مبادئ الليزر - ايلينا
ما هو الضوء؟
الضوء هو نوع من "الموجات الكهرومغناطيسية". تتبع "الموجات الكهرومغناطيسية" معيار "الطول الموجي" ، ويمكن تصنيفها ، بدءًا من الموجات الأطول ، إلى موجات الراديو والأشعة تحت الحمراء والأشعة المرئية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما.
ما هو اللون؟
عندما تؤثر الأطوال الموجية للضوء على جسم ما ، فإن تلك التي تنعكس دون أن يمتصها الجسم تلتقطها العين البشرية (شبكية العين). عندما يحدث هذا ، فإننا نتعرف على هذه الأطوال الموجية على أنها "لون" الكائن. يختلف معامل الانكسار باختلاف الطول الموجي ، لذلك ينقسم الضوء. نتيجة لذلك ، نحن قادرون على التعرف على مجموعة متنوعة من "الألوان". على سبيل المثال ، تعكس التفاحة (تحت ضوء النهار ، والتي تتضمن أشعة ضوئية محددة تسمح للبشر برؤية اللون الأحمر) ، الأطوال الموجية للضوء الأحمر (600 إلى 700 نانومتر) وتمتص جميع الأطوال الموجية الأخرى للضوء. * تمتص الأجسام السوداء كل الضوء وتبدو سوداء.
ما هو الضوء المرئي؟
تسمى الموجات الكهرومغناطيسية التي تقع ضمن نطاق الأطوال الموجية التي يمكن للإنسان رؤيتها "بالأشعة المرئية". بمعنى آخر ، على جانب الطول الموجي القصير ، تقيس الأشعة المرئية من 360 إلى 400 نانومتر ، وتقاس من 760 إلى 830 نانومتر على جانب الطول الموجي الطويل. الأطوال الموجية الأقصر أو الأطول من "الأشعة المرئية" لا يمكن رؤيتها بالعين البشرية.
الاختلافات بين الضوء العادي والليزر
هذا هو المكان الذي تختلف فيه المصابيح العادية (المصابيح ، وما إلى ذلك) والليزر. لأن الليزر يصدر أشعة ضوئية ذات اتجاهية عالية ، مما يعني أن موجات الضوء التي تتكون منها تسافر معًا في خط مستقيم ، تقريبًا دون تشتت. تنبعث من مصادر الضوء الشائعة موجات ضوئية تنتشر في جميع الاتجاهات. لكن كل موجات الضوء في شعاع الليزر لها نفس اللون. عادةً ما يكون الضوء العادي (مثل ضوء المصباح الفلوري) مزيجًا من عدة ألوان تتحد وتظهر باللون الأبيض.
عندما تنتقل موجات الضوء في شعاع ليزر ، فإنها تتأرجح مع قممها ووديانها في تزامن مثالي ، وهي خاصية تُعرف باسم التماسك. عندما يتداخل شعاعا ليزر مع بعضهما البعض ، فإن قمم ووديان موجات الضوء في كل حزمة تعزز بعضها البعض ، لتوليد نمط تداخل.
علم أصل الكلمة من الليزر
نشأ مصطلح "الليزر" كاختصار لـ "تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع".
مبادئ الليزر
عندما تمتص الذرات (الجزيئات) الطاقة الخارجية ، فإنها تنتقل من مستوى منخفض (حالة طاقة منخفضة) إلى مستوى عالٍ (حالة طاقة عالية). هذه الحالة هي حالة مثيرة.
حالة الإثارة هذه هي حالة غير مستقرة وفيها ستحاول الذرات العودة فورًا إلى حالة منخفضة الطاقة. هذا هو الانتقال.
عندما يحدث هذا ، ينبعث ضوء يعادل فرق الطاقة. هذه الظاهرة هي انبعاث طبيعي. يتصادم الضوء المنبعث مع ذرات أخرى في حالة استثارة مماثلة ، مما يؤدي إلى حدوث انتقال بنفس الطريقة. يسمى هذا الضوء الذي تم حثه على الانبعاث بالانبعاث المحفّز.
أنواع الليزر
لديها ثلاثة أنواع من الليزر: الحالة الصلبة والغاز والسائل.
سيختلف نوع الليزر الأمثل اعتمادًا على تطبيق المعالجة.
الحالة الصلبة
Nd: YAG
- YAG (الإيتريوم وعقيق الألومنيوم)
الطول الموجي القياسي (1064 نانومتر)وضع العلامات للأغراض العامة
التوافقي الثاني (532 نانومتر) (الليزر الأخضر)علامات ناعمة على رقائق السيليكون ، إلخ.
تستخدم لوضع العلامات والمعالجة التفصيلية
التوافقي الثالث (355 نانومتر) (ليزر الأشعة فوق البنفسجية)تستخدم المعالجة فائقة التفصيل عادةً ، مثل وضع علامات على شاشة LCD ومعالجة الإصلاح وثقوب VIA
معالجة إصلاح الكريستال السائل: قطع نمط الطلاء أثناء الإصلاحات
عبر معالجة الفتحات: حفر ثقب ثنائي الفينيل متعدد الكلور
- ليزر YAG (Nd: YAG)
- تُستخدم ليزر YAG لوضع العلامات للأغراض العامة وللمعالجة مثل وضع العلامات والتشذيب ، ليس فقط للمواد البلاستيكية ، ولكن أيضًا للمعادن. مع طول موجي ضوء الأشعة تحت الحمراء قريب من 1064 نانومتر ، لذلك لا تستطيع العين البشرية رؤية هذه الليزرات.
YAG هو هيكل بلوري من الإيتريوم (Y) والألمنيوم (A) والعقيق (G). عن طريق تعاطي عنصر انبعاث للضوء ، في هذه الحالة أيون النيوديميوم (Nd) ، ستدخل بلورة YAG في حالة من الإثارة من خلال امتصاص الضوء لمصباح أو صمام ثنائي ليزر.
- Nd: YVO4 (1064 نانومتر)
- YVO 4 (الإيتريوم فانادات)
-
-
- وسم الأحرف الصغيرة
- طاقة ذروة عالية عند الترددات العالية لمفتاح Q
كفاءة تحويل الطاقة الجيدة
-
- ليزر YVO4 (Nd: YVO4)
- تطبيقات الليزر YVO4 المفصلة بشكل مفصل ، مثل وضع العلامات على الأحرف الصغيرة ومهام المعالجة الأخرى. مع الطول الموجي للضوء المماثل لطول ليزر YAG (1064 نانومتر) ، لا تستطيع العين البشرية رؤية ليزر YVO4.
ليزر YVO4 عبارة عن ليزر صلب ذو بنية بلورية من الإيتريوم (Y) والفاناديوم (V) والأكسيد (O4). عندما يتم تخدير هذا الهيكل بعنصر انبعاث ضوء أيون نيوديميوم (Nd) ، فإن تطبيق ضوء LD في أحد طرفي الهيكل يخلق حالة من الإثارة.
- يب: الألياف (1090 نانومتر)
- Yb (الإيتربيوم)
-
-
- علامات عالية الطاقة
- تضخيم واسع للغاية لمساحة السطح المتوسطة للحصول على طاقة عالية سهلة
من أجل جعل التصغير ممكناً ، كفاءة تبريد عالية وآليات تبريد مبسطة
-
- LD (650 أ 905 نانومتر)
-
- ليزر أشباه الموصلات (GaAs ، GaAlAs ، GaInAs)
غاز
- كو2 (10.6 ميكرومتر)
-
- آلات المعالجة ، تعليم التطبيقات ، التقشير بالليزر
- ليزر ثاني أكسيد الكربون
- ليزر ثاني أكسيد الكربون لتصنيع الآلات ووضع العلامات.
ولكن مع الطول الموجي لضوء الأشعة تحت الحمراء البالغ 10.6 ميكرومتر ، لا تستطيع أشعة الليزر هذه في العين البشرية رؤيتها. لا يشتمل ليزر ثاني أكسيد الكربون على غاز ثاني أكسيد الكربون داخل أنبوب التذبذب المحكم تمامًا فحسب ، بل يشمل أيضًا كميات محددة من N2 (النيتروجين) و He (الهيليوم).
تمنح هذه الميزة ليزر ثاني أكسيد الكربون لقب ليزر "النوع المختوم". يزيد النيتروجين (N2) من طاقة ثاني أكسيد الكربون ، بينما يقلل الهيليوم (He) باستمرار الطاقة إلى حالة أكثر استقرارًا.
- معيار He-Ne (630 نانومتر)
-
-
- أنظمة القياس (قياس الملف الشخصي ، إلخ.)
- هذا هو أكثر أنواع الليزر شيوعًا.
نظرًا لقوة الخرج المنخفضة ، عادةً ما يقيس ملف التعريف المستخدمين هذه الليزرات.
-
- إكسيمر (193 نانومتر)
-
-
- معدات التعرض لأشباه الموصلات ، العناية بالعيون
- يولد ليزر الإكسيمر ضوءًا بهيكل بسيط نسبيًا يمزج الغاز الخامل مع غاز الهالوجين.
إلى جانب ذلك ، مثل الليزر فوق البنفسجي العميق (DUV) ، فإن معدل الامتصاص مرتفع بشكل لا يصدق.
-
- الأرجون (488 إلى 514 نانومتر)
-
-
- التطبيقات العلمية
- متوفر في مجموعة متنوعة من الألوان ، يستخدم ليزر الأرجون بشكل أساسي في المختبرات ، مثل مختبرات التكنولوجيا الحيوية.
-
سائل
- تلوين (330 إلى 1300 نانومتر)
-
-
- التطبيقات العلمية
- إن استخدام ضوء الليزر لإثارة الصبغة ينتج عنه مضان.
مزيد من المعلومات الرجاء الضغط: www.xtlaser.com
-