فوتون ها توسط یک اتم یا یک مولکول تحریک شده: اتم یا مولکولی در نظر گرفته می شود که حالت اساسی آن مربوط به انرژی E1 بوده و دارای ترازهای تحریک شده E2 و E3 …. Ei که همه آنها از E1 بزرگترند می باشد . اگر این اتم یا مولکول توسط فوتونی با انرژی hu1 برابر تفاضل Ei -E1 مورد اصابت قرار گیرد، می دانیم که جذب این فوتونها امکان پذیر است ، و در نتیجه این جذب اتم در یک حالت تحریک شده باانرژی Ei قرار می گیرد . (مطابق شکل )

بعد از انتراکسیون

قبل از انتراکسیون

E1

E1

E1

E1

E1

E1

E1

E1

E1

E1

E1

E1

سه نوع انتراکسیون تابش الکترومانتیک با یک سیستم کوانتیفیه

(اتم یا مولکول )

A: جذب B: انتشار خود بخودی C: انتشار تحریک شده (در این مرحله دوفوتون دقیقا هم فاز هستند .

این اتم تحریک شده بمدت کم و بیش طولانی در این حالت باقی مانده ، سپس مطابق روندی که قبلا در مبحث فوتوشیمی بررسی گردید بحالت اساسی مراجعت خواهد نمود. در این جا فقط آنچه که در شکل بالا ، حالت B نشان داده شده است . در نظر گرفته می شود :یعنی مراجعت مستقیم از حالت Ei به حالت E1 و این پدیده فلوئورسانس رزنانس (تشدید) نامیده می شود . این خارج شدن از تحریک ممکن است بطور خودبخودی انجام گیرد ،یعنی در این مورد فازموج وابسته به فوتون تصادفی یا تابع قانون احتمالات است . بویژه اگر دو اتم مجاور در یک زمان از حالت تحریک خارج شوند هیچ رابطه فازی قابل پیش بینی بین این دو انتشار وجود ندارد (این مطلب را می توان بدین نحو بیان کرد که :انتشار خود بخودی تولید یک نور غیر کوهران می نماید ) . حال اگر اتم تحریک شده توسط فوتونی با انرژی hu مورد اصابت قرار گیرد این اتراکسیون منجر به انتشار فوتون دوم hu توسط اتم تحریک شده می گردد (حالت C) این انتشار تحریک شده دارای این خاصیت است که امواج وابسته به این دوفوتون دقیقا هم فاز می باشند حال اگر موج تشکیل شده توسط این این دو فوتون فوتون به یک اتم تحریک شده دیگری برخورد کند، فوتون سومی منتشر خواهد شد که دقیقا هم فاز با دو فوتون قبلی است و در نتیجه کوهرانس کامل نور تامین می شود .

(در اینجا کوهرانس فضایی مطرح است یعنی اتمهای مختلف واقع در مکانهای مختلف بطور هم فاز نور منتشر می کنند).

بنابراین دیده می شود که با این عمل تکثیر،فوتونهایی ایجاد می شوند که همگی دقیقاً هم انرژی ، هم فاز و هم جهت می باشد.

این رابطه نشان می دهد که چرا تابش لیزر در ناحیه U.V دور و بطریق اولی خودبخودی در منطقه اشعه ایکس مشکل می گردد.

انواع اصلی لیزر :

می توان دستگاههای لیزر را بر حسب انواع ماده فعال (جامد، گاز، مواد آلی و غیره ) یا بر حسب سیستم پمپاژ و یا بر حسب طرز کار طبقه بندی نمود .

الف)برحسب طرز کار

سه نوع مختلف انتشار لیزر:

روش انتشار بنام رلاکسه relaxe : ضربانهای تکراری:

در مورد لیزر یاقوتی بعنوان مثال از شروع پمپاژ تا صدور اولین انتشار لیزر، زمانی در حدود میکروثانیه بیشتر طول نمی کشد .هنگامی که آستانه بحرانی نور کوهران فرا رسد، محیط اکتیو توسط فلاش