stringtranslate.com

لیزر

تلسکوپی که چهار پرتو لیزر نارنجی ساطع می کند.
تلسکوپی در سیستم تلسکوپ بسیار بزرگ که چهار ستاره راهنمای لیزری نارنجی را تولید می کند

لیزر دستگاهی است که نور را از طریق یک فرآیند تقویت نوری بر اساس انتشار تحریک شده تابش الکترومغناطیسی ساطع می کند . کلمه لیزر یک مخفف است که به عنوان مخفف تقویت نور با انتشار تحریک شده تشعشع ایجاد شده است . [1] [2] اولین لیزر در سال 1960 توسط تئودور میمن در آزمایشگاه تحقیقاتی هیوز ، بر اساس کارهای نظری چارلز اچ. تاونز و آرتور لئونارد شاولو ساخته شد . [3]

تفاوت لیزر با سایر منابع نور این است که نوری منسجم از خود ساطع می کند . انسجام فضایی به لیزر اجازه می دهد تا روی یک نقطه تنگ متمرکز شود و کاربردهایی مانند برش لیزری و لیتوگرافی را ممکن می سازد . همچنین به پرتو لیزر اجازه می دهد تا در فواصل زیاد باریک بماند ( توافق )، این ویژگی در کاربردهایی مانند نشانگرهای لیزری و لیدار (تشخیص نور و محدوده) استفاده می شود. لیزرها همچنین می توانند انسجام زمانی بالایی داشته باشند که به آنها اجازه می دهد نوری با طیف فرکانسی بسیار باریک ساطع کنند . روش دیگر، انسجام زمانی می‌تواند برای تولید پالس‌های نوری فوق‌کوتاه با طیف وسیع، اما مدت‌ها به کوتاهی یک فمتوثانیه استفاده شود .

لیزرها در درایوهای دیسک نوری ، پرینترهای لیزری ، اسکنر بارکد ، ابزار توالی‌یابی DNA ، ارتباطات نوری فیبر نوری و فضای آزاد ، تولید تراشه‌های نیمه‌رسانا ( فتولیتوگرافی )، جراحی لیزر و درمان‌های پوست، برش و جوش مواد، نظامی و حقوقی استفاده می‌شوند . دستگاه های اجرایی برای علامت گذاری اهداف و اندازه گیری برد و سرعت و در نمایشگرهای نور لیزری برای سرگرمی. لیزرهای نیمه هادی در رنگ آبی تا نزدیک به UV نیز به جای دیودهای ساطع نور (LED) برای تحریک فلورسانس به عنوان منبع نور سفید استفاده شده است. این به دلیل تابش بسیار بیشتر لیزر، یک ناحیه ساطع بسیار کوچکتر را فراهم می کند و از افتادگی ناشی از LED ها جلوگیری می کند. چنین دستگاه هایی قبلاً در برخی از چراغ های جلو اتومبیل استفاده می شود . [4] [5] [6] [7]

اصطلاحات

اولین وسیله ای که از تقویت توسط انتشار تحریک شده استفاده می کرد در فرکانس های مایکروویو کار می کرد و میزر نام داشت که برای "تقویت امواج مایکروویو با انتشار تحریک شده تشعشع" نامیده می شد. [8] هنگامی که دستگاه‌های نوری مشابه توسعه یافتند، ابتدا به عنوان میزرهای نوری شناخته شدند ، تا اینکه «مایکروویو» با «نور» در مخفف جایگزین شد و تبدیل به لیزر شد . [9]

امروزه، تمام این دستگاه‌هایی که در فرکانس‌های بالاتر از مایکروویو (تقریباً بالای 300 گیگاهرتز ) کار می‌کنند، لیزر نامیده می‌شوند (مثلاً لیزرهای مادون قرمز ، لیزرهای فرابنفش ، لیزرهای اشعه ایکس ، لیزرهای پرتو گاما )، در حالی که دستگاه‌هایی که در فرکانس‌های رادیویی مایکروویو یا فرکانس‌های رادیویی پایین‌تر کار می‌کنند نامیده می‌شوند. میزرها [10] [11]

فعل عقب‌شکل "to lase" اغلب در میدان استفاده می‌شود، به معنای "نور منسجم کردن"، به ویژه در مورد محیط بهره لیزر. [12] هنگامی که یک لیزر در حال کار است به آن "لیزینگ" گفته می شود. [13] اصطلاحات لیزر و میزر همچنین برای انتشارات منسجم طبیعی استفاده می شود، مانند میزر اخترفیزیکی و لیزر اتمی . [14] [15]

لیزری که به خودی خود نور تولید می کند، از نظر فنی یک نوسان ساز نوری است تا تقویت کننده نوری همانطور که در نام اختصاری پیشنهاد شده است. [16] به طنز اشاره شده است که مخفف LOSER، برای "نوسان نور توسط انتشار تحریک شده تشعشع" صحیح تر بود. [15] با استفاده گسترده از مخفف اصلی به عنوان یک اسم مشترک، تقویت کننده های نوری به عنوان تقویت کننده لیزری شناخته می شوند . [17]

مبانی

لیزر معمولاً یک پرتو بسیار باریک از نور را در یک طول موج منفرد، در این مورد، سبز تولید می کند.

فیزیک مدرن نور و سایر اشکال تابش الکترومغناطیسی را به عنوان رفتار گروهی ذرات بنیادی به نام فوتون توصیف می کند . فوتون ها از طریق فعل و انفعالات الکترومغناطیسی با دیگر ذرات بنیادی که بار الکتریکی را حمل می کنند آزاد می شوند و جذب می شوند . یک راه متداول برای آزاد کردن فوتون، گرم کردن یک جسم است. مقداری از انرژی حرارتی که به جسم اعمال می‌شود باعث می‌شود که مولکول‌ها و الکترون‌های درون جسم انرژی به دست آورند، که سپس از طریق تشعشعات حرارتی که ما آن را به عنوان نور می‌بینیم، از دست می‌رود. این فرآیندی است که باعث می شود شعله شمع نور ساطع کند.

تابش حرارتی یک فرآیند تصادفی است و بنابراین فوتون های ساطع شده دارای طیفی از طول موج های مختلف هستند ، در جهات مختلف حرکت می کنند و در زمان های مختلف آزاد می شوند. انرژی درون جسم تصادفی نیست، با این حال: توسط اتم‌ها و مولکول‌ها در « حالت‌های برانگیخته » ذخیره می‌شود که فوتون‌هایی با طول موج‌های مشخص آزاد می‌کنند. این موضوع باعث پیدایش علم طیف‌سنجی می‌شود که به مواد اجازه می‌دهد از طریق طول موج‌های خاصی که ساطع می‌کنند، تعیین شوند.

فرآیند فیزیکی زیربنایی ایجاد فوتون در لیزر مانند تابش حرارتی است، اما انتشار واقعی نتیجه فرآیندهای حرارتی تصادفی نیست. در عوض، آزاد شدن یک فوتون با عبور فوتون دیگری در نزدیکی آن آغاز می شود. این انتشار تحریک شده نامیده می شود . برای اینکه این فرآیند کار کند، فوتون عبوری باید از نظر انرژی و در نتیجه طول موج مشابهی باشد که می تواند توسط اتم یا مولکول آزاد شود و اتم یا مولکول باید در حالت برانگیخته مناسب باشد.

فوتونی که از گسیل تحریک شده ساطع می شود با فوتونی که باعث گسیل آن شده است یکسان است و هر دو فوتون می توانند در اتم های دیگر باعث ایجاد گسیل تحریک شده شوند و احتمال واکنش زنجیره ای را ایجاد کنند . برای اینکه این اتفاق بیفتد، بسیاری از اتم ها یا مولکول ها باید در حالت برانگیخته مناسب باشند تا فوتون ها بتوانند آنها را تحریک کنند. در بیشتر مواد، اتم‌ها یا مولکول‌ها نسبتاً سریع از حالت برانگیخته خارج می‌شوند و تولید یک واکنش زنجیره‌ای را دشوار یا غیرممکن می‌کنند. موادی که برای لیزر انتخاب می شوند، دارای حالت های فراپایدار هستند که برای مدت نسبتا طولانی برانگیخته می شوند. در فیزیک لیزر به چنین ماده ای محیط لیزر فعال می گویند . ترکیب با یک منبع انرژی که به پمپاژ انرژی به ماده ادامه می دهد، این امکان را فراهم می کند که اتم ها یا مولکول های کافی در حالت برانگیخته برای ایجاد یک واکنش زنجیره ای وجود داشته باشد.

لیزرها از دیگر منابع نوری با انسجام خود متمایز می شوند . پیوستگی فضایی (یا عرضی) معمولاً از طریق خروجی که یک پرتو باریک است بیان می شود که دارای پراش محدود است . پرتوهای لیزر را می توان بر روی نقاط بسیار ریز متمرکز کرد و تابش بسیار بالایی را به دست آورد ، یا می تواند واگرایی بسیار کمی داشته باشد تا توان خود را در فواصل دور متمرکز کند. پیوستگی زمانی (یا طولی) دلالت بر یک موج پلاریزه در یک فرکانس دارد که فاز آن در فاصله نسبتاً زیادی ( طول پیوستگی ) در امتداد پرتو همبستگی دارد. [18] [ صفحه مورد نیاز ] یک پرتو تولید شده توسط یک منبع نوری حرارتی یا غیر منسجم دیگر دارای دامنه و فاز آنی است که با توجه به زمان و موقعیت به‌طور تصادفی تغییر می‌کند، بنابراین طول پیوستگی کوتاهی دارد.

لیزرها با توجه به طول موج آنها در خلاء مشخص می شوند . بیشتر لیزرهای "تک طول موج" در چندین حالت با طول موج های کمی متفاوت تابش تولید می کنند. اگرچه انسجام زمانی دلالت بر درجاتی از تک رنگی دارد ، برخی از لیزرها طیف وسیعی از نور را ساطع می کنند یا طول موج های مختلف نور را به طور همزمان ساطع می کنند. برخی از لیزرها حالت تک فضایی ندارند و دارای پرتوهای نوری هستند که بیش از حد نیاز به حد پراش واگرایی دارند . همه این دستگاه‌ها بر اساس روش تولید نور با انتشار تحریک‌شده به عنوان «لیزر» طبقه‌بندی می‌شوند. لیزرها در جایی به کار می روند که نور انسجام مکانی یا زمانی مورد نیاز را نمی توان با استفاده از فناوری های ساده تر تولید کرد.

طراحی

اجزای یک لیزر معمولی:
  1. متوسط ​​به دست آورید
  2. انرژی پمپاژ لیزر
  3. بازتابنده بالا
  4. کوپلر خروجی
  5. پرتو لیزر

لیزر از یک محیط افزایش ، مکانیزمی برای انرژی دادن به آن و چیزی برای ارائه بازخورد نوری تشکیل شده است . [19] محیط افزایش ماده ای با خواصی است که به آن اجازه می دهد تا نور را از طریق انتشار تحریک شده تقویت کند . نور با طول موج خاصی که از محیط بهره می گذرد تقویت می شود (قدرت افزایش می یابد). بازخورد انتشار تحریک شده را قادر می سازد تا فرکانس نوری را در اوج منحنی بهره-فرکانس تقویت کند. همانطور که انتشار تحریک شده رشد می کند، در نهایت یک فرکانس بر فرکانس های دیگر غالب می شود، به این معنی که یک پرتو منسجم تشکیل شده است. [20]

فرآیند انتشار تحریک شده مشابه فرآیند یک نوسان ساز صوتی با بازخورد مثبت است که می تواند رخ دهد، برای مثال، زمانی که بلندگو در یک سیستم آدرس عمومی در مجاورت میکروفون قرار می گیرد. صدای جیغی که می شنود نوسان صوتی در اوج منحنی بهره-فرکانس برای تقویت کننده است. [21] [ صفحه مورد نیاز ]

برای اینکه محیط افزایش نور را تقویت کند، باید با فرآیندی به نام پمپاژ انرژی تامین شود . انرژی معمولاً به صورت جریان الکتریکی یا نور در طول موج های متفاوت تأمین می شود. نور پمپ ممکن است توسط یک لامپ فلاش یا توسط لیزر دیگری تامین شود .

رایج ترین نوع لیزر از بازخورد یک حفره نوری استفاده می کند - یک جفت آینه در دو طرف محیط افزایش. نور بین آینه‌ها به عقب و جلو می‌چرخد، از محیط بهره می‌گذرد و هر بار تقویت می‌شود. به طور معمول یکی از دو آینه، جفت خروجی ، تا حدی شفاف است. مقداری از نور از این آینه خارج می شود. بسته به طراحی حفره (اینکه آینه ها صاف یا منحنی هستند )، نوری که از لیزر بیرون می آید ممکن است پخش شود یا یک پرتو باریک تشکیل دهد . در قیاس با اسیلاتورهای الکترونیکی ، گاهی اوقات این دستگاه را نوسانگر لیزری می نامند .

بیشتر لیزرهای کاربردی حاوی عناصر اضافی هستند که بر خواص نور ساطع شده مانند قطبش، طول موج و شکل پرتو تأثیر می‌گذارند. [ نیازمند منبع ]

فیزیک لیزری

الکترون ها و نحوه تعامل آنها با میدان های الکترومغناطیسی در درک ما از شیمی و فیزیک مهم است .

انتشار تحریک شده

انیمیشنی که انتشار تحریک شده و اصل لیزر را توضیح می دهد

در دیدگاه کلاسیک ، انرژی الکترونی که به دور هسته اتم می چرخد ​​برای مدارهای دورتر از هسته اتم بزرگتر است . با این حال، اثرات مکانیکی کوانتومی، الکترون‌ها را مجبور می‌کند تا موقعیت‌های مجزایی در اوربیتال‌ها بگیرند . بنابراین، الکترون ها در سطوح انرژی خاص یک اتم یافت می شوند که دو مورد از آنها در زیر نشان داده شده است:

یک الکترون در یک اتم تنها در صورتی می تواند انرژی نور ( فوتون ) یا گرما ( فونون ) را جذب کند که بین سطوح انرژی انتقالی وجود داشته باشد که با انرژی حمل شده توسط فوتون یا فونون مطابقت داشته باشد. برای نور، این بدان معناست که هر گذار معین فقط یک طول موج خاص از نور را جذب می کند. فوتون هایی با طول موج مناسب می توانند باعث پرش الکترون از سطح انرژی پایین تر به بالاتر شوند. فوتون در این فرآیند مصرف می شود.

هنگامی که یک الکترون از یک حالت به حالتی در سطح انرژی بالاتر با اختلاف انرژی ΔE برانگیخته می شود ، برای همیشه در این حالت باقی نمی ماند. در نهایت، یک فوتون به طور خود به خود از خلاء با انرژی ΔE ایجاد می شود. با حفظ انرژی، الکترون به سطح انرژی پایین‌تری که اشغال نمی‌شود، انتقال می‌یابد، با انتقال به سطوح مختلف دارای ثابت‌های زمانی متفاوت. این فرآیند را انتشار خود به خودی می نامند . انتشار خود به خودی یک اثر مکانیکی کوانتومی و تجلی فیزیکی مستقیم اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است . فوتون ساطع شده جهت تصادفی دارد، اما طول موج آن با طول موج جذبی انتقال مطابقت دارد. این مکانیسم فلورسانس و انتشار حرارتی است .

فوتونی با طول موج مناسب برای جذب توسط یک انتقال نیز می‌تواند باعث شود که یک الکترون از سطح بالاتر به پایین‌تر سقوط کند و فوتون جدیدی منتشر کند. فوتون ساطع شده دقیقاً از نظر طول موج، فاز و جهت با فوتون اصلی مطابقت دارد. به این فرآیند انتشار تحریک شده می گویند.

به دست آوردن متوسط ​​و حفره

نمایش لیزر هلیوم -نئون . درخششی که از مرکز لوله عبور می کند یک تخلیه الکتریکی است. این پلاسمای درخشان، محیط کسب لیزر است. لیزر یک نقطه ریز و شدید روی صفحه در سمت راست ایجاد می کند. مرکز لکه سفید به نظر می رسد زیرا تصویر در آنجا بیش از حد نوردهی می شود .
طیف لیزر هلیوم-نئون. پهنای باند واقعی بسیار باریکتر از آنچه نشان داده شده است. طیف توسط دستگاه اندازه گیری محدود می شود.

محیط بهره توسط یک منبع خارجی انرژی در حالت برانگیخته قرار می گیرد. در بیشتر لیزرها، این محیط متشکل از جمعیتی از اتم ها است که با استفاده از یک منبع نور بیرونی به چنین حالتی برانگیخته شده اند، یا یک میدان الکتریکی که انرژی را برای جذب اتم ها و تبدیل شدن به حالت های برانگیخته شان تامین می کند.

محیط بهره لیزر معمولاً ماده ای با خلوص، اندازه، غلظت و شکل کنترل شده است که با فرآیند انتشار تحریک شده که در بالا توضیح داده شد، پرتو را تقویت می کند. این ماده می تواند از هر حالتی باشد : گاز، مایع، جامد یا پلاسما . محیط افزایش انرژی پمپ را جذب می کند، که برخی از الکترون ها را به حالت های کوانتومی با انرژی بالاتر (" تحریک ") می برد . ذرات می توانند با جذب یا گسیل فوتون ها با نور تعامل داشته باشند. انتشار می تواند خود به خود یا تحریک شود. در حالت دوم، فوتون در همان جهت نوری که از آن می گذرد گسیل می شود. وقتی تعداد ذرات در یک حالت برانگیخته از تعداد ذرات در یک حالت کم انرژی بیشتر شود، وارونگی جمعیت حاصل می شود. در این حالت، سرعت انتشار تحریک شده بیشتر از سرعت جذب نور در محیط است و بنابراین نور تقویت می شود. سیستمی با این ویژگی تقویت کننده نوری نامیده می شود . هنگامی که یک تقویت کننده نوری در داخل یک حفره نوری تشدید قرار می گیرد، یک لیزر بدست می آید. [22]

برای رسانه های لیزری با بهره بسیار بالا، به اصطلاح ابرلومینسانس ، نور می تواند به اندازه کافی در یک عبور از محیط بهره بدون نیاز به تشدید کننده تقویت شود. اگرچه اغلب به عنوان لیزر شناخته می شود (به عنوان مثال به لیزر نیتروژن مراجعه کنید )، [23] نور خروجی از چنین دستگاهی فاقد انسجام مکانی و زمانی قابل دستیابی با لیزر است. چنین دستگاهی را نمی توان به عنوان یک نوسان ساز توصیف کرد، بلکه به عنوان یک تقویت کننده نوری با بهره بالا که انتشار خود به خودی آن را تقویت می کند. همین مکانیسم به اصطلاح میزر /لیزرهای اخترفیزیکی را توصیف می کند.

رزوناتور نوری گاهی اوقات به عنوان "حفره نوری" نامیده می شود، اما این یک نام اشتباه است: لیزرها از تشدید کننده های باز استفاده می کنند بر خلاف حفره واقعی که در فرکانس های مایکروویو در میزر استفاده می شود . تشدید کننده معمولاً از دو آینه تشکیل شده است که بین آنها یک پرتو منسجم از نور در هر دو جهت حرکت می کند، به طوری که یک فوتون متوسط ​​قبل از اینکه از دیافراگم خروجی گسیل شود یا در اثر پراش یا جذب از بین برود، به طور مکرر از محیط بهره عبور کند. اگر بهره (تقویت) در محیط بزرگتر از تلفات تشدید کننده باشد، آنگاه قدرت نور در حال چرخش می تواند به طور تصاعدی افزایش یابد . اما هر رویداد گسیلی تحریک شده، یک اتم را از حالت برانگیخته اش به حالت پایه برمی گرداند و بهره محیط را کاهش می دهد. با افزایش توان پرتو، بهره خالص (بهره منهای تلفات) به واحد کاهش می یابد و گفته می شود که محیط بهره اشباع شده است. در لیزر موج پیوسته (CW)، تعادل قدرت پمپ در برابر اشباع بهره و تلفات حفره، مقدار تعادلی از توان لیزر در داخل حفره را ایجاد می کند. این تعادل نقطه عملکرد لیزر را تعیین می کند. اگر قدرت پمپ اعمال شده خیلی کم باشد، بهره هرگز برای غلبه بر تلفات حفره کافی نخواهد بود و نور لیزر تولید نخواهد شد. حداقل توان پمپ مورد نیاز برای شروع لیزر، آستانه لیزر نامیده می شود . محیط بهره هر فوتونی را که از آن عبور می کند، بدون توجه به جهت، تقویت می کند. اما فقط فوتون‌ها در حالت فضایی که توسط تشدیدگر پشتیبانی می‌شوند، بیش از یک بار از محیط عبور کرده و تقویت قابل‌توجهی دریافت خواهند کرد.

نور ساطع شد

لیزرهای قرمز (660 و 635 نانومتر)، سبز (532 و 520 نانومتر) و آبی-بنفش (445 و 405 نانومتر)

در اکثر لیزرها، لیزر با انتشار خود به خود به حالت لیزر شروع می شود. سپس این نور اولیه با انتشار تحریک شده در محیط افزایش تقویت می شود. تابش تحریک شده نوری تولید می کند که با سیگنال ورودی در جهت، طول موج و قطبش مطابقت دارد، در حالی که فاز نور ساطع شده 90 درجه در سرب نور محرک است. [24] این، همراه با اثر فیلتر تشدید کننده نوری، به نور لیزر انسجام مشخصی می‌دهد و ممکن است بسته به طراحی تشدیدگر، قطبش و تک رنگی یکنواختی به آن بدهد. پهنای خط اصلی لیزر [25] نور ساطع شده از تشدید کننده لیزری می تواند مرتبه ای باریکتر از پهنای خط نور ساطع شده از تشدید کننده غیرفعال باشد. برخی از لیزرها از یک کاشت تزریق جداگانه برای شروع فرآیند با پرتویی استفاده می کنند که از قبل بسیار منسجم است. این می تواند پرتوهایی با طیف باریک تر از آنچه در غیر این صورت ممکن بود تولید کند.

در سال 1963، روی جی گلابر نشان داد که حالات منسجم از ترکیب حالت‌های عدد فوتون به وجود می‌آیند و به همین دلیل جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد . [26] یک پرتو منسجم از نور توسط حالت‌های فوتون کوانتومی تک فرکانس که بر اساس توزیع پواسون توزیع شده‌اند، تشکیل می‌شود . در نتیجه، سرعت رسیدن فوتون ها در پرتو لیزر توسط آمار پواسون توصیف می شود. [27]

بسیاری از لیزرها پرتویی تولید می کنند که می توان آن را به عنوان یک پرتو گاوسی تقریب زد . چنین تیرهایی دارای حداقل واگرایی ممکن برای یک قطر تیر معین هستند. برخی از لیزرها، به ویژه لیزرهای پرقدرت، پرتوهای چند حالته تولید می کنند که حالت های عرضی اغلب با استفاده از توابع Hermite - Gaussian یا Laguerre -Gaussian تقریبی می شوند. برخی از لیزرهای پرقدرت از نمایه ای با سطح صاف استفاده می کنند که به عنوان " پرتو توپات " شناخته می شود. تشدید کننده های لیزری ناپایدار (که در اکثر لیزرها استفاده نمی شود) پرتوهای فراکتالی شکل تولید می کنند. [28] سیستم‌های نوری تخصصی می‌توانند هندسه پرتوهای پیچیده‌تری مانند پرتوهای بسل و گرداب‌های نوری تولید کنند .

در نزدیکی "کمر" (یا ناحیه کانونی ) پرتو لیزر، به شدت همسو است : جبهه‌های موج مسطح هستند، نسبت به جهت انتشار عادی هستند، بدون واگرایی پرتو در آن نقطه. با این حال، به دلیل پراش ، این تنها می تواند در محدوده ریلی درست باقی بماند . پرتو لیزر تک حالت عرضی (پرتو گاوسی) در نهایت در زاویه ای واگرا می شود که برعکس با قطر پرتو تغییر می کند، همانطور که در تئوری پراش لازم است. بنابراین، «پرتو مدادی» که مستقیماً توسط یک لیزر معمولی هلیوم-نئون ایجاد می‌شود ، زمانی که به ماه می‌تابید (از فاصله زمین) به اندازه‌ی شاید 500 کیلومتر گسترش می‌یابد. از سوی دیگر، نور لیزر نیمه هادی معمولاً با یک واگرایی بزرگ از کریستال کوچک خارج می شود: تا 50 درجه. با این حال، حتی چنین پرتوی واگرا را می توان به یک پرتو همسو با استفاده از یک سیستم عدسی تبدیل کرد ، همانطور که همیشه در یک نشانگر لیزری وجود دارد که نور آن از یک دیود لیزر منشا می گیرد . که به دلیل نور یک حالت فضایی امکان پذیر است. این ویژگی منحصر به فرد نور لیزر، انسجام فضایی ، نمی تواند با استفاده از منابع نور استاندارد (به جز با دور انداختن بیشتر نور) تکرار شود، همانطور که می توان با مقایسه پرتو یک چراغ قوه (مشعل) یا نورافکن با تقریباً هر لیزری درک کرد.

پروفیل پرتو لیزری برای اندازه گیری مشخصات شدت، عرض و واگرایی پرتوهای لیزر استفاده می شود.

انعکاس پراکنده پرتو لیزر از یک سطح مات، الگوی لکه‌ای با خواص جالب ایجاد می‌کند.

فرآیندهای انتشار کوانتومی در مقابل کلاسیک

مکانیسم تولید تابش در لیزر به انتشار تحریک شده متکی است ، جایی که انرژی از انتقال در یک اتم یا مولکول استخراج می شود. این یک پدیده کوانتومی است [ مشکوک - بحث ] که توسط آلبرت انیشتین پیش‌بینی شده بود ، او رابطه بین ضریب A را که گسیل خود به خودی را توصیف می‌کند و ضریب B که برای جذب و انتشار تحریک‌شده اعمال می‌شود، استخراج کرد. با این حال، در مورد لیزر الکترون آزاد ، سطوح انرژی اتمی درگیر نیست. به نظر می رسد که عملکرد این دستگاه نسبتا عجیب و غریب را می توان بدون اشاره به مکانیک کوانتومی توضیح داد .

حالت های عملکرد

اندازه گیری لیدار توپوگرافی ماه توسط ماموریت کلمنتاین
پیوند لیزری نقطه به نقطه شبکه بی سیم نوری
ارتفاع سنج لیزری عطارد (MLA) فضاپیمای مسنجر

یک لیزر را می توان در دو حالت پیوسته یا پالسی طبقه بندی کرد، بسته به اینکه خروجی توان اساساً در طول زمان پیوسته است یا اینکه خروجی آن به شکل پالس های نور در یک مقیاس زمانی است. البته، حتی لیزری که خروجی آن معمولاً پیوسته است، می‌تواند عمداً با سرعتی روشن و خاموش شود تا پالس‌های نور ایجاد کند. هنگامی که نرخ مدولاسیون در مقیاس های زمانی بسیار کندتر از طول عمر حفره و دوره ای است که انرژی را می توان در محیط لیزر یا مکانیزم پمپاژ ذخیره کرد، آنگاه همچنان به عنوان لیزر موج پیوسته "مدوله شده" یا "پالسی" طبقه بندی می شود. اکثر دیودهای لیزری که در سیستم های ارتباطی استفاده می شوند در این دسته قرار می گیرند.

عملیات موج پیوسته

برخی از کاربردهای لیزر به پرتویی بستگی دارد که توان خروجی آن در طول زمان ثابت است. چنین لیزری به عنوان لیزر موج پیوسته ( CW ) شناخته می شود. بسیاری از انواع لیزرها را می توان برای کارکرد در حالت موج پیوسته برای برآوردن چنین کاربردهایی ساخت. بسیاری از این لیزرها در چندین حالت طولی به طور همزمان پخش می شوند و ضربان بین فرکانس های نوری کمی متفاوت از این نوسانات، تغییرات دامنه را در مقیاس های زمانی کوتاه تر از زمان رفت و برگشت (مقابل فاصله فرکانس بین حالت ها) ایجاد می کند. معمولا چند نانوثانیه یا کمتر. در بیشتر موارد، این لیزرها هنوز «موج پیوسته» نامیده می‌شوند، زیرا توان خروجی آن‌ها زمانی که در دوره‌های طولانی‌تر میانگین می‌شوند، ثابت است، با تغییرات توان فرکانس بسیار بالا که تأثیر کم یا بدون تأثیری بر کاربرد مورد نظر دارد. (با این حال، این اصطلاح برای لیزرهای حالت قفل ، که در آن هدف ایجاد پالس های بسیار کوتاه با نرخ زمان رفت و برگشت است، به کار نمی رود .)

برای عملیات موج پیوسته، لازم است وارونگی جمعیت محیط بهره به طور مداوم توسط یک منبع پمپ ثابت پر شود. در برخی رسانه های لیزری، این غیرممکن است. در برخی از لیزرهای دیگر، نیاز به پمپاژ لیزر در سطح توان پیوسته بسیار بالا است که غیرعملی است یا با تولید گرمای بیش از حد لیزر را از بین می برد. چنین لیزرهایی را نمی توان در حالت CW اجرا کرد.

عمل پالس

عملکرد پالسی لیزرها به هر لیزری اطلاق می‌شود که به عنوان موج پیوسته طبقه‌بندی نشده باشد به طوری که توان نوری در پالس‌هایی با مدت زمان مشخص و با سرعتی خاص ظاهر شود. این شامل طیف گسترده ای از فناوری ها می شود که به انگیزه های مختلف می پردازد. برخی از لیزرها صرفاً به این دلیل پالس می شوند که نمی توانند در حالت پیوسته اجرا شوند.

در موارد دیگر، کاربرد نیاز به تولید پالس هایی دارد که تا حد امکان انرژی بیشتری داشته باشند. از آنجایی که انرژی پالس برابر است با توان متوسط ​​تقسیم بر نرخ تکرار، گاهی اوقات می توان این هدف را با کاهش نرخ پالس ها برآورده کرد تا انرژی بیشتری بین پالس ها ایجاد شود. به عنوان مثال، در فرسایش لیزری ، اگر یک قطعه کار در مدت زمان بسیار کوتاهی حرارت داده شود، می‌توان حجم کمی از مواد را در سطح آن تبخیر کرد، در حالی که با تامین تدریجی انرژی، گرما به بخش عمده‌ای از قطعه جذب می‌شود. ، هرگز در یک نقطه خاص به دمای کافی بالا نمی رسد.

سایر کاربردها به قدرت پالس اوج (به جای انرژی در پالس) متکی هستند، به ویژه برای به دست آوردن اثرات نوری غیرخطی . برای یک انرژی پالس معین، این نیاز به ایجاد پالس هایی با کمترین مدت زمان ممکن با استفاده از تکنیک هایی مانند سوئیچ Q دارد .

پهنای باند نوری یک پالس نمی تواند باریکتر از متقابل عرض پالس باشد. در مورد پالس‌های بسیار کوتاه، این به معنای پخش لیزر در پهنای باند قابل‌توجهی است، کاملاً برخلاف پهنای باند بسیار باریک معمول لیزرهای CW. محیط لیزر در برخی از لیزرهای رنگی و لیزرهای حالت جامد ویبرونیک ، بهره نوری را در پهنای باند وسیع ایجاد می‌کند و لیزر را ممکن می‌سازد که بنابراین می‌تواند پالس‌های نوری به کوتاهی چند فمتوثانیه (10-15 ثانیه ) تولید کند.

سوئیچینگ کیو

در یک لیزر سوئیچ کیو، وارونگی جمعیت با وارد کردن تلفات در داخل تشدید کننده که بیشتر از بهره رسانه است، مجاز است. این همچنین می تواند به عنوان کاهش ضریب کیفیت یا 'Q' حفره توصیف شود. سپس، پس از اینکه انرژی پمپ ذخیره شده در محیط لیزر به حداکثر سطح ممکن نزدیک شد، مکانیسم تلفات معرفی شده (اغلب یک عنصر الکتریکی یا آکوستو-اپتیکی) به سرعت حذف می شود (یا به خودی خود در یک دستگاه غیرفعال رخ می دهد)، و اجازه لیزر را می دهد. برای شروع که به سرعت انرژی ذخیره شده در محیط بهره را بدست می آورد. این منجر به یک پالس کوتاه می شود که آن انرژی را در خود جای می دهد و در نتیجه اوج قدرت بالایی دارد.

قفل کردن حالت

لیزر قفل شده قادر است پالس‌های بسیار کوتاهی در حدود ده‌ها پیکوثانیه تا کمتر از 10  فمتوثانیه ساطع کند . این پالس ها در زمان رفت و برگشت تکرار می شوند، یعنی زمانی که نور طول می کشد تا یک رفت و برگشت بین آینه های تشدید کننده انجام شود. با توجه به حد فوریه (همچنین به عنوان عدم قطعیت انرژی-زمان شناخته می شود )، یک پالس با چنین طول زمانی کوتاهی دارای طیف گسترده ای در پهنای باند قابل توجهی است. بنابراین، چنین رسانه‌ای باید دارای پهنای باند بهره کافی برای تقویت آن فرکانس‌ها باشد. نمونه ای از مواد مناسب، یاقوت کبود دوپ شده با تیتانیوم است که به طور مصنوعی رشد کرده است ( Ti:sapphire )، که دارای پهنای باند بهره بسیار وسیع است و بنابراین می تواند پالس هایی با مدت زمان چند فمتوثانیه تولید کند.

چنین لیزرهای حالت قفل شده ابزار همه کاره برای تحقیق در مورد فرآیندهایی هستند که در مقیاس های زمانی بسیار کوتاه (معروف به فیزیک فمتوثانیه، شیمی فمتوثانیه و علم فوق سریع )، برای به حداکثر رساندن اثر غیرخطی در مواد نوری (به عنوان مثال در نسل دوم هارمونیک ، پارامتریک). تبدیل پایین ، نوسان سازهای پارامتری نوری و موارد مشابه). برخلاف پالس غول پیکر یک لیزر سوئیچ کیو، پالس های متوالی از لیزر قفل شده دارای فاز منسجم هستند، یعنی پالس ها (و نه فقط پوشش آنها ) یکسان و کاملاً دوره ای هستند. به همین دلیل، و قدرت های اوج بسیار بزرگی که توسط چنین پالس های کوتاهی به دست می آید، چنین لیزرهایی در حوزه های خاصی از تحقیقات ارزشمند هستند.

پمپاژ پالسی

روش دیگر برای دستیابی به عملکرد لیزر پالسی، پمپاژ مواد لیزر با منبعی است که خود پالس است، یا از طریق شارژ الکترونیکی در مورد لامپ های فلاش یا لیزر دیگری که قبلاً پالس شده است. پمپاژ پالسی از لحاظ تاریخی برای لیزرهای رنگی مورد استفاده قرار می گرفت که در آن طول عمر جمعیت معکوس یک مولکول رنگ آنقدر کوتاه بود که به یک پمپ پر انرژی و سریع نیاز بود. راه برای غلبه بر این مشکل شارژ کردن خازن های بزرگ بود که سپس از طریق لامپ های فلاش به تخلیه تبدیل می شوند و فلاش شدید تولید می کنند. پمپاژ پالسی همچنین برای لیزرهای سه سطحی مورد نیاز است که در آنها سطح انرژی پایین‌تر به سرعت به شدت پر می‌شود و از لیزر بیشتر جلوگیری می‌کند تا زمانی که آن اتم‌ها به حالت پایه رها شوند. این لیزرها مانند لیزر اگزایمر و لیزر بخار مس هرگز نمی توانند در حالت CW کار کنند.

تاریخچه

پایه ها

در سال 1917، آلبرت انیشتین مبانی نظری لیزر و میزر را در مقاله " Zur Quantentheorie der Strahlung " ("درباره نظریه کوانتومی تابش") از طریق اشتقاق مجدد قانون تابش ماکس پلانک ، بر اساس مفهومی، پایه گذاری کرد. ضرایب احتمال ( ضرایب انیشتین ) برای جذب، انتشار خود به خود و انتشار تحریک شده تابش الکترومغناطیسی. [29] در سال 1928، رودولف دبلیو. لادنبرگ وجود پدیده های انتشار تحریک شده و جذب منفی را تأیید کرد. [30] [ صفحه مورد نیاز ] در سال 1939، Valentin A. Fabrikant استفاده از تابش تحریک شده را برای تقویت امواج "کوتاه" پیش بینی کرد. [31] در سال 1947، Willis E. Lamb و R.  C.  Retherford انتشار تحریک شده آشکاری را در طیف های هیدروژن پیدا کردند و اولین نمایش انتشار تحریک شده را انجام دادند. [30] [ صفحه مورد نیاز ] در سال 1950، آلفرد کاستلر (جایزه نوبل فیزیک 1966) روش پمپاژ نوری را پیشنهاد کرد که دو سال بعد توسط بروسل، کاستلر و وینتر به صورت تجربی نشان داده شد. [32]

میزر

الکساندر پروخوروف

در سال 1951، جوزف وبر مقاله ای را در مورد استفاده از انتشارات تحریک شده برای ساخت تقویت کننده مایکروویو به کنفرانس تحقیقاتی لامپ خلاء موسسه مهندسین رادیو در ژوئن 1952 در اتاوا ، انتاریو، کانادا ارسال کرد. [33] پس از این ارائه، RCA از وبر خواست تا سمیناری در مورد این ایده برگزار کند و چارلز اچ. تاونز از او یک نسخه از مقاله را درخواست کرد. [34]

چارلز اچ تاونز

در سال 1953، چارلز اچ. تاونز و دانشجویان فارغ التحصیل جیمز پی گوردون و هربرت جی زیگر اولین تقویت کننده مایکروویو را تولید کردند، دستگاهی که بر اساس اصول مشابه لیزر عمل می کرد، اما تشعشعات مایکروویو را به جای تشعشعات مادون قرمز یا مرئی تقویت می کرد. میزر تاونز قادر به خروجی مداوم نبود. [35] در همین حال، در اتحاد جماهیر شوروی، نیکولای باسوف و الکساندر پروخوروف به طور مستقل بر روی نوسانگر کوانتومی کار می کردند و مشکل سیستم های خروجی پیوسته را با استفاده از بیش از دو سطح انرژی حل کردند. این رسانه‌های افزایشی می‌توانند انتشارات تحریک‌شده را بین حالت برانگیخته و حالت برانگیخته پایین‌تر منتشر کنند، نه حالت پایه، و حفظ وارونگی جمعیت را تسهیل می‌کنند . در سال 1955، پروخوروف و باسوف پمپاژ نوری یک سیستم چند سطحی را به عنوان روشی برای به دست آوردن وارونگی جمعیت، که بعداً روش اصلی پمپاژ لیزری بود، پیشنهاد کردند.

تاونز گزارش می دهد که چندین فیزیکدان برجسته - از جمله نیلز بور ، جان فون نویمان ، و لولین توماس - استدلال کردند که میزر اصل عدم قطعیت هایزنبرگ را نقض کرده است و بنابراین نمی تواند کار کند. دیگرانی مانند ایسیدور رابی و پلیکارپ کوش انتظار داشتند که این کار غیرعملی باشد و ارزش تلاش را نداشته باشد. [36] در سال 1964 چارلز اچ. تاونز، نیکولای باسوف و الکساندر پروخوروف جایزه نوبل فیزیک را برای کارهای اساسی در زمینه الکترونیک کوانتومی، که منجر به ساخت نوسانگرها و تقویت کننده‌ها بر اساس لیزر میزر شده است، دریافت کردند. اصل".

لیزر

در آوریل 1957، مهندس ژاپنی Jun-ichi Nishizawa مفهوم " میزر نوری نیمه هادی " را در یک درخواست ثبت اختراع پیشنهاد کرد. [37]

در همان سال، چارلز اچ. تاونز و آرتور لئونارد شاولو، که در آن زمان در آزمایشگاه‌های بل شرکت داشتند ، مطالعه جدی در مورد «میزرهای نوری» مادون قرمز آغاز کردند. با توسعه ایده ها، آنها تابش مادون قرمز را کنار گذاشتند تا به جای آن بر نور مرئی متمرکز شوند . در سال 1958، آزمایشگاه های بل یک درخواست ثبت اختراع برای میزر نوری پیشنهادی خود ثبت کردند. و شاولو و تاونز دست نوشته ای از محاسبات نظری خود را به Physical Review ارائه کردند که در سال 1958 منتشر شد. [38]

نوت بوک لیزری: صفحه اول دفترچه یادداشت که در آن گوردون گولد مخفف LASER را ابداع کرد و عناصر مورد نیاز برای ساخت آن را شرح داد. متن دست‌نوشته: "برخی محاسبات تقریبی در مورد امکان‌سنجی / لیزر: تقویت نور توسط تحریک شده / انتشار تشعشع. / تصور کنید لوله‌ای که با صافی نوری خاتمه یافته است / [طرح یک لوله] / آینه‌های موازی تا حدی منعکس‌کننده..."

به طور همزمان، گوردون گولد، دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه کلمبیا، در حال کار بر روی یک پایان نامه دکترا در مورد سطوح انرژی تالیم برانگیخته بود . وقتی گولد و تاونز ملاقات کردند، آنها از انتشار تشعشع به عنوان یک موضوع کلی صحبت کردند. پس از آن، در نوامبر 1957، گولد ایده های خود را برای "لیزر"، از جمله استفاده از یک تشدید کننده باز (که بعداً جزء ضروری دستگاه لیزر بود) یادداشت کرد. علاوه بر این، در سال 1958، پروخوروف به طور مستقل با استفاده از یک رزوناتور باز، اولین ظاهر منتشر شده از این ایده را پیشنهاد کرد. در همین حال، شاولو و تاونز تصمیم به طراحی لیزری با تشدید باز گرفته بودند - ظاهراً از انتشارات پروخوروف و کارهای لیزری منتشر نشده گولد بی اطلاع بودند.

در کنفرانسی در سال 1959، گوردون گولد برای اولین بار نام اختصاری "LASER" را در مقاله The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation منتشر کرد . [39] [15] هدف گولد این بود که کلمات اختصاری مختلف "-ASER" باید برای بخش‌های مختلف طیف استفاده شود: "XASER" برای اشعه ایکس، "UVASER" برای اشعه ماوراء بنفش، و غیره. "LASER" در نهایت تبدیل به عمومی شد. اصطلاح برای دستگاه‌های غیر مایکروویو، اگرچه «RASER» به طور خلاصه برای نشان دادن دستگاه‌های منتشرکننده فرکانس رادیویی محبوب بود.

یادداشت های گولد شامل کاربردهای احتمالی لیزر مانند طیف سنجی ، تداخل سنجی ، رادار و همجوشی هسته ای بود . او به توسعه این ایده ادامه داد و در آوریل 1959 یک درخواست ثبت اختراع ارائه کرد . اداره ثبت اختراع و علائم تجاری ایالات متحده ( USPTO) درخواست او را رد کرد و در سال 1960 یک حق اختراع به آزمایشگاه بل اعطا کرد. اعتبار علمی و پول به عنوان مخاطرات. گولد اولین اختراع کوچک خود را در سال 1977 به دست آورد، اما تا سال 1987 بود که اولین پیروزی مهم در دعوای حقوقی ثبت اختراع را به دست آورد، زمانی که یک قاضی فدرال به USPTO دستور داد تا برای گولد برای دستگاه های لیزری با پمپ نوری و تخلیه گاز، پتنت صادر کند . مسئله چگونگی تعیین اعتبار برای اختراع لیزر توسط مورخان حل نشده باقی مانده است. [40]

در 16 مه 1960، تئودور اچ میمن اولین لیزر کارآمد [41] [42] را در آزمایشگاه های تحقیقاتی هیوز ، مالیبو، کالیفرنیا، پیش از چندین تیم تحقیقاتی، از جمله تیم های تاونز، در دانشگاه کلمبیا ، آرتور ال. شاولو ، اجرا کرد. در آزمایشگاه های بل ، [43] [ صفحه مورد نیاز ] و گولد، در شرکت TRG (گروه تحقیقات فنی). لیزر کاربردی Maiman از یک کریستال یاقوت مصنوعی با پمپ فلاش برای تولید نور لیزر قرمز با طول موج 694 نانومتر استفاده کرد. این دستگاه به دلیل طرح پمپاژ سه سطحی آن، تنها قادر به کار پالسی بود. در اواخر همان سال، فیزیکدان ایرانی ، علی جوان، ویلیام آر. بنت جونیور ، و دونالد آر. هریوت ، اولین لیزر گازی را با استفاده از هلیوم و نئون ساختند که قادر به کار مداوم در مادون قرمز بود (اختراع ایالات متحده 3,149,290). بعدها، جوان جایزه جهانی علم آلبرت انیشتین را در سال 1993 دریافت کرد. در سال 1962، رابرت ان. هال اولین لیزر نیمه هادی را نشان داد که از آرسنید گالیم ساخته شده بود و در نوار نزدیک به مادون قرمز طیف در 850 نانومتر منتشر می شد. در اواخر همان سال، نیک هولونیاک جونیور اولین لیزر نیمه هادی را با گسیل مرئی به نمایش گذاشت. این اولین لیزر نیمه هادی فقط در عملیات پرتو پالسی و زمانی که تا دمای نیتروژن مایع (77 کلوین) خنک شود، قابل استفاده است. در سال 1970، ژورس آلفروف ، در اتحاد جماهیر شوروی، و ایزو هایاشی و مورتون پانیش از آزمایشگاه‌های بل نیز به طور مستقل لیزرهای دایود با دمای اتاق را با استفاده از ساختار هتروجانکشن توسعه دادند .

نوآوری های اخیر

نموداری که تاریخچه حداکثر شدت پالس لیزر را از سال 1960 نشان می دهد

از دوره اولیه تاریخ لیزر، تحقیقات لیزر انواع مختلفی از لیزرهای پیشرفته و تخصصی را تولید کرده است که برای اهداف عملکردی مختلف بهینه شده اند، از جمله:

و این تحقیقات تا امروز ادامه دارد.

در سال 2015، محققان یک لیزر سفید ساختند که نور آن توسط یک نانو ورقه مصنوعی ساخته شده از روی، کادمیوم، گوگرد و سلنیوم تنظیم می‌شود که می‌تواند نور قرمز، سبز و آبی را در نسبت‌های مختلف ساطع کند و هر طول موج آن 191 نانومتر است. [44] [45] [46]

در سال 2017، محققان دانشگاه صنعتی دلفت یک لیزر مایکروویو اتصال AC Josephson را نشان دادند . [47] از آنجایی که لیزر در رژیم ابررسانا عمل می کند، نسبت به سایر لیزرهای مبتنی بر نیمه هادی پایدارتر است. این دستگاه قابلیت کاربرد در محاسبات کوانتومی را دارد . [48] ​​در سال 2017، محققان دانشگاه فنی مونیخ کوچکترین لیزر قفل کننده حالت را نشان دادند که قادر به انتشار جفت پالس لیزری پیکوثانیه قفل فاز با فرکانس تکرار تا 200 گیگاهرتز بود. [49]

در سال 2017، محققان Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)، همراه با محققان آمریکایی از JILA ، مؤسسه مشترک مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) و دانشگاه کلرادو بولدر ، با توسعه یک رکورد جهانی رکورد جدیدی را ثبت کردند. لیزر فیبر دوپ شده با اربیوم با پهنای خط تنها 10  میلی هرتز. [50] [51]

انواع و اصول عملیاتی

طول موج لیزرهای تجاری موجود انواع لیزر با خطوط لیزر متمایز در بالای نوار طول موج نشان داده شده است، در حالی که در زیر لیزرهایی که می توانند در یک محدوده طول موج منتشر کنند نشان داده شده است. رنگ، نوع ماده لیزر را مشخص می کند (برای جزئیات بیشتر به توضیحات شکل مراجعه کنید).

لیزرهای گازی

پس از اختراع لیزر گازی HeNe، بسیاری از گازهای تخلیه شده دیگر یافت شده اند که نور را به طور منسجم تقویت می کنند. لیزرهای گازی با استفاده از گازهای مختلف برای اهداف بسیاری ساخته شده و مورد استفاده قرار می گیرند. لیزر هلیوم-نئون (HeNe) می تواند در طول موج های مختلف کار کند، با این حال، اکثریت قریب به اتفاق برای لیزر در 633 نانومتر طراحی شده اند. این لیزرهای نسبتا کم هزینه اما بسیار منسجم در آزمایشگاه های تحقیقاتی و آموزشی نوری بسیار رایج هستند. لیزرهای تجاری دی اکسید کربن (CO 2 ) می توانند صدها وات را در یک حالت فضایی ساطع کنند که می تواند در یک نقطه کوچک متمرکز شود. این انتشار در مادون قرمز حرارتی در 10.6 میکرومتر است. چنین لیزرهایی به طور مرتب در صنعت برای برش و جوش استفاده می شود. راندمان لیزر CO 2 به طور غیرعادی بالا است: بیش از 30٪. [52] لیزرهای آرگون یون می توانند در چندین انتقال لیزر بین 351 و 528.7 نانومتر عمل کنند. بسته به طراحی نوری، یک یا چند مورد از این انتقال ها می تواند به طور همزمان لیزر شود. متداول ترین خطوط مورد استفاده 458 نانومتر، 488 نانومتر و 514.5 نانومتر هستند. لیزر تخلیه الکتریکی عرضی نیتروژن در گاز در فشار اتمسفر (TEA) یک لیزر گازی ارزان قیمت است که اغلب توسط علاقه مندان ساخته می شود و نور UV نسبتاً نامنسجمی را در 337.1 نانومتر تولید می کند. [53] لیزرهای یون فلزی لیزرهای گازی هستند که طول موج های فرابنفش عمیق تولید می کنند . هلیوم نقره (HeAg) 224 نانومتر و نئون مس (NeCu) 248 نانومتر دو نمونه هستند. مانند تمام لیزرهای گازی کم فشار، رسانه بهره این لیزرها دارای پهنای خط نوسانی کاملاً باریک ، کمتر از 3 گیگاهرتز (0.5 پیکومتر ) است، [54] که آنها را کاندیدای استفاده در طیف‌سنجی رامان سرکوب شده با فلورسانس می‌کند .

لیزر بدون حفظ محیط برانگیخته به وارونگی جمعیت در سال 1992 در گاز سدیم و بار دیگر در سال 1995 در گاز روبیدیم توسط تیم های مختلف بین المللی نشان داده شد . [55] [56] [ صفحه مورد نیاز ] این کار با استفاده از یک میزر خارجی برای القای "شفافیت نوری" در محیط با معرفی و تداخل مخرب در انتقال الکترون های زمینی بین دو مسیر انجام شد، به طوری که احتمال جذب الکترون های زمینی وجود داشت. انرژی لغو شده است

لیزرهای شیمیایی

لیزرهای شیمیایی توسط یک واکنش شیمیایی انرژی می گیرند که اجازه می دهد مقدار زیادی انرژی به سرعت آزاد شود. چنین لیزرهای بسیار پرقدرتی به ویژه مورد توجه ارتش هستند، با این حال لیزرهای شیمیایی موج پیوسته در سطوح توان بسیار بالا، که توسط جریان گازها تغذیه می شوند، توسعه یافته اند و کاربردهای صنعتی دارند. به عنوان مثال، در لیزر هیدروژن فلوراید (2700-2900 نانومتر) و لیزر فلوراید دوتریوم (3800 نانومتر) واکنش ترکیبی از گاز هیدروژن یا دوتریوم با محصولات احتراق اتیلن در تری فلوراید نیتروژن است .

لیزرهای اگزایمر

لیزرهای اکسایمر نوع خاصی از لیزر گازی هستند که با تخلیه الکتریکی تغذیه می‌شوند که در آن محیط لیزر یک اگزایمر یا به‌طور دقیق‌تر یک نمونه در طرح‌های موجود است. اینها مولکولهایی هستند که فقط می توانند با یک اتم در حالت الکترونیکی برانگیخته وجود داشته باشند . هنگامی که مولکول انرژی تحریک خود را به فوتون منتقل می کند، اتم های آن دیگر به یکدیگر متصل نمی شوند و مولکول متلاشی می شود. این امر به شدت جمعیت حالت انرژی پایین را کاهش می دهد و بنابراین وارونگی جمعیت را تا حد زیادی تسهیل می کند. اگزایمرهایی که در حال حاضر استفاده می شوند همه ترکیبات گاز نجیب هستند . گازهای نجیب از نظر شیمیایی بی اثر هستند و فقط در حالت برانگیخته می توانند ترکیباتی را تشکیل دهند. لیزرهای اگزایمر معمولاً در طول موج های فرابنفش با کاربردهای عمده ای از جمله فوتولیتوگرافی نیمه هادی و جراحی لیزیک چشم عمل می کنند. مولکول‌های اگزایمر رایج شامل ArF (گسیل در 193 نانومتر)، KrCl (222 نانومتر)، KrF (248 نانومتر)، XeCl (308 نانومتر) و XeF (351 نانومتر) هستند. [57] [ صفحه مورد نیاز ] لیزر فلوئور مولکولی که در 157 نانومتر در خلاء فرابنفش ساطع می‌شود، گاهی اوقات به عنوان لیزر اگزایمر نامیده می‌شود، با این حال، به نظر می‌رسد که این نام اشتباه باشد زیرا F2 یک ترکیب پایدار است.

لیزرهای حالت جامد

یک FASOR 50 W ، بر اساس لیزر Nd:YAG، مورد استفاده در محدوده نوری Starfire

لیزرهای حالت جامد از یک میله کریستالی یا شیشه‌ای استفاده می‌کنند که با یون‌هایی که حالت‌های انرژی مورد نیاز را فراهم می‌کنند، "دوپ" شده است. به عنوان مثال، اولین لیزر کارآمد، یک لیزر یاقوت بود که از یاقوت ( کروم دوپ شده با کروم ) ساخته شده بود. وارونگی جمعیت در ناخالصی حفظ می شود. این مواد به صورت نوری با استفاده از طول موج کوتاه‌تر از طول موج لیزر، اغلب از یک لوله فلاش یا لیزر دیگر پمپ می‌شوند. استفاده از اصطلاح "حالت جامد" در فیزیک لیزر نسبت به استفاده معمولی محدودتر است. لیزرهای نیمه هادی (دیودهای لیزری) معمولاً به عنوان لیزرهای حالت جامد شناخته نمی شوند.

نئودیمیم یک ماده ناخالص رایج در کریستال های مختلف لیزر حالت جامد است، از جمله ایتریم ارتووانادات ( Nd:YVO4 ) ، ایتریم لیتیوم فلوراید ( Nd:YLF ) و گارنت آلومینیوم ایتریوم ( Nd:YAG ). همه این لیزرها می توانند توان بالایی در طیف مادون قرمز در 1064 نانومتر تولید کنند. از آنها برای برش، جوشکاری و علامت گذاری فلزات و سایر مواد و همچنین در طیف سنجی و پمپاژ لیزرهای رنگی استفاده می شود . فرکانس این لیزرها معمولاً دو ، سه یا چهار برابر می شود تا به ترتیب پرتوهای 532 نانومتر (سبز، مرئی)، 355 نانومتر و 266 نانومتر ( UV ) تولید کنند. لیزرهای حالت جامد پمپ شده با دیود دو برابر فرکانس (DPSS) برای ساخت نشانگرهای لیزری سبز روشن استفاده می شود.

ایتربیوم ، هولمیوم ، تولیوم ، و اربیوم دیگر "مصرف کننده های" رایج در لیزرهای حالت جامد هستند. [58] [ صفحه مورد نیاز ] ایتربیوم در کریستال هایی مانند Yb:YAG، Yb:KGW، Yb:KYW، Yb:SYS، Yb:BOYS، Yb:CaF 2 استفاده می شود که معمولاً در حدود 1020-1050 نانومتر کار می کنند. آنها به دلیل نقص کوانتومی کوچک به طور بالقوه بسیار کارآمد و پرقدرت هستند. با Yb:YAG می توان به قدرت های بسیار بالا در پالس های فوق کوتاه دست یافت. کریستال های YAG دوپ شده با هولمیوم در 2097 نانومتر ساطع می کنند و یک لیزر کارآمد را تشکیل می دهند که در طول موج های مادون قرمز به شدت توسط بافت های حامل آب جذب می شود. Ho-YAG معمولاً در حالت پالس عمل می‌کند و از دستگاه‌های جراحی فیبر نوری عبور می‌کند تا مفاصل را مجدداً ظاهر کند، پوسیدگی دندان‌ها را پاک کند، سرطان‌ها را تبخیر کند و سنگ‌های کلیه و صفرا را پودر کند.

یاقوت کبود دوپ شده با تیتانیوم ( Ti:sapphire ) یک لیزر مادون قرمز بسیار قابل تنظیم تولید می کند که معمولاً برای طیف سنجی استفاده می شود . همچنین برای استفاده به عنوان لیزری با حالت قفل که پالس های فوق کوتاه با حداکثر توان بسیار بالا تولید می کند، قابل توجه است .

محدودیت های حرارتی در لیزرهای حالت جامد از قدرت پمپ تبدیل نشده که محیط را گرم می کند ناشی می شود. این گرما، هنگامی که با ضریب حرارتی نوری بالا (d n / d T ) همراه شود می تواند باعث ایجاد لنز حرارتی و کاهش بازده کوانتومی شود. لیزرهای دیسک نازک پمپ شده با دیود با داشتن یک محیط افزایشی که بسیار نازکتر از قطر پرتو پمپ است، بر این مشکلات غلبه می کنند. این اجازه می دهد تا دمای یکنواخت تری در مواد ایجاد شود. نشان داده شده است که لیزرهای دیسک نازک پرتوهایی تا یک کیلووات تولید می کنند. [59]

لیزرهای فیبر

لیزرهای حالت جامد یا تقویت کننده های لیزری که در آن نور به دلیل بازتاب کلی داخلی در یک فیبر نوری تک حالت هدایت می شود، در عوض لیزر فیبر نامیده می شوند . هدایت نور به نواحی بهره بسیار طولانی اجازه می دهد تا شرایط خنک کننده خوبی را فراهم کنند. الیاف دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که امکان خنک سازی کارآمد را فراهم می کند. علاوه بر این، خواص هدایت موج فیبر تمایل به کاهش اعوجاج حرارتی پرتو دارد. یون های اربیوم و ایتربیوم از گونه های فعال رایج در چنین لیزرهایی هستند.

اغلب، لیزر فیبر به عنوان یک فیبر دو لایه طراحی می شود . این نوع الیاف از یک هسته فیبر، یک روکش داخلی و یک روکش خارجی تشکیل شده است. شاخص سه لایه متحدالمرکز به گونه ای انتخاب می شود که هسته فیبر به عنوان یک فیبر تک حالته برای انتشار لیزر عمل می کند در حالی که روکش خارجی به عنوان یک هسته بسیار چند حالته برای لیزر پمپ عمل می کند. این به پمپ اجازه می‌دهد تا مقدار زیادی نیرو را به داخل و از طریق منطقه فعال هسته داخلی منتشر کند، در حالی که همچنان دارای دیافراگم عددی بالا (NA) برای داشتن شرایط پرتاب آسان است.

با ایجاد یک لیزر دیسک فیبر یا مجموعه ای از این لیزرها می توان از نور پمپ به طور موثرتری استفاده کرد .

لیزرهای فیبر، مانند سایر رسانه های نوری، زمانی که در معرض تابش با طول موج های خاص قرار می گیرند، می توانند از اثرات تاریک شدن نور رنج ببرند. به طور خاص، این می تواند منجر به تخریب مواد و از بین رفتن عملکرد لیزر در طول زمان شود. علل و اثرات دقیق این پدیده از ماده ای به ماده دیگر متفاوت است، اگرچه اغلب شامل تشکیل مراکز رنگی است . [60]

لیزر کریستال فوتونیک

لیزرهای کریستال فوتونیک لیزرهایی مبتنی بر ساختارهای نانویی هستند که محصور شدن حالت و ساختار تراکم حالت های نوری (DOS) مورد نیاز برای انجام بازخورد را فراهم می کنند. [ توضیحات مورد نیاز ] آنها به اندازه میکرومتر معمولی هستند [ مشکوک - بحث ] و قابل تنظیم بر روی نوارهای بلورهای فوتونی هستند. [61] [ توضیحات لازم است ]

لیزرهای نیمه هادی

یک دیود لیزری تجاری 5.6 میلی متری با قوطی بسته، مانند آنهایی که در پخش کننده CD یا DVD استفاده می شود

لیزرهای نیمه هادی دیودهایی هستند که به صورت الکتریکی پمپ می شوند. نوترکیب الکترون ها و حفره های ایجاد شده توسط جریان اعمال شده، بهره نوری را معرفی می کند. انعکاس از انتهای کریستال یک تشدید کننده نوری را تشکیل می دهد، اگرچه تشدید کننده می تواند در برخی طرح ها خارج از نیمه هادی باشد.

دیودهای لیزر تجاری در طول موج های 375 نانومتر تا 3500 نانومتر ساطع می کنند. [62] دیودهای لیزری با توان کم تا متوسط ​​در نشانگرهای لیزری ، چاپگرهای لیزری و پخش‌کننده‌های CD/DVD استفاده می‌شوند . دیودهای لیزر نیز اغلب برای پمپاژ نوری لیزرهای دیگر با راندمان بالا استفاده می شوند. پرقدرت ترین دیودهای لیزر صنعتی تا توان 20 کیلووات در صنعت برای برشکاری و جوشکاری استفاده می شود. [63] لیزرهای نیمه هادی حفره خارجی دارای یک محیط نیمه هادی فعال در یک حفره بزرگتر هستند. این دستگاه‌ها می‌توانند خروجی‌های توان بالا با کیفیت پرتو خوب، تابش با عرض خط باریک قابل تنظیم با طول موج ، یا پالس‌های لیزری فوق کوتاه تولید کنند.

در سال 2012، Nichia و OSRAM دیودهای لیزری سبز پرقدرت تجاری (515/520 نانومتر) را توسعه و تولید کردند که با لیزرهای حالت جامد پمپ شده با دیود سنتی رقابت می کند. [64] [65]

لیزرهای ساطع کننده سطح حفره عمودی ( VCSELs ) لیزرهای نیمه هادی هستند که جهت انتشار آنها عمود بر سطح ویفر است. دستگاه های VCSEL معمولاً پرتو خروجی دایره ای بیشتری نسبت به دیودهای لیزر معمولی دارند. از سال 2005، تنها VCSEL های 850 نانومتری به طور گسترده در دسترس هستند، با VCSEL های 1300 نانومتری که شروع به تجاری شدن کرده اند، [66] و دستگاه های 1550 نانومتری منطقه تحقیقاتی هستند. VECSELها VCSELهایی با حفره خارجی هستند. لیزرهای آبشاری کوانتومی، لیزرهای نیمه هادی هستند که دارای یک انتقال فعال بین زیر باندهای انرژی یک الکترون در ساختاری حاوی چندین چاه کوانتومی هستند .

توسعه لیزر سیلیکونی در زمینه محاسبات نوری مهم است . سیلیکون ماده انتخابی برای مدارهای مجتمع است و بنابراین قطعات الکترونیکی و فوتونیک سیلیکونی (مانند اتصالات نوری ) می توانند بر روی یک تراشه ساخته شوند. متأسفانه، سیلیکون یک ماده لیزری دشوار برای مقابله با آن است، زیرا دارای خواص خاصی است که مانع از لیزر می شود. با این حال، اخیرا تیم‌ها لیزرهای سیلیکونی را از طریق روش‌هایی مانند ساخت مواد لیزری از سیلیکون و سایر مواد نیمه‌رسانا، مانند فسفید ایندیم (III) یا آرسنید گالیم (III) تولید کرده‌اند ، موادی که اجازه می‌دهند نور منسجم از سیلیکون تولید شود. به این لیزرهای سیلیکونی هیبریدی می گویند . تحولات اخیر همچنین استفاده از لیزرهای نانوسیمی یکپارچه یکپارچه را مستقیماً بر روی سیلیکون برای اتصالات نوری نشان داده است که راه را برای کاربردهای سطح تراشه هموار می کند. [67] این لیزرهای نانوسیم ناهم ساختاری که قادر به اتصالات نوری در سیلیکون هستند همچنین قادر به انتشار جفت پالس های پیکوثانیه قفل فاز با فرکانس تکرار تا 200 گیگاهرتز هستند که امکان پردازش سیگنال نوری روی تراشه را فراهم می کند. [49] نوع دیگر لیزر رامان است که از پراکندگی رامان برای تولید لیزر از موادی مانند سیلیکون استفاده می کند .

لیزرهای رنگی

نمای نزدیک از لیزر رنگی رومیزی مبتنی بر رودامین 6G

لیزرهای رنگی از یک رنگ آلی به عنوان محیط افزایش استفاده می کنند. طیف وسیع بهره رنگ های موجود یا مخلوطی از رنگ ها، به این لیزرها اجازه می دهد تا قابلیت تنظیم بالایی داشته باشند یا پالس هایی با مدت زمان بسیار کوتاه ( در حد چند فمتوثانیه ) تولید کنند. اگرچه این لیزرهای قابل تنظیم عمدتاً به شکل مایع خود شناخته می شوند، محققان همچنین انتشار قابل تنظیم با پهنای خط باریک را در پیکربندی های نوسانگر پراکنده نشان داده اند که دارای رسانه های افزایش رنگ حالت جامد است. در رایج ترین شکل خود، این لیزرهای رنگی حالت جامد از پلیمرهای رنگی به عنوان رسانه لیزری استفاده می کنند.

لیزرهای حباب، لیزرهای رنگی هستند که از حباب به عنوان تشدید کننده نوری استفاده می کنند. حالت های زمزمه گالری در حباب یک طیف خروجی متشکل از صدها قله با فاصله مساوی ایجاد می کند. یک شانه فرکانس . فاصله حالت‌های گالری پچ پچ مستقیماً با محیط حباب مرتبط است و به لیزرهای حباب اجازه می‌دهد تا به عنوان حسگرهای فشار بسیار حساس استفاده شوند. [68]

لیزرهای الکترون آزاد

لیزر الکترون آزاد FELIX در موسسه FOM برای فیزیک پلاسما Rijnhuizen، Nieuwegein

لیزرهای الکترون آزاد (FEL) تشعشعات منسجم و پرقدرتی را تولید می‌کنند که به‌طور گسترده قابل تنظیم است و در حال حاضر در طول موج از امواج مایکروویو تا تابش تراهرتز و مادون قرمز تا طیف مرئی تا اشعه ایکس نرم متغیر است. آنها وسیع ترین محدوده فرکانس را در بین هر نوع لیزری دارند. در حالی که پرتوهای FEL دارای ویژگی های نوری مشابهی با سایر لیزرها هستند، مانند تابش منسجم، عملکرد FEL کاملاً متفاوت است. بر خلاف لیزرهای گاز، مایع یا حالت جامد که به حالت‌های اتمی یا مولکولی محدود متکی هستند، FELها از یک پرتو الکترونی نسبیتی به عنوان رسانه لیزر استفاده می‌کنند، از این رو اصطلاح الکترون آزاد نامیده می‌شود .

رسانه های عجیب و غریب

پیگیری یک لیزر با انرژی کوانتومی بالا با استفاده از انتقال بین حالت های ایزومر یک هسته اتم موضوع تحقیقات دانشگاهی گسترده ای از اوایل دهه 1970 بوده است. بسیاری از این موارد در سه مقاله مروری خلاصه شده است. [69] [70] [71] این تحقیق در گستره بین المللی بوده اما عمدتاً در اتحاد جماهیر شوروی سابق و ایالات متحده مستقر است. در حالی که بسیاری از دانشمندان خوش‌بین هستند که پیشرفتی نزدیک است، یک لیزر پرتو گاما عملیاتی هنوز محقق نشده است. [72]

برخی از مطالعات اولیه به سمت پالس های کوتاه نوترون هایی بود که حالت ایزومر بالایی را در یک جامد برانگیختند، بنابراین انتقال پرتو گاما می تواند از باریک شدن خط اثر Mössbauer بهره مند شود . [73] [ صفحه مورد نیاز ] [74] در ارتباط، چندین مزیت از پمپاژ دو مرحله ای یک سیستم سه سطحی انتظار می رفت. [75] حدس زده شد که هسته یک اتم، جاسازی شده در میدان نزدیک یک ابر الکترونی نوسانی منسجم با لیزر، میدان دوقطبی بزرگتری را نسبت به لیزر محرک تجربه خواهد کرد. [76] [77] علاوه بر این، غیرخطی بودن ابر نوسانی هم هارمونیک مکانی و هم زمانی ایجاد می‌کند، بنابراین انتقال‌های هسته‌ای با چند قطبی بالاتر نیز می‌توانند در مضرب فرکانس لیزر هدایت شوند. [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84]

در سپتامبر 2007، بی بی سی نیوز گزارش داد که حدس و گمان هایی در مورد امکان استفاده از نابودی پوزیترونیوم برای هدایت یک لیزر پرتو گاما بسیار قدرتمند وجود دارد . [85] دیوید کسیدی از دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید پیشنهاد کرد که می‌توان از یک چنین لیزری برای احتراق یک واکنش همجوشی هسته‌ای استفاده کرد و جایگزین صدها لیزری شد که در حال حاضر در آزمایش‌های همجوشی محبوس اینرسی استفاده می‌شوند . [85]

لیزرهای پرتو ایکس مبتنی بر فضا که توسط انفجار هسته ای پمپ می شوند نیز به عنوان سلاح های ضد موشکی پیشنهاد شده اند. [۸۶] [۸۷] چنین وسایلی سلاح‌های تک‌تاپه هستند.

از سلول های زنده برای تولید نور لیزر استفاده شده است. [۸۸] [۸۹] سلول‌ها برای تولید پروتئین فلورسنت سبز ، که به عنوان محیط افزایش لیزر عمل می‌کرد، مهندسی ژنتیکی شدند. سپس سلول ها بین دو آینه به عرض 20 میکرومتر قرار گرفتند که نقش حفره لیزر را ایفا می کردند. هنگامی که سلول با نور آبی روشن شد، نور لیزر سبز به شدت هدایت شده از آن ساطع شد.

لیزرهای طبیعی

مانند میزرهای اخترفیزیکی ، گازهای سیاره ای یا ستاره ای تابیده شده ممکن است نور را تقویت کنند که یک لیزر طبیعی تولید می کند. [90] مریخ ، [91] زهره و MWC 349 این پدیده را نشان می دهند.

استفاده می کند

اندازه لیزرها از لیزرهای دیود میکروسکوپی ( بالا ) با کاربردهای متعدد گرفته تا لیزرهای شیشه ای نئودیمیم با اندازه زمین فوتبال (پایین) که برای همجوشی محصور اینرسی ، تحقیقات سلاح های هسته ای و سایر آزمایش های فیزیک با چگالی انرژی بالا استفاده می شود.

هنگامی که لیزر در سال 1960 اختراع شد، آنها را "راه حلی به دنبال یک مشکل" نامیدند. [92] از آن زمان، آنها همه جا حاضر شدند و در هزاران کاربرد بسیار متنوع در هر بخش از جامعه مدرن، از جمله لوازم الکترونیکی مصرفی ، فناوری اطلاعات، علم، پزشکی، صنعت، اجرای قانون ، سرگرمی، و ارتش کاربرد پیدا کردند . ارتباط فیبر نوری با استفاده از لیزر یک فناوری کلیدی در ارتباطات مدرن است که به خدماتی مانند اینترنت اجازه می دهد .

اولین استفاده گسترده از لیزرها، اسکنر بارکد سوپرمارکت بود که در سال 1974 معرفی شد. پخش کننده دیسک لیزری ، که در سال 1978 معرفی شد، اولین محصول مصرفی موفقی بود که شامل لیزر بود، اما پخش کننده دیسک فشرده اولین دستگاه مجهز به لیزر بود که رایج شد. در سال 1982 شروع شد و پس از مدت کوتاهی پرینترهای لیزری تولید شدند .

برخی از کاربردهای دیگر عبارتند از:

در سال 2004، بدون احتساب لیزرهای دیود، تقریباً 131000 لیزر به ارزش 2.19 میلیارد دلار فروخته شد  . [98] در همان سال، تقریباً 733 میلیون لیزر دیود به ارزش 3.20 میلیارد دلار آمریکا  فروخته شد. [99]

در پزشکی

لیزرها در پزشکی کاربردهای زیادی دارند، از جمله جراحی لیزر (به ویژه جراحی چشم )، درمان با لیزر (درمان فوتوبومدولاسیون)، درمان سنگ کلیه ، افتالموسکوپی و درمان های زیبایی پوست مانند درمان آکنه ، کاهش سلولیت و استریا ، و رفع موهای زائد .

لیزر برای درمان سرطان با کوچک کردن یا از بین بردن تومورها یا رشد پیش سرطانی استفاده می شود. آنها بیشتر برای درمان سرطان های سطحی که در سطح بدن یا پوشش اندام های داخلی هستند استفاده می شوند. آنها برای درمان سرطان پوست سلول بازال و مراحل اولیه سرطان های دیگر مانند سرطان دهانه رحم ، آلت تناسلی ، واژن ، فرج و سرطان ریه سلول های غیر کوچک استفاده می شوند . لیزر درمانی اغلب با درمان های دیگر مانند جراحی ، شیمی درمانی یا پرتودرمانی ترکیب می شود . گرمادرمانی بینابینی القا شده با لیزر (LITT) یا فتوکوآگولاسیون لیزری بینابینی ، از لیزر برای درمان برخی سرطان ها با استفاده از هیپرترمی استفاده می کند که از گرما برای کوچک کردن تومورها با آسیب رساندن یا کشتن سلول های سرطانی استفاده می کند. لیزرها نسبت به روش های جراحی سنتی دقیق تر هستند و آسیب، درد، خونریزی ، تورم و جای زخم کمتری ایجاد می کنند. یک عیب این است که جراحان باید آموزش های تخصصی کسب کنند و بنابراین احتمالاً گران تر از سایر درمان ها خواهد بود. [100] [101]

به عنوان سلاح

سلاح لیزری لیزری است که به عنوان سلاحی با انرژی هدایت شده استفاده می شود .

سلاح تاکتیکی انرژی بالا آمریکا و اسرائیل برای سرنگونی راکت ها و گلوله های توپخانه استفاده شده است.

سرگرمی ها

در سال های اخیر، برخی از علاقه مندان به لیزر به لیزر علاقه نشان داده اند. لیزرهای مورد استفاده علاقه مندان عموماً از کلاس IIIa یا IIIb هستند (به § ایمنی مراجعه کنید) ، اگرچه برخی از آنها انواع کلاس IV خود را ساخته اند. [102] با این حال، در مقایسه با سایر سرگرمی‌ها، علاقه‌مندان به لیزر به دلیل هزینه و خطرات احتمالی بسیار کمتر رایج هستند. با توجه به هزینه لیزر، برخی از علاقه مندان از ابزارهای ارزان قیمت برای تهیه لیزر استفاده می کنند، مانند نجات دیودهای لیزر از پخش کننده های دی وی دی خراب (قرمز)، پخش کننده های بلوری (بنفش)، یا حتی دیودهای لیزری با قدرت بالاتر از رایترهای سی دی یا دی وی دی . [103]

علاقمندان همچنین از لیزرهای مازاد برگرفته از برنامه های نظامی بازنشسته استفاده کرده و آنها را برای هولوگرافی اصلاح کرده اند . لیزرهای یاقوت پالسی و YAG برای این کاربرد خوب کار می کنند.

نمونه هایی با قدرت

کاربرد لیزر در تصویربرداری اپتیک تطبیقی ​​نجومی

کاربردهای مختلف به لیزرهایی با توان خروجی متفاوت نیاز دارند. لیزرهایی که یک پرتو پیوسته یا یک سری پالس کوتاه تولید می کنند را می توان بر اساس توان متوسط ​​آنها مقایسه کرد. لیزرهایی که پالس تولید می کنند را نیز می توان بر اساس حداکثر توان هر پالس مشخص کرد. اوج توان لیزر پالسی چندین مرتبه بزرگتر از توان متوسط ​​آن است. میانگین توان خروجی همیشه کمتر از توان مصرفی است.

نمونه هایی از سیستم های پالسی با توان پیک بالا:

ایمنی

سمت چپ: نماد هشدار لیزر اروپایی برای لیزرهای کلاس 2 و بالاتر لازم است. سمت راست: برچسب هشدار لیزر ایالات متحده، در این مورد برای لیزر کلاس 3B

حتی اولین لیزر به عنوان بالقوه خطرناک شناخته شد. تئودور میمن اولین لیزر را دارای قدرت یک "ژیلت" توصیف کرد، زیرا می تواند از طریق یک تیغ ژیلت بسوزد . [108] [109] امروزه پذیرفته شده است که حتی لیزرهای کم مصرف با تنها چند میلی وات توان خروجی می تواند برای بینایی انسان خطرناک باشد، زمانی که پرتو مستقیماً یا پس از انعکاس از یک سطح براق به چشم برخورد می کند. در طول موج‌هایی که قرنیه و عدسی می‌توانند به خوبی فوکوس کنند، پیوستگی و واگرایی کم نور لیزر به این معنی است که می‌تواند توسط چشم به نقطه‌ای بسیار کوچک روی شبکیه متمرکز شود که منجر به سوزش موضعی و آسیب دائمی در چند ثانیه یا حتی کمتر می‌شود. زمان

لیزرها معمولاً با یک شماره کلاس ایمنی برچسب گذاری می شوند که مشخص می کند لیزر چقدر خطرناک است:

قدرت های نشان داده شده برای لیزرهای نور مرئی و موج پیوسته است. برای لیزرهای پالسی و طول موج های نامرئی، محدودیت های توان دیگری اعمال می شود. افرادی که با لیزرهای کلاس 3B و کلاس 4 کار می کنند می توانند با عینک های ایمنی که برای جذب نور با طول موج خاص طراحی شده اند از چشمان خود محافظت کنند.

لیزرهای مادون قرمز با طول موج های بیشتر از حدود 1.4  میکرومتر اغلب به عنوان "ایمن برای چشم" شناخته می شوند، زیرا قرنیه تمایل به جذب نور در این طول موج ها دارد و از شبکیه در برابر آسیب محافظت می کند. با این حال، برچسب "ایمن برای چشم" می تواند گمراه کننده باشد، زیرا فقط برای پرتوهای موج پیوسته نسبتا کم توان اعمال می شود. لیزر پرتوان یا سوئیچ کیو در این طول موج ها می تواند قرنیه را بسوزاند و باعث آسیب شدید چشم شود و حتی لیزرهای با توان متوسط ​​می تواند به چشم آسیب برساند.

لیزرها می توانند برای هوانوردی غیرنظامی و نظامی خطرآفرین باشند، زیرا ممکن است خلبانان را به طور موقت منحرف یا کور کنند. برای اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع، لیزر و ایمنی هوانوردی را ببینید .

دوربین‌های مبتنی بر دستگاه‌های متصل به شارژ ممکن است نسبت به چشم‌های بیولوژیکی به آسیب لیزر حساس‌تر باشند. [110]

همچنین ببینید

مراجع

  1. ↑ تیلور، نیک (2000). لیزر: مخترع، برنده جایزه نوبل، و جنگ سی ساله ثبت اختراع . سیمون و شوستر . ص 66. شابک 978-0684835150.
  2. ^ راس تی.، آدام؛ بکر جی، دانیل (2001). مجموعه مقالات جراحی لیزری: خصوصیات پیشرفته، درمانی و سیستم ها. جاسوس . ص 396. شابک 978-0-8194-3922-2.
  3. ↑ «دسامبر ۱۹۵۸: اختراع لیزر». aps.org ​بایگانی شده از نسخه اصلی در 10 دسامبر 2021 . بازبینی شده در 27 ژانویه 2022 .
  4. ↑ "منابع نیمه هادی: لیزر به علاوه فسفر نور سفید را بدون افتادگی ساطع می کند". 7 نوامبر 2013. بایگانی شده از نسخه اصلی در 13 ژوئن 2016 . بازبینی شده در 4 فوریه 2019 .
  5. ↑ "نورپردازی لیزری: لیزرهای با نور سفید، LED ها را در کاربردهای روشنایی جهت دار به چالش می کشند". 22 فوریه 2017. بایگانی شده از نسخه اصلی در 7 فوریه 2019 . بازبینی شده در 4 فوریه 2019 .
  6. ↑ «چگونه چراغ های جلوی لیزری کار می کنند». 7 نوامبر 2011. بایگانی شده از نسخه اصلی در 16 نوامبر 2011 . بازبینی شده در 4 فوریه 2019 .
  7. ↑ "نور لیزری برای چراغ های جلو: آخرین روند در روشنایی خودرو | OSRAM Automotive". بایگانی شده از نسخه اصلی در ۷ فوریه ۲۰۱۹ . بازبینی شده در 4 فوریه 2019 .
  8. ↑ هیلبرون، جان ال. (27 مارس 2003). همراه آکسفورد در تاریخ علم مدرن . انتشارات دانشگاه آکسفورد ص 447. شابک 978-0-19-974376-6.
  9. ↑ برتولوتی، ماریو (1 اکتبر 2004). تاریخچه لیزر . CRC را فشار دهید . ص 215، 218-219. شابک 978-1-4200-3340-3.
  10. ↑ McAulay، Alastair D. (31 مه 2011). فناوری لیزر نظامی برای دفاع: فناوری برای انقلابی کردن جنگ قرن 21 . جان وایلی و پسران ص 127. شابک 978-0-470-25560-5.
  11. ↑ رنک، کارل اف (۹ فوریه ۲۰۱۲). مبانی فیزیک لیزر: برای دانشجویان علوم و مهندسی . Springer Science & Business Media . ص 4. ISBN 978-3-642-23565-8.
  12. ^ "LASE". دیکشنری کالینز بازبینی شده در 6 ژانویه 2024 .
  13. ^ "LASING". دیکشنری کالینز بازبینی شده در 6 ژانویه 2024 .
  14. ↑ Strelnitski، Vladimir (1997). "مزرها، لیزرها و رسانه بین ستاره ای". اخترفیزیک و علوم فضایی . 252 : 279-287. Bibcode :1997Ap&SS.252..279S. doi :10.1023/A:1000892300429. S2CID  115181195.
  15. ^ abc چو، استیون ؛ تاونز، چارلز (2003). "آرتور شاولو". در Edward P. Lazear (ed.). خاطرات بیوگرافی. جلد 83. آکادمی ملی علوم. ص 202. شابک 978-0-309-08699-8.
  16. ↑ الامری، محمد د. الگوماتی، محمد؛ زبیری، م سهیل (۲۱ آذر ۱۳۹۵). اپتیک در زمان ما اسپرینگر ​ص 76. شابک 978-3-319-31903-2.
  17. ↑ هچت، جف (۲۷ دسامبر ۲۰۱۸). درک لیزر: راهنمای سطح ورودی . جان وایلی و پسران ص 201. شابک 978-1-119-31064-8.
  18. ↑ فیزیک مفهومی ، پل هویت، 2002
  19. ↑ زیگمن، آنتونی ای. (1986). لیزرها . کتب علوم دانشگاهی ص 2. ISBN 978-0-935702-11-8.
  20. ^ Pearsall 2020، ص. 276=285.
  21. ↑ پیرسال، توماس (2010). Photonics Essentials، ویرایش دوم. مک گراو هیل. شابک 978-0-07-162935-5. بایگانی‌شده از نسخه اصلی در ۱۷ اوت ۲۰۲۱ . بازبینی شده در 23 فوریه 2021 .
  22. ↑ زیگمن، آنتونی ای. (1986). لیزرها . کتب علوم دانشگاهی ص 4. ISBN 978-0-935702-11-8.
  23. ↑ واکر، جرل (ژوئن ۱۹۷۴). "لیزر نیتروژن". نور و کاربردهای آن WH فریمن. ص 40-43. شابک 978-0-7167-1185-8. {{cite book}}: |work=نادیده گرفته شد ( کمک )
  24. ↑ پولناو، ام. (2018). "جنبه فاز در گسیل و جذب فوتون" (PDF) . اپتیکا​ 5 (4): 465-474. Bibcode :2018Optic...5..465P. doi : 10.1364/OPTICA.5.000465 . بایگانی‌شده از نسخه اصلی در ۸ فوریه ۲۰۲۳ . بازبینی شده در 28 ژوئن 2020 .
  25. ^ پولناو، م. Eichhorn، M. (2020). "انسجام طیفی، بخش اول: پهنای خط تشدیدگر غیرفعال، پهنای خط لیزر بنیادی، و تقریب شاولو تاونز". پیشرفت در الکترونیک کوانتومی 72 : 100255. Bibcode :2020PQE....7200255P. doi : 10.1016/j.pquantelec.2020.100255 .
  26. ↑ گلوبر، RJ (1963). "حالت های منسجم و نامنسجم میدان تشعشع" (PDF) . فیزیک Rev . 131 (6): 2766-2788. Bibcode :1963PhRv..131.2766G. doi :10.1103/PhysRev.131.2766. بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 8 مه 2021 . بازبینی شده در 23 فوریه 2021 .
  27. ^ Pearsall 2020، ص. 276.
  28. ^ کارمان، GP; مک دونالد، جی اس. جدید، GHC; Woerdman، JP (نوامبر 1999). "اپتیک لیزری: حالت های فراکتال در تشدید کننده های ناپایدار". طبیعت . 402 (6758): 138. Bibcode :1999Natur.402..138K. doi : 10.1038/45960 . S2CID  205046813.
  29. ↑ انیشتین، الف (1917). "Zur Quantentheorie der Strahlung". Physikalische Zeitschrift . 18 : 121-128. Bibcode :1917PhyZ...18..121E.
  30. ^ ab Steen، WM "Laser Materials Processing"، ویرایش دوم. 1998.
  31. ↑ باتانی، دیمیتری (2004). "Il rischio da laser: cosa è e come affrontarlo; analisi di un problema non così lontano da noi" [خطر ناشی از لیزر: مواجهه با آن چیست و چگونه است. تجزیه و تحلیل مشکلی که به این ترتیب از ما دور نیست]. wwwold.unimib.it . Programma Corso di Formazione Obbligatorio (به ایتالیایی). دانشگاه میلانو-بیکوکا ص 12. بایگانی شده از نسخه اصلی (پاورپوینت) در 14 ژوئن 2007 . بازیابی شده در 1 ژانویه 2007 .
  32. ↑ جایزه نوبل فیزیک 1966 بایگانی شده در 4 ژوئن 2011، در سخنرانی ارائه ماشین Wayback توسط پروفسور ایوار والر. بازیابی شده در 1 ژانویه 2007.
  33. ↑ «مصاحبه تاریخ شفاهی موسسه فیزیک آمریکا با جوزف وبر». 4 مه 2015. بایگانی شده از نسخه اصلی در 8 مارس 2016 . بازبینی شده در 16 مارس 2016 .
  34. ↑ برتولوتی، ماریو (2015). میزرها و لیزرها: یک رویکرد تاریخی (ویرایش دوم). مطبوعات CRC. صص 89-91. شابک 978-1-4822-1780-3. بازبینی شده در 15 مارس 2016 .
  35. ↑ «راهنمای لیزر». هوبارتز ​بایگانی شده از نسخه اصلی در ۲۴ آوریل ۲۰۱۹ . بازبینی شده در ۲۴ آوریل ۲۰۱۷ .
  36. ↑ تاونز، چارلز اچ. (1999). How the Laser Happened: Adventures of a Scientist، انتشارات دانشگاه آکسفورد ، ISBN 978-0-19-512268-8 ، صفحات 69-70. 
  37. ↑ نیشیزاوا، جون ایچی (دسامبر 2009). "توسعه فرکانس ها از میزر به لیزر". Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci . 85 (10): 454-465. Bibcode :2009PJAB...85..454N. doi : 10.2183/pjab.85.454 . PMC 3621550 . PMID  20009378. 
  38. ^ شاولو، آرتور؛ تاونز، چارلز (1958). "میزرهای مادون قرمز و نوری". بررسی فیزیکی 112 (6): 1940–1949. Bibcode :1958PhRv..112.1940S. doi : 10.1103/PhysRev.112.1940 .
  39. ↑ گولد، آر. گوردون (1959). "لیزر، تقویت نور با انتشار تحریک شده تشعشع". در فرانکن، PA؛ سندز RH (ویرایش.). کنفرانس Ann Arbor در مورد پمپاژ نوری، دانشگاه میشیگان، 15 ژوئن تا 18 ژوئن 1959 . ص 128. OCLC  02460155.
  40. ↑ Joan Lisa Bromberg، The Laser in America, 1950-1970 (1991)، صفحات 74-77 آنلاین بایگانی شده در 28 مه 2014، در Wayback Machine
  41. ↑ میمن، TH (1960). "تابش نوری تحریک شده در یاقوت". طبیعت . 187 (4736): 493-494. Bibcode :1960Natur.187..493M. doi : 10.1038/187493a0. S2CID  4224209.
  42. ↑ تاونز، چارلز هارد . "اولین لیزر". دانشگاه شیکاگو . بایگانی شده از نسخه اصلی در 4 آوریل 2004 . بازیابی شده در 15 مه 2008 .
  43. ↑ هچت، جف (2005). پرتو: مسابقه ساخت لیزر . انتشارات دانشگاه آکسفورد شابک 978-0-19-514210-5.
  44. ↑ «برای اولین بار، لیزری که سفید خالص می درخشد». علم عامه پسند . 18 مارس 2019. بایگانی شده از نسخه اصلی در 16 دسامبر 2019 . بازبینی شده در 16 دسامبر 2019 .
  45. ↑ «محققان اولین لیزرهای سفید جهان را نشان دادند». phys.org ​بایگانی شده از نسخه اصلی در ۱۶ دسامبر ۲۰۱۹ . بازبینی شده در 16 دسامبر 2019 .
  46. ↑ «دانشمندان بالاخره یک لیزر سفید ساختند – و می‌توانست خانه شما را روشن کند». gizmodo.com . 30 جولای 2015. بایگانی شده از نسخه اصلی در 16 دسامبر 2019 . بازبینی شده در 16 دسامبر 2019 .
  47. ↑ «محققان نوع جدیدی از لیزر را نشان می‌دهند». Phys.org ​بایگانی شده از نسخه اصلی در 3 مارس 2017 . بازبینی شده در 4 مارس 2017 .
  48. ^ کسیدی، ام سی؛ برونو، آ. رابرت، اس. عرفان، م. کامهوبر، جی. Schouten، RN; آخمروف، آر. Kouwenhoven، LP (2 مارس 2017). "نمایش لیزر اتصال ac Josephson". علم . 355 (6328): 939-942. arXiv : 1703.05404 . Bibcode :2017Sci...355..939C. doi :10.1126/science.aah6640. PMID  28254938. S2CID  1364541.
  49. ^ اب مایر، بی. رگلر، آ. استرزل، اس. استتنر، تی. کوبلمولر، جی. کانیبر، م. لینگناو، بی. لوج، ک. Finley, JJ (23 مه 2017). "قفل کردن فاز متقابل طولانی مدت جفت پالس پیکوثانیه تولید شده توسط لیزر نانوسیم نیمه هادی". ارتباطات طبیعت . 8 : 15521. arXiv : 1603.02169 . Bibcode :2017NatCo...815521M. doi : 10.1038/ncomms15521. PMC 5457509 . PMID  28534489. 
  50. ↑ اریکا شو (۲۹ ژوئن ۲۰۱۷). "Physikalisch-Technische Bundesanstalt لیزری با پهنای خط تنها 10 مگاهرتز توسعه داده است" (نسخه مطبوعاتی). بایگانی شده از نسخه اصلی در 3 ژوئیه 2017.
  51. ^ متی، دی جی؛ لجرو، تی. هافنر، اس. و همکاران (30 ژوئن 2017). "لیزرهای 1.5 میکرومتر با پهنای خط زیر 10 مگاهرتز". فیزیک کشیش لِت 118 (26): 263202. arXiv : 1702.04669 . Bibcode : 2017PhRvL.118z3202M. doi :10.1103/PhysRevLett.118.263202. PMID  28707932. S2CID  206293342.
  52. ^ نولن، جیم؛ درک ورنو. "لیزر دی اکسید کربن". فیزیک دیویدسون بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 اکتبر 2014 . بازبینی شده در 17 اوت 2014 .
  53. ↑ سیسل، مارک (2004). "لیزر گاز نیتروژن چای". صفحه لیزرهای خانگی بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 سپتامبر 2007 . بازیابی شده در 15 سپتامبر 2007 .
  54. ↑ «لیزرهای UV عمیق» (PDF) . فوتون سیستمز، کوینا، کالیفرنیا. بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 1 ژوئیه 2007 . بازیابی شده در 27 مه 2007 .
  55. ^ مامپارت، جی. Corbalán, R. (2000). "لیزینگ بدون وارونگی". ج. انتخاب ب . 2 (3): R7–R24. Bibcode :2000JOptB...2R...7M. doi :10.1088/1464-4266/2/3/201. S2CID  121209763.
  56. ↑ جوان، ا. (2000). "در شناخت مارلان". قصیده یک فیزیکدان کوانتومی: جشنی به افتخار مارلان او. اسکالی . الزویر.
  57. ^ شوکر، دی (1998). راهنمای آکادمی یورولیزر . اسپرینگر. شابک 978-0-412-81910-0.
  58. ^ باس، مایکل؛ دکوزاتیس، کازیمر؛ انوک، جی؛ Lakshminarayanan، Vasudevan; لی، گویفانگ; مک دونالد، کارولین؛ ماهاجان، ویرندرا؛ استریلند، اریک وان (13 نوامبر 2009). کتابچه راهنمای اپتیک، ویرایش سوم جلد پنجم: اپتیک اتمسفر، مدولاتورها، فیبر نوری، نوری اشعه ایکس و نوترون. مک گراو هیل حرفه ای. شابک 978-0-07-163314-7. بایگانی‌شده از نسخه اصلی در ۸ فوریه ۲۰۲۳ . بازبینی شده در ۱۶ جولای ۲۰۱۷ .
  59. ^ C. Stewen، M. Larionov و A. Giesen، "لیزر دیسک نازک Yb:YAG با توان خروجی 1 کیلووات"، در OSA Trends in Optics and Photonics, Advanced Solid-State Lasers, H. Injeyan, U. Keller, و سی. مارشال، ویرایش. (انجمن نوری آمریکا، واشنگتن، دی سی، 2000) صفحات 35-41.
  60. ^ پاشوتا، رودیگر. "تاریک سازی عکس". www.rp-photonics.com . بایگانی‌شده از نسخه اصلی در ۲۵ ژوئن ۲۰۲۳ . بازبینی شده در 22 ژوئیه 2023 .
  61. ^ وو، ایکس. و همکاران (25 اکتبر 2004). "لیزر کریستال فوتونیک فرابنفش". نامه های فیزیک کاربردی . 85 (17): 3657. arXiv : physics/0406005 . Bibcode :2004ApPhL..85.3657W. doi :10.1063/1.1808888. S2CID  119460787.
  62. ↑ «بازار دیود لیزر». هانل فوتونیک. بایگانی شده از نسخه اصلی در ۷ دسامبر ۲۰۱۵ . بازبینی شده در 26 سپتامبر 2014 .
  63. ↑ "لیزرهای دیود مستقیم با قدرت بالا برای برش و جوش". industrial-lasers.com . بایگانی شده از نسخه اصلی در 11 آگوست 2018 . بازبینی شده در 11 اوت 2018 .
  64. ↑ «دیود لیزر». nichia.co.jp . بایگانی شده از نسخه اصلی در 18 مارس 2014 . بازبینی شده در 18 مارس 2014 .
  65. ↑ «لیزر سبز». osram-os.com . 19 آگوست 2015. بایگانی شده از نسخه اصلی در 18 مارس 2014 . بازبینی شده در 18 مارس 2014 .
  66. ↑ «Picolight اولین فرستنده گیرنده VCSEL 4 گیگابیت بر ثانیه 1310 نانومتری را ارسال کرد». لیزر فوکوس جهانی آنلاین . 9 دسامبر 2005. بایگانی شده از نسخه اصلی در 13 مارس 2006 . بازیابی شده در 27 مه 2006 .
  67. ^ مایر، بی. جانکر، ال. لویچ، بی. تریو، جی. کوستنبادر، تی. لیختمانکر، اس. ریچرت، تی. مورکوتر، اس. کانیبر، م. آبستریتر، جی. گیس، سی. کوبلمولر، جی. Finley, JJ (13 ژانویه 2016). "لیزرهای نانوسیم یکپارچه یکپارچه High-β روی سیلیکون". حروف نانو . 16 (1): 152-156. Bibcode :2016NanoL..16..152M. doi :10.1021/acs.nanolett.5b03404. PMID  26618638.
  68. ^ میلر، یوهانا. لیزرهای حبابی می توانند محکم و حساس باشند. فیزیک امروز موسسه فیزیک آمریکا . بازبینی شده در 2 آوریل 2024 .
  69. ^ بالدوین، جی سی. سولم، جی سی. گلدانسکی، VI (1981). "رویکردهای توسعه لیزرهای پرتو گاما". بررسی های فیزیک مدرن . 53 (4): 687-744. Bibcode :1981RvMP...53..687B. doi :10.1103/RevModPhys.53.687.
  70. ^ بالدوین، جی سی. سولم، جی سی (1995). "پیشنهادهای اخیر برای لیزرهای پرتو گاما". فیزیک لیزر . 5 (2): 231-239.
  71. ^ بالدوین، جی سی. سولم، جی سی (1997). "لیزرهای پرتو گاما بدون پس زدن". بررسی های فیزیک مدرن . 69 (4): 1085-1117. Bibcode :1997RvMP...69.1085B. doi :10.1103/RevModPhys.69.1085. بایگانی‌شده از نسخه اصلی در ۲۸ ژوئیه ۲۰۱۹ . بازبینی شده در 13 ژوئن 2019 .
  72. ^ بالدوین، جی سی. سولم، جی سی (1982). "آیا زمان رسیده است؟ یا باید تا این حد منتظر پیشرفت باشیم؟". فوکوس لیزری 18 (6): 6 و 8.
  73. ^ سولم، جی سی (1979). "درباره امکان سنجی لیزر پرتو گامای تکانشی". گزارش آزمایشگاه علمی لوس آلاموس LA-7898 . doi :10.2172/6010532. OSTI  6010532.
  74. ^ بالدوین، جی سی. سولم، جی سی (1979). "حداکثر چگالی و نرخ جذب نوترون ها از یک منبع پالسی تعدیل شده است". علوم و مهندسی هسته ای . 72 (3): 281-289. Bibcode :1979NSE....72..281B. doi :10.13182/NSE79-A20384. بایگانی شده از نسخه اصلی در ۷ فوریه ۲۰۱۶ . بازبینی شده در 13 ژانویه 2016 .
  75. ^ بالدوین، جی سی. سولم، جی سی (1980). پمپاژ دو مرحله ای لیزرهای پرتو گاما سه سطحی موسباور. مجله فیزیک کاربردی . 51 (5): 2372-2380. Bibcode :1980JAP....51.2372B. doi :10.1063/1.328007.
  76. ^ سولم، جی سی (1986). "مکانیسم‌های انتقال بین‌سطحی و کاربرد آن‌ها در گریزر". مجموعه مقالات کنفرانس AIP . مجموعه مقالات پیشرفت در علم لیزر-I، اولین کنفرانس بین المللی علوم لیزر، دالاس، TX 1985 (موسسه فیزیک، علوم و مهندسی نوری آمریکا، سری 6). جلد 146. صص 22-25. Bibcode :1986AIPC..146...22S. doi :10.1063/1.35861. بایگانی شده از نسخه اصلی در 27 نوامبر 2018 . بازبینی شده در 27 نوامبر 2018 .
  77. ^ Biedenharn, LC; بویر، ک. سولم، جی سی (1986). "امکان گریزینگ با تحریک هسته ای لیزر". مجموعه مقالات کنفرانس AIP . مجموعه مقالات AIP Advances in Laser Science-I, Dallas, TX, نوامبر 18-22, 1985. جلد. 146. صص 50-51. Bibcode :1986AIPC..146...50B. doi :10.1063/1.35928.
  78. ^ رینکر، GA؛ سولم، جی سی. Biedenharn, LC (27 آوریل 1988). "محاسبه تابش هارمونیک و جفت هسته ای ناشی از اتم ها در میدان های لیزر قوی". در جونز، رندی سی (ویرایش). Proc. SPIE 0875، لیزرهای با طول موج کوتاه و فوق کوتاه . 1988 لس آنجلس سمپوزیوم: OE/LASE '88، 1988، لس آنجلس، کالیفرنیا، ایالات متحده. لیزرهای با طول موج کوتاه و فوق کوتاه. جلد 146. انجمن بین المللی اپتیک و فوتونیک. صص 92-101. doi :10.1117/12.943887.
  79. ^ رینکر، GA؛ سولم، جی سی. Biedenharn، LC (1987). لاپ، م. استوالی، WC; Kenney-Wallace GA (ویرایشگران). "انتقال بین سطحی هسته ای که توسط تحریکات الکترونی پوسته بیرونی جمعی هدایت می شود". مجموعه مقالات دومین کنفرانس بین المللی علوم لیزر، سیاتل، WA (پیشرفت در علم لیزر-II) . 160 . نیویورک: موسسه فیزیک آمریکا: 75–86. OCLC  16971600.
  80. ↑ سولم، جی سی (1988). "قضیه مربوط به هارمونیک های مکانی و زمانی برای انتقال بین سطحی هسته ای که توسط نوسان الکترونیکی جمعی هدایت می شود". مجله طیف سنجی کمی و انتقال تابشی . 40 (6): 713-715. Bibcode :1988JQSRT..40..713S. doi :10.1016/0022-4073(88)90067-2. بایگانی شده از نسخه اصلی در 18 مارس 2020 . بازبینی شده در 8 سپتامبر 2019 .
  81. ^ سولم، جی سی. Biedenharn، LC (1987). "پرایمر در جفت کردن نوسانات الکترونیکی جمعی به هسته" (PDF) . گزارش آزمایشگاه ملی لوس آلاموس LA-10878 : 1. Bibcode :1987pcce.rept.....S. بایگانی شده (PDF) از نسخه اصلی در 4 مارس 2016 . بازبینی شده در 13 ژانویه 2016 .
  82. ^ سولم، جی سی. Biedenharn، LC (1988). "کوپلینگ لیزری به هسته از طریق نوسانات الکترونیکی جمعی: یک مطالعه مدل اکتشافی ساده". مجله طیف سنجی کمی و انتقال تابشی . 40 (6): 707-712. Bibcode :1988JQSRT..40..707S. doi :10.1016/0022-4073(88)90066-0.
  83. ^ بویر، ک. جاوا، اچ. لوک، تی اس؛ مک اینتایر، IA; مک فرسون، ا. راسمن، آر. سولم، جی سی. رودز، CK; Szöke, A. (1987). "بحث نقش حرکات چند الکترونی در یونیزاسیون و برانگیختگی چند فوتونی". در اسمیت، اس. Knight, P. (ویرایشات). مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی فرآیندهای چند فوتونی (ICOMP) IV، 13 تا 17 جولای، 1987، بولدر، کالیفرنیا . کمبریج، انگلستان: انتشارات دانشگاه کمبریج. ص 58. OSTI  10147730.
  84. ^ Biedenharn, LC; رینکر، GA؛ سولم، جی سی (1989). "یک مدل تقریبی قابل حل برای پاسخ اتم هایی که در معرض میدان های الکتریکی نوسانی قوی قرار می گیرند". مجله انجمن نوری آمریکا بی . 6 (2): 221-227. Bibcode :1989JOSAB...6..221B. doi :10.1364/JOSAB.6.000221. بایگانی شده از نسخه اصلی در 21 مارس 2020 . بازبینی شده در 13 ژوئن 2019 .
  85. ^ ab Fildes، Jonathan (12 سپتامبر 2007). "ذرات آینه ای ماده جدیدی را تشکیل می دهند". اخبار بی بی سی . بایگانی شده از نسخه اصلی در 21 آوریل 2009 . بازیابی شده در 22 مه 2008 .
  86. ↑ هچت، جف (مه 2008). "تاریخچه لیزر اشعه ایکس". اخبار اپتیک و فوتونیک . 19 (5): 26-33. Bibcode :2008OptPN..19R..26H. doi :10.1364/opn.19.5.000026.
  87. ↑ رابینسون، کلارنس ای. (۲۳ فوریه ۱۹۸۱). "پیشرفت در لیزر با انرژی بالا". هفته هوانوردی و فناوری فضایی صص 25-27.
  88. ↑ پالمر، جیسون (۱۳ ژوئن ۲۰۱۱). "لیزر توسط یک سلول زنده تولید می شود". اخبار بی بی سی . بایگانی شده از نسخه اصلی در 13 ژوئن 2011 . بازبینی شده در 13 ژوئن 2011 .
  89. ↑ Malte C. Gather & Seok Hyun Yun (12 ژوئن 2011). "لیزرهای بیولوژیکی تک سلولی". فوتونیک طبیعت . 5 (7): 406-410. Bibcode :2011NaPho...5..406G. doi :10.1038/nphoton.2011.99.
  90. ↑ چن، سوفیا (1 ژانویه 2020). "نور بیگانه". جاسوس . بایگانی‌شده از نسخه اصلی در ۱۴ آوریل ۲۰۲۱ . بازیابی شده در 9 فوریه 2021 .
  91. ↑ ماما، مایکل جی (3 آوریل 1981). "کشف تقویت سود طبیعی در نوارهای لیزر دی اکسید کربن 10 میکرومتری در مریخ: یک لیزر طبیعی". علم . 212 (4490): 45-49. Bibcode :1981Sci...212...45M. doi :10.1126/science.212.4490.45. PMID  17747630. بایگانی شده از نسخه اصلی در 17 فوریه 2022 . بازیابی شده در 9 فوریه 2021 .
  92. ↑ چارلز اچ تاونز (2003). "اولین لیزر". در لورا گاروین ؛ تیم لینکلن (ویرایشگران). قرنی از طبیعت: بیست و یک اکتشاف که علم و جهان را تغییر داد . انتشارات دانشگاه شیکاگو صص 107-12. شابک 978-0-226-28413-2.
  93. ↑ Dalrymple BE، Duff JM، Menzel ER "لومینسانس ذاتی اثر انگشت - تشخیص با لیزر". مجله علوم پزشکی قانونی ، 22 (1)، 1977، 106-115
  94. ^ Dalrymple BE "لومینسانس مرئی و مادون قرمز در اسناد: تحریک توسط لیزر". مجله علوم پزشکی قانونی ، 28 (3)، 1983، 692-696
  95. ↑ «فناوری لیزر تجربه را برای طرفداران ورزش، داوران افزایش می‌دهد». Photonics.com ​10 سپتامبر 2014 . بازبینی شده در 23 اوت 2023 .
  96. ↑ وودز، سوزان (13 آوریل 2015). "خطوط جبهه". فروشگاه لیزر کف . بازبینی شده در 23 اوت 2023 .
  97. ↑ رندال، کوین (۲۰ آوریل ۲۰۲۲). "فناوری فوتبال که چیزی فراتر از یک نمایش لیزری و نوری است". نیویورک تایمز . بازبینی شده در 30 اوت 2023 .
  98. ^ کینکد، کتی؛ اندرسون، استفان (1 ژانویه 2005). "Laser Marketplace 2005: برنامه های کاربردی مصرف کننده فروش لیزر را 10٪ افزایش می دهد". دنیای فوکوس لیزری جلد 41، شماره 1. بایگانی شده از نسخه اصلی در 13 آوریل 2015 . بازبینی شده در ۶ آوریل ۲۰۱۵ .
  99. ↑ استیل، رابرت وی (1 فوریه 2005). "بازار لیزر دایود با سرعت کمتری رشد می کند". دنیای فوکوس لیزری جلد 41، شماره 2. بایگانی شده از نسخه اصلی در 12 آوریل 2015 . بازبینی شده در ۶ آوریل ۲۰۱۵ .
  100. ↑ "لیزر درمانی برای سرطان: دایره المعارف پزشکی MedlinePlus". medlineplus.gov . بایگانی‌شده از نسخه اصلی در ۲۴ فوریه ۲۰۲۱ . بازبینی شده در 15 دسامبر 2017 .
  101. ^ دامنه عمومی این مقاله حاوی متنی از این منبع است که در مالکیت عمومی است : "لیزر در درمان سرطان". مؤسسه ملی بهداشت، مؤسسه ملی سرطان. 13 سپتامبر 2011. بایگانی شده از نسخه اصلی در 5 آوریل 2020 . بازبینی شده در 15 دسامبر 2017 .
  102. ^ لیزر CO2 PowerLabs! بایگانی شده در 14 اوت 2005، در Wayback Machine Sam Barros، 21 ژوئن 2006. بازیابی شده در 1 ژانویه 2007.
  103. ^ ماکس، استفانی. چگونه می توان یک دی وی دی رایتر را به یک لیزر پرقدرت تبدیل کرد. انتقال از سیاره استفانی . بایگانی شده از نسخه اصلی در 17 فوریه 2022 . بازبینی شده در ۶ آوریل ۲۰۱۵ .
  104. ↑ «خروجی برق دیود لیزری بر اساس مشخصات DVD-R/RW». elabz.com. 10 آوریل 2011. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2011 . بازیابی شده در 10 دسامبر 2011 .
  105. ↑ پیوی، جورج ام. (۲۳ ژانویه ۲۰۱۴). "نحوه انتخاب لیزر دامپزشکی جراحی". آسکولایت ​بایگانی شده از نسخه اصلی در 19 آوریل 2016 . بازبینی شده در 30 مارس 2016 .
  106. ↑ هلر، آرنی، «سازمان‌دهی قوی‌ترین لیزر جهان، بایگانی‌شده در 21 نوامبر 2008، در Wayback Machine ». بررسی علم و فناوری . آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور، جولای/آگوست 2005. بازیابی شده در 27 مه 2006.
  107. ↑ دراگان، اورل (۱۳ مارس ۲۰۱۹). لیزر ماگورل رسما قوی ترین لیزر جهان شد. بررسی کسب و کار . بایگانی‌شده از نسخه اصلی در ۱۴ آوریل ۲۰۲۱ . بازبینی شده در 23 مارس 2021 .
  108. ↑ زورر، راشل (27 دسامبر 2011). "سه چیز هوشمند در مورد لیزر". سیمی . بازبینی شده در 16 فوریه 2024 .
  109. ↑ جونیور، جان جانسون (11 مه 2007). «تئودور میمن، 79 ساله؛ نور را برای ساخت اولین لیزر کارآمد جهان مهار کرد». لس آنجلس تایمز . بازبینی شده در 16 فوریه 2024 .
  110. ↑ Hecht, Jeff (24 ژانویه 2018). "آیا لیدارز می تواند تراشه های دوربین را زاپ کند؟". طیف IEEE . بایگانی شده از نسخه اصلی در ۲ فوریه ۲۰۱۹ . بازیابی شده در 1 فوریه 2019 .

در ادامه مطلب

کتاب ها

نشریات ادواری

لینک های خارجی

در ویکی‌انبار رسانه‌های مرتبط با لیزر موجود است .