لیزر این نور شگفت از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر ، آنرا از نورهای ایجاد شده از سایر منابع متمایز می‌سازد. از نخستین روزهای تکنولوژی لیزر ، به خواص مشخصه آن پی برده شد. و ما بصورتی گزینشی به این خواص از ماهیت فرآیند لیزر می‌پردازیم که خود این خواص بستری عظیم برای کاربردهای وسیع این پدیده ، در علوم مختلف بخصوص صنعت و پزشکی و ... ایجاد کرده است. به جرأت می‌توان گفت پیشرفت علوم بدون تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست...
فرمت فایل:word(قابل ویرایش) تعداد صفحات:70 صفحه
مقدمه:
1) لیزرها
لیزرها دستگاههایی هستند که تابش همدوس یا تقویت تابش در بسامدهایی در ناحیه مادون قرمز، مریی یا فرابنفش طیف موج الکترومغناطیسی را ایجاد میکنند.
2) مولفه های اساسی یک لیزر
مولفه های اساسی یک لیزر به قرار زیر است :
الف) محیط فعال شامل مجموعة مناسبی از اتمها، مولکولها، یونها و یا نیمرساناها.
ب ) فرآیند دمش که قادر است این اتمها و یا مولکولها را به ترازهای با انرژی بالاتر تحریک سازد.
نور چهار مشخصه اصلی دارد:
الف- طول موج(length wave) : فاصله بین دو نقطه یکسان موج میباشد که مشخص‌کننده رنگ موج است. با تعیین رنگ انرژی و طول موج می‌توان یک موج را نسبت به دیگر موجها سنجید. بعنوان مثال طول موجهای کوتاه در طیف مرئی در ناحیه آبی و فوق بنفش قرار میگیرد.در حالیکه رنگ قرمز دارای طول موجهای بلندتری میباشد. فاصله بین این قله‌های موج آن چنان کوچک است که واحد آن را نانومتر( ده به توان منفی نه) یا میکرون( ده به توان منفی شش) قرار داده‌اند.
تشعشع الکترومغناطیسی طیف طولانی از موجهای بلند رادیویی تا طول موجهای کوتاه اشعه ایکس را شامل میشود.
ب- فرکانس(Frequency) : فرکانس طول موج تعداد موجهای عبور کرده از یک نقطه در یک فاصله زمانی مشخص میباشد. واحد آن سیکل بر ثانیه یا هرتز Hz میباشد. فرکانس و طول موج به سرعت موج وابسته‌اند.
طول موجهای بلندتر از قبیل نور قرمز در فرکانسهای پائین‌تر از نور آبی قرار دارند ولی فرکانس در کل خیلی بالا است( ده به توان چهارده هرتز).
ب- (Velocity) : سرعت موج تعیین‌کننده تندی عبور موج از یک محیط مشخص میباشد. بعنوان مثال سرعت عبور نور در خلاء سیصدهزار کیلومتر در ثانیه میباشد. سرعت در محیط‌هایی مثل شیشه یا آب کاهش می‌یابد.
ت: دامنه(Amplitude) : دامنه یا شنت موج با ارتفاع یا بلندی(height) میدان الکتریکی یا مغناطیسی مشخص میشود.
برهم کنش نور یا ماده (interaction of light with matter)
از آنجا که نور دارای میدان الکتریکی و مغناطیسی میباشد این میدانها با ماده برهم کنش نشان می‌دهند. میدان مهم میدان الکتریکی است چون با الکترونهای کوچک که در ترکیبات مواد شرکت دارند برهم کنش دارد. این الکترونها همصدا و همآهنگ با موج نور وارده نوسان می‌نمایند و می‌توانن تأثیر یا تغییر در عبور نور از یک ماده به چند طریق انجام دهند:
1- پخش‌کردن(Scsttering) موج نور از مسیر اصلی منحرف میشود.
2- انعکاس(Reflection) موج به داخل محیطی خارج از ماده برمی‌گردد.
3- انتقال(Transmission) : موج از یک ماده یا کمترین تغییر شدت عبور می‌نماید.
4- جنب(Absorption) مهمترین پروسه در خیلی جاها جذب میباشد که انرژی موج نور در ماده باقی میماند. مقدار زیادی از انرژی باعث ایجاد حرارت و تغییر در خواص ماده میشود.
تولید نور Generation of light
چندین فرآیند تعیین‌کننده طیف نور باعث ایجاد تشعشع الکترومغناطیسی میشوند.
طیف تشعشع: طیف نوری که از یک جسم ساطع میشود شامل رنگها یا نوارهای رنگی جدا از هم میباشد. این از طبیعت تولید نور برمی‌خیزد و نشانه آن است که انرژی نورانی ساطع‌شده از آن جسم دارای مقداری مشخص میباشد.
انرژی تمام سیستمها کوانتابی میباشد که این انرژی میتواند در بسته‌های جدا از هم جذب یا آزاد شود انرژی سیستم پس از آنکه انرژی جذب سیستم افزایش می‌یابد و در مرحله بعدی آن انرژی آزاد میشود مدتی که این انرژی آزاد میشود راندوم یا اتفاقی بوده که نشر خودبخودی نامیده میشود.
انرژی را می‌توان توسط جریان الکتریکی، نور از منبع خارجی، واکنش شیمیایی یا گونه‌های دیگر به سیستم وارد نمود. بهرحال مشخص شده‌است که یک موج وارده که دارای انرژی معینی است میتواند آزادشدن موجها را از سیستم برانگیخته تحریک کند و باعث آزاد نمودن دو موج میشود. به این حالت نشر برانگیخته می‌گویند. این موجها خواص مهمی دارند.
1- همدوس(Coherent) : موجها به صورت همآهنگ هستند.
2- تک رنگ(Monochromatic) : موجها دارای رنگ یکسانی هستند.
3- شدت بالا(High Intensity) : اگر ما به مقدار کافی از این نورهای همدوس(Coherent) تولید کنیم شدت این بسیار بالاتر از منبع نور غیرهمدوس است.
4- واگرایی کم (Low divergence) :لیزر را در مقایسه با نور غیرهمدوس بوسیله لنز تا قطرهای خیلی کمتری می‌توان باریک نمود.
5- طبیعت ضربانی(Pulsed nature): چون انرژی ورودی را در لیزر می‌توان کنترل نمود انرژی خروجی نیز به دنبال آن تغییر می‌یابد. بنابراین اگر برانگیختگی لیزر با پالسهای کوچک انجام شود لیزر با پالسهای کوچک تولید خواهد شد. این خاصیت خیلی مهم است.
* لیزر مخفف عبارتlight amplification by stimulated emission of radiation میباشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است.
* اولین لیزر جهان توسط مایمن اختراع گردید و از یاقوت در آن استفاده شده بود در سال 1962 پروفسور علی جوان اولین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود و بعدها نوع سوم و چهارم.
* لیزرها که لیزرهای مایع و نیمه رسانا بودند اختراع شدند. در سال 1967 فرانسویان توسط اشعه لیزر ایستگاههای زمینیشان دو ماهواره خود را در فضا تعقیب کردند بدین ترتیب لیزر بسیار کاربردی به نظر آمد.
* نوری که توسط لیزر گسیل میگردد در یک سو و بسیار پرانرژی و درخشنده است که قدرت نفوذ بالایی نیز دارد بطوریکه در الماس فرو میرود. امروزه استفاده از لیزر در صنعت بعنوان جوش آورنده فلزات و بعنوان چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسیار متداول است.
لیزرها سه قسمت اصلی دارند: 1- پمپ انرژی یا چشمه انرژی: که ممکن است این پمپ اپتیکی یا شیمیایی و یا حتی یک لیزر دیگر باشد.
2- ماد پایه و فعال که نام‌گذاری لیزر بواسطه ماده فعال صورت میگیرد.
3- مشدد کننده اپتیکی: شامل دو آینه بازتابنده کلی و جزئی میباشد.
طرز کار یک لیزر یاقوتی:
پمپ انرژی در این لیزر از نوع اپتیکی میباشد و یک لامپ مارپیچی تخلیه است(flash tube) که بدور کریستال یاقوت مدادی شکل پیچیده شده (ruby) کریستال یاقوت ناخالص است و ماده فعال آن اکسید برم و ماده پایه آن اکسید آلومینیوم است.
بعد از فعال شدن این پمپ انرژی کریستال یاقوت نورباران میشود و بعضی از اتمها را در اثر جذب القایی - Stimulated
absorption برانگیخته کرده و به ترازهای بالاتر میبرد.
پدیده جذب القایی: اتم برانگیخته = اتم + فوتون
با ادامه تشعشع پمپ تعداد اتمهای برانگیخته بیشتر از اتمهای با انرژی کم میشود به اصطلاح وارونی جمعیت رخ میدهد طبق قانون جذب و صدور انرژی پلانک اتمهای برانگیخته توان نگهداری انرژی زیادتر را نداشته و به تراز با انرژی کم بر می‌گردند و انرژی اضافی را به صورت فوتون آزاد میکنند که به این فرایند گسیل خودبخودی گفته میشود ولی از آنجایی که پمپ اپتیکی مرتب به اتمها فوتون می‌تاباند پدیده دیگری زودتر اتفاق میافتد که به آن گسیل القایی- Stimulated emission گفته میشود همانطور که در شکل انیمیشن زیر می‌بینید وقتی یک فوتون به اتم برانگیخته بتابد آن را تحریک کرده و زودتر به حالت پایه خود برمی‌گرداند.
گسیل القایی: اتم + دو فوتون = اتم برانگیخته + فوتون
این فوتونها دوباره بعضی از اتمها را برانگیخته میکنند و واکنش زنجیروار تکرار میشود.
بخشی از نورها درون کریستال به حرکت در می‌آیند که توسط مشددهای اپتیکی درون کریستال برگرداننده میشوند و این نورها در همان راستای نور اولیه هستند بتدریج با افزایش شدت نور لحظه‌ای می‌رسد که نور لیزر از جفتگر خروجی با روشنایی زیاد بطور مستقیم خارج میشود.
اسحاق نیوتن در سال 1672 نظریه ذره‌ای بودن نور را ارائه داد وی معتقد بود که یک منبع نور ذرات نور را با سرعت ثابت روی خط راست گسیل میکند و هنگامی که این ذرات به شبکیه چشم برخورد نمایند چشم قادر به دیدن خواهد بود وی برای اثبات نظریه خود آزمایش اتاق تاریک را انجام داد بعدها انیشتن نیز با آزمایش اثر فتوالکتریک و معرفی فوتون بعنوان ذرات نور مهر تائیدی بر نظریه ذره‌ای نیوتن زد.
نظریه موجی نور: کریستال هویگنس فیزیکدان هلندی ماهیت نور را موجی دانست و پخش و بازتابش نور و شکست نور را نشانه موجودبودن نور می‌دانست سپس توماس‌یانگ با استفاده از مایش پراش نور در شکاف مضاعف توانست طول موج را اندازه‌گیری نماید و بین ترتیب ماهیت موجی نور نیز اثبات گردید.
جنس امواج نور:
امواج نور از نوع الکترومغناطیسی است که برای انتشار احتیاج به محیط مادی ندارد یک موج الکترومغناطیسی ترکیبی است از دو میدان عمود بر هم الکتریکی و مغناطیسی که در شکل زیر به ترتیب با موجهای زردرنگ و آبی نشان داده شده‌است.
خواص امواج الکترومغناطیسی نوری:
1- نور در خلاء دارای سرعت ثابت 300000 کیلومتر بر ساعت هستند که بالاترین سرعت است.
2- نورهای مختلف دارای طول موجهای مختلف و شدت نور متفاوت هستند.
3- سرعت نور در محیطهای شفاف مختلف تغییر میکند.
طیف الکترومغناطیسی نور سفید:
همانطور که در شکل زیر دیده میشود نور قرمز دارای بیشترین طول موج 700 نانومتر و نور بنفش دارای کمترین موج 400 نانومتر میباشد.
کاربردهای لیزر
مقدمه
همه زمینه‌های مختلف علمی و فنی فیزیک- شیمی- زیست‌شناسی- الکترونیک و پزشکی را شامل میشود.همه این کاربردها نتیجه مستقیم همان ویژگیهای خاص نور لیزر است.
کاربرد لیزر در فیزیک و شیمی
اختراع لیزر و تکامل آن وابسته به معلومات پایه‌ای است که در درجه اول از رشته فیزیک و بعد از شیمی گرفته شده‌اند. بنابراین طبیعی است که استفاده از لیزر در فیزیک و شیمی از اولین کاربردهای لیزر باشند.
رشته دیگری که در آن لیزر نه تنها امکانات موجود را افزایش داده بلکه مفاهیم کاملاً جدیدی را عرضه کرده‌است طیف نمایی است. اکنون با بعضی از لیزرها می‌توان پهنای خط نوسانی را تا چند ده کیلوهرتز باریک کرد( هم در ناحیه مرئی و هم در ناحیه فروسرخ) و با این کار اندازه‌گیری‌های مربوط به طیف‌نمایی با توان تفکیک چند مرتبه بزرگی( 3 تا 6) بالاتر از روشهای معمولی طیف‌نمایی امکانپذیر میشوند. لیزر همچنین باعث ابداع رشته جدید طیف‌نمایی خطی شد که در آن تفکیک طیف‌نمایی خیلی بالاتر از حدی است که معمولاً با اثرهای پهن‌شدگی دوپلر اعمال میشود. این عمل منجر به بررسی‌های دقیق‌تری از خصوصیات ماده شده‌است.
در زمینه شیمی از لیزر هم برای تشخیص و هم برای ایجاد تغییرات شیمیایی برگشت‌ناپذیر استفاده شده‌است.( فوتو شیمی لیزری) بویژه در فون تشخیص باید از روشهای( پراکندگی تشدیدی رامان) و ( پراکندگی یک استوکس همدوس رامان)(CARS) نام ببریم. بوسیله این روشها می‌توان اطلاعات قابل ملاحظه‌ای درباره خصوصیات مولکولهای چند اتمی بدست آورد( یعنی فرکانس ارتعاشی فعال رامن – ثابتهای چرخشی و ناهمآهنگ بودن فرکانس). روش CARSهمچنین برای اندازه‌گیری غلظت و دمای یک نمونه مولکولی در یک ناحیه محدود از فضا بکار میرود. از این توانایی برای بررسی جزئیات فرآیند احتراق شعله و پلاسما( تخلیه الکتریکی) بهره‌برداری شده‌است.
شاید جالبترین کاربرد شیمیایی( دست‌کم بالقوه) لیزر در زمینه فوتو شیمی باشد. اما باید در نظر داشته‌باشیم بخاطر بهای زیاد فوتونهای لیزری بهره‌برداری تجاری از فوتو شیمی لیزری تنها هنگامی موجه است که ارزش محصول نهایی خیلی زیاد باشد. یکی از این موارد جداسازی ایزوتوپها است.
کاربرد در زیست‌شناسی
از لیزر بطور روزافزونی در زیست‌شناسی و پزشکی استفاده می شود. اینجا هم لیزر می تواند ابزار تشخیص و یا وسیله برگشت‌ناپذیر مولکولهای زنده یک سلول و یا یک بافت باشد.( زیست‌شناسی نوری و جراحی لیزری)
در زیست‌شناسی مهمترین کاربرد لیزر بعنوان یک وسیله تشخیص است. ما در اینجا تکنیکهای لیزری زیر را ذکر می‌کنیم:
الف) فلونورسان القایی بوسیله تپهای فوق‌العاده کوتاه لیزر در DNA در ترکیب رنگی پیچیده DNA و در مواد رنگی مؤثردر فتوسنتز
ب) پراکندگی تشدیدی رامان بعنوان روشی برای مطالعه ملکولهای زنده مانند هموگلوبین و یا رودوپسین( عامل اصلی در سازوکار بینایی)
ج) طیف‌نمایی همبستگی فوتونی برای بدست آوردن اطلاعاتی در مورد ساختار و درجه انبوهش انواع مولکولهای زنده.
د) روشهای تجزیه فوتونی درخشی پیکوثانیه برای کاوش رفتار دینامیکی مولکولهای زنده در حالت برانگیخته
بویژه باید از روشی موسوم به میکروفلونورمتر جریان یاد کرد. در اینجا سلولهای پستانداران در حالت معلق مجبور میشوند که از یک اتاقک مخصوص جریان عبور کنند که در آنجا ردیف میشوند و سپس یکی‌یکی از باریکه کانونی شده لیزر یونی آرگون عبور میکنند. با قراردادن یک آشکارساز نوری در جای مناسب می‌توان این کمیت‌ها را اندازه‌گیری کرد:
الف)نور ماده‌ای رنگی که به یک جزء خاص تشکیل دهنده سلول یعنی DNA متصل( که اطلاعاتی راجع به مقدار آن جزء تشکیل‌دهنده سلول را بدست میدهد( امتیاز میکورفلونورمتری جریان در این است که اندازه‌گیری‌ها را برای تعداد زیادی از سلولها در مدت زمان محدود میسر می‌سازد. به این وسیله می‌توانیم دقت خوبی برای اندازه‌گیری آماری داشته باشیم.
در زیست‌شناسی از لیزر برای ایجاد تغییر برگشت‌ناپذیر در ملکولهای زنده و یا اجزای تشکیل‌دهنده سلول هم استفاده میشود. بویژه تکنیکهای معروف به ریز- باریکه را ذکر می‌کنیم. در اینجا نور لیزر( مثلاً یک لیزر+Ar تپی) بوسیله یک عدسی شینی میکروسکوپ مناسب در ناحیه‌ای از سلول در حدود طول موج لیزر(5. )کانونی میشود منظور اصلی از این تکنیک مطالعه رفتار سلول پس از آسیبی است که با لیزر در ناحیه خاصی از آن ایجاد شده‌است.
در زمینه پزشکی بیشترین کاربرد لیزرها در جراحی است( جراحی لیزری) اما در بعضی موارد لیزر برای تشخیص نیز بکار میرود.( استفاده بالینی از میکروفلونورمتر جریان – سرعت‌سنجی دوپلری برای اندازه‌گیری سرعت خون- فلونورسان لیزری- اندوسکوپی نای برای آشکارسازی تومورهای ریوی در مراحل اولیه
در جراحی از باریکه کانونی شده لیزر(اغلب لیزر )بجای چاقوی جراخی معمولی( یا برقی) استفاده میشود. باریکه فروسرخ لیزر به شدت به وسیله مولکوهای آب موجود در بافت جذب میشود و موجب تبخیر سریع این مولکولها و در نتیجه برش بافت میشود.برتریهای اصلی چاقوی لیزری را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:
الف)دقت بسیار زیاد بویژه هنگامی که باریکه با یک میکروسکوپ مناسب هدایت شود( جراحی لیزر)
ب) امکان عمل در نواحی غیر قابل دسترس- بنابراین عملاً هر ناحیه از بدن را که با یک دستگاه نوری مناسب( مثلاً عدسی‌ها و آئینه‌ها) قابل مشاهده باشد می‌توان بوسیله لیزر جراحی کرد.
ج) کاهش فوق‌العاده خونروی در اثر برش رگهای خونی بوسیله باریکه لیزر( قطر رگی حدود
0/5 mm)
د) آسیب‌رسانی خیلی کم به بافتهای مجاور( حدود چند میکرومتر) اما در مقابل این برتریها باید اشکالات زیر را هم در نظر داشت:
الف) هزینه زیاد و پیچدگی دستگاه جراحی لیزری
ب) سرعت کمترچاقوی لیزری
ج) مشکلات قابلیت اعتماد و ایمنی مربوط به چاقوی لیزری
با این اشاره اجمالی به جراحی لیزری اکنون می‌خواهیم به شرح مفصل‌تری از تعدادی از این کاربردها بپردازیم. در چشم بیماران مبتلا به مرض قند استفاده شده‌است. در این مورد باریکه لیزر به وسیله عدسی چشم برروی شبکیه کانونی میشود. پرتو سبز لیزر به شدت بوسیله گلبولهای سرخ جذب میشود و اثر حرارتی حاصل باعث اتصال دوباره شبکیه با انعقاد رگهای آن میشود. اکنون لیزر استفاده روز افزونی در گوش و حلق و بینی پیدا کرده‌است. استفاده از لیزر در این شاخه از جراحی جذابیت خاصی دارد. زیرا با اعضایی مانند: نای-حلق- گوش میانی سروکار دارد که به علت عدم دسترسی به آنها جراحی معمولی مشکل است. اغلب در این مورد لیزر همراه با یک میکروسکوپ استفاده میشود. کاهش قابل ملاحظه درد و لخته‌شدن خون ارزش مجدد چاقوی لیزری را بیان میکند. در پوست درمانی اغلب از لیرز برای برداشتن خالها و معالجه امراض رگها استفاده میشود.
بالاخره استفاده از لیزرها در جراحی عمومی و جراحی غده امیدوارکننده است.
ارتباط نوری
استفاده از باریکه لیزر برای ارتباط در جو بخاطر دو مزیت مهم اشتغال زیادی برانگیخت:
الف) اولین علت دسترسی به پهنای نوار نوسانی بزرگ لیزر است. زیرا مقدار اطلاعات قابل انتقال روی یک موج حامل متناسب با پهنای نوار آن است. فرکانس موج حامل از ناحیه میکروموج بخ ناحیه نور مرئی به اندازه 4 10 برابر افزایش می‌یابد و در نتیجه امکان استفاده از یک پهنای بزرگتر را به ما میدهد.
ب)علت دوم طول موج کوتاه تابش است. چون طول موج لیزر نوعاً حدود4 10 مرتبه کوچکتر از امواج میکروموج است با قطر روزنه یکسان D واگرایی امواج میکروموج کوچکتر است. بنابراین برای دستیابی به این واگرایی آنتن یک سیستم اپتیکی میتواند به مراتب کوچکتر باشد. اما این دو امتیاز مهم با این واقعیت خنثی میشوند که باریکه نوری تحت شرایط دید ضعیف در جو به شدت تضعیف میشود. در نتیجه استفاده از لیزرها در ارتباط فضای باز( هدایت نشده) فقط در مورد این موارد توسعه یافته‌اند:
الف) ارتباط فضایی بین دو ماهواره و یا بین یک ماهواره و یک ایستگاه زمینی که در یک شرایط جوی مطلوب قرار گرفته‌است. لیزرهایی که در این مورد استفاده میشوند عبارتند از:
Nd:YAG ( با آهنگ انتقال 9 10 بیت در ثانیه) و یا نسبت به Nd:YAG دارای بازدهی بالاتری است ولی دارای این اشکال است که نیاز به سیتسم آشکارسازی پیچیده‌تری دارد و طول موج آن هم به اندازه 10 مرتبه بزرگتر از طول موج Nd:YAG است.
ب) ارتباطات بین دو نقطه در یک مسافت کوتاه مثلاً انتقال اطلاعات درون یک ساختمان برای این منظور از لیزرهای نیم‌رسانا استفاده میشود.
اما زمینه اصلی مورد توجه در ارتباطات نوری مبتنی بر انتقال از طریق تارهای نوری است. انتقال هدایت‌شده نور در تارهای نوری پدیده‌ای است که از سالها پیش شناخته شده‌است اما تارهای نوری اولیه فقط در مسافتهای خیلی کوتاه مورد استفاده قرار می‌گرفتند مثلاً کاربرد متعارف آنها در وسایل پزشکی برای اندسکوپی است. بنابراین در اواخر سال 1960 تضعیف در بهترین شیشه‌های نوری در حدودد 1000 دسی‌بل بر کیلومتر بود. از آن زمان پیشرفت تکنیکی شیشه و کوارتز باعث تغییر شگفت‌انگیز در این عدد شده‌است بطوریکه این تضعیف برای کوارتز به 5/0 دسی‌بل بر کیلومتر رسیده‌است.
این تضعیف فوق‌العاده کوچک آینده مهمی را برای کاربرد تارهای نوری در ارتباطات راه دور نوید میدهد.
سیستم ارتباطات تارهای نوری شامل یک چشمه نور یک جفت‌کننده نوری مناسب برای تزریق نور به یک تارها و در انتها یک فوتودیود است که بازهم به تار متصل شده‌است. تکرارکننده شامل یک گیرنده و یک گسیلنده جدید است. چشمه نور سیستم اغلب لیزرهای نیم‌رسانای ناهم پیوندی دوگانه است. اخیراً طول عمر این لیزرها تا حدود6 10 ساعت رسیده‌است. گرچه تاکنون اغلب لیزر گالیم ارسنیدGaAs استفاده شده‌است ولی روش بهتر استفاده از لیزرهای ناهم پیوندی است که در آنها لایه فعال ترکیبی از آلیاژ چهارگانه به صورت است. در این حالت لبه‌های p,n پیوندگاه از ترکیب دوگانه InP تشکیل شده‌است و با استفاده از ترکیب می‌توان ترتیبی داد که چهار آلیاژ چهارگانه‌ای شبکه‌ای که با InP جور شود با انتخاب صحیح x طول موج تابش را طوری تنظیم کرد که در اطراف 3/1 و یا اطراف 6/1 واقع شود که به ترتیب مربوط به دو مینیمم جذب در تار کوارتز هستند. بسته به قطر d هسته مرکزی تار ممکن است از نوع تک‌مد باشد برای آهنگ انتقال متداول فعلی حدود 50 مگابیت در ثانیه معمولاً از تارهای چند مدی استفاده میشود برای آهنگ انتقال بیشتر تارهای تک‌مدی مناسبتر به نظر میرسند. گیرنده معمولاً یک فوتودیود بهمنی است اگرچه ممکن است از یک دیود PIN و یک دیود تقویت‌کننده حالت جامد مناسب نیز استفاده کرد.
اندازه‌گیری و بازرسی
خصوصیات جهت‌بندی درخشایی وتکفامی لیزر باعث کاربردهای مفید زیادی برای اندازه‌گیری و بازرسی در رشته مهندسی سازه و فرآیند صنعتی کنترل ابزار ماشینی شده‌است. در این بخش تعیین فاصله بین دو نقطه و بررسی آلودگی را نیز مدنظر قرار می‌دهیم.
یکی از معمولترین استفاده‌های صنعتی لیزر هم‌محور کردن است. برای اینکه یک خط مرجع مستقیم برای هم‌محور کردن ماشین‌آلات در ساخت هواپیما و نیز در مهندسی سازه برای ساخت بناها، پلها و یا تونلها داشته‌باشیم استفاده از جهت‌مندی نیز سودمند است. در این زمینه لیزر بخوبی جای وسایل نوری مانند کلیماتور و تلسکوپ را گرفته‌است.
معمولاً از یک لیزر هلیم- نئون کم استفاده میشود و هم‌محور کردن عموماً به کمک آشکارسازهای حالت جامد به شکل ربع دایره‌ای انجام میشود. محل برخورد باریکه لیزر روی گیرنده با مقدار جریان نوری روی هر ربع دایره معین میشود. در نتیجه هم‌محور شدن بستگی به یک اندازه‌گیری الکتریکی دارد و در نتیجه نیازی به قضاوت بصری آزمایشگر نیست. در عمل دقت ردیف‌شدن ازحدود 5 تا حدود 25 بدست آمده‌است.
از لیزر برای اندازه‌گیری مسافت هم استفاده شده‌است. روش استفاده از لیزر بستگی به بزرگی طول مورد نظر دارد.
برای مسافتهای کوتاه تا 50 متر روشهای تداخل‌سنج بکار گرفته میشوند که در آنها از یک لیزر هلیم- نئون پایدار شده فرکانسی بعنوان منبع نور استفاده میشود. برای مسافتهای متوسط تاحدود 1 کیلومتر روشهای تله‌متری شامل مدوله‌سازی دامنه بکار گرفته میشود. برای مسافتهای طولانی‌تر می‌توان زمان در راه‌بودن تپ نوری را که از لیزر گسیل شده‌است و ازجسمی بازتابیده میشود اندازه‌گیری کرد.
در اندازه‌گیری تداخل‌سنجی مسافت از تداخل‌سنج مایکلسون استفاده میشود. باریکه لیزر بوسیله یک تقسیم‌کننده نور به یک باریکه اندازه‌گیری و یک باریکه مرجع تقسیم میشود باریکه مرجع با یک آئینه ثابت بازتابیده میشود در حالیکه باریکه اندازه‌گیری از آئینه‌ای که به جسم مورد اندازه‌گیری متصل شده‌است بازتاب پیدا میکند. سپس دو باریکه بازتابیده مجدداً با یکدیگر ترکیب میشوند بطوریکه با هم تداخل میکنند و دامنه ترکیبی آنها با یک آشکارساز اندازه‌گیری میشود. هنگامی که محل جسم در جهت باریکه نصف طول موج لیزر تغییر کند سیگنال تداخل از یک ماکزیموم به یک مینیموم می‌رسد و سپس دوباره ماکزیموم میشود. بنابراین یک سیستم الکترونیکی شمارش فریزها میتواند اطلاعات مربوط به جایجایی جسم را بدست دهد. این روش اندازه‌گیری معمولاً در کارگاههای ماشین‌تراش دقیق مورد استفاده قرار میگیرد و امکان اندازه‌گیری طول با دقت یک در میلیون را میدهد. باید یادآوری کرد که در این روش فقط می‌توان فاصله را نسبت به یک مبدأ اندازه‌گیری کرد. برتری این روش در سرعت دقیق و انطباق با سیستم‌های کنترل خودکار است.
برای فاصله‌های بزرگتر از روش تله‌متری مدوله‌سازی دامنه استفاده میشود و فاصله روی اختلاف فاز بین دو باریکه لیزر مدوله میشود و فاصله از روی اختلاف فاز بین دو باریکه گسیل شده و بازتابیده معین می‌وشد. باز هم دقت یک در میلیون است. از این روش در مساحی زمین و نقشه‌کشی استفاده میشود برای فواصل طولانی تر از 1 کیلومتر فاصله با اندازه‌گیری زمان پرواز یک تپ کوتاه لیزری گسیل شده از لیزر یاقوت و یا لیزر انجام میگیرد. این کاربردها اغلب اهمیت نظامی دارند و در بخشی جداگانه بحث خواهد شد کاربردهای غیرنظامی مانند اندازه‌گیری فاصله بین ماهد و زمین با دقتی حدود 20 سانتیمتر و تعیین برد ماهواره‌ها هم قابل ذکر است.
درجه بالای تکفامی لیزر امکان استفاده از آن را برای اندازه‌گیری سرعت مایعات و جامدات به روش سرعت‌سنجی دوپلری فراهم می‌سازد. در مورد مایعات می‌توان باریکه لیزر را به مایع تابانده و سپس نور پراکنده شده از آن را بررسی کرد. چون مایع روان است فرکانس نور پراکنده شده بخاطر اثر دوپلر کمی با فرکانس نور فرودی تفاوت دارد. این تغییر فرکانس متناسب با سرعت مایع است. بنابراین با مشاهده سیگنال زنش بین دو پرتو نور پراکنده شده و نور فرودی دریک آشکارساز می‌توان سرعت مایع را اندازه‌گیری بدون تماس انجام میشود ونیز بخاطر تکفامی بالای نور لیزر برای برد وسیعی از سرعتها خیلی دقیق است.
یکی از سرعت‌سنجهای خاص لیزر اندازه‌گیری سرعت زاویه‌ای است. وسیله‌ای که برای این منظور طراحخی شده‌است ژیروسکوپ لیزر نامیده میشود و شامل لیزری است که کاواک آن به شکل حلقه‌ای است که از سه آئینه بجای دو آئینه معمول استفاده میشود. این لیزر میتواند نوسان مربوط به انتشار نور را هم در جهت عقربه ساعت و هم در خلاف آن به دور حلقه تآمین کند. فرکانسهای تشدیدی مربوط به هر دو جهت انتشار را می‌توان با استفاده از این شرط که طول تشدیدکننده( حلقه‌ای) برابر مضرب صحیحی از طول موج باشد بدست آورد. اگر حلقه در حال چرخش باشد در مدت زمانی که لازم است نور یک دور کامل بزند زاویه آئینه‌های تشدیدکننده به اندازه یک مقدار خیلی کوچک ولی محدود حرکت خواهد کرد. طول مؤثر برای باریکه‌ای در همان جهت چرخش تشدیدکننده می‌چرخد کمی بیشتر از باریکه‌ای است که در جهت عکس می‌چرخد. در نتیجه فرکانسهای دوباریکه‌ای که در خلاف جهت یکدیگر می‌چرخند کمی تفاوت دارد و اختلاف این فرکانسهای متناسب با سرعت زاویه‌ای تشدیدکننده است. با ایجاد تنش بین دو باریکه می‌توان سرعت زاویه‌ای را اندازه‌گیری کرد. زیروسکوپ لیزری امکان اندازه‌گیری با دقتی را فراهم میکند که قابل مقایسه با دقت پیچیده‌ترین و گرانترین ژیروسکوپ‌های معمولی است.
کاربرد مصرفی دیگر و یا به عبارت بهتر کاربرد مصرفی واقعی عبارت از دیسک ویدئویی و دیسک صوتی است. یک دیسک ویدئو حامل یک برنامه ویدئویی ضبط‌شده است که می‌توان آن را برروی دستگاه تلویزیون معمولی نمایش داد. سازندگان دیسک ویدئویی اطلاعات را با استفاده از یک ساینده روی آن ضبط میکنند که این اطلاعات بوسیله لیزر خوانده میشود. یک روش معول ضبط شامل برشهای شیاری با طولها و فاصله‌های مختلف است عمق این شیارها 4/1 طول موج لیزر است که از آن در فرآیند خواندن استفاده میشود. درموقع خواندن باریکه لیزر طوری کانونی میشود که فقط برروی یک شیار بیفتد. هنگامی که شیار در مسیر تکه باریکه لیزر واقع شود بازتاب بخاطر تداخل ویرانگر بین نور بازتابیده از دیوارهای شیار و به آن کاهش پیدا میکند. به عکس نبودن شیار باعث بازتاب قوی میشود بدین ظریق می‌توان اطلاعات تلویزیونی را به صورت رقمی ضبط کرد.
کاربرد دیگر ضبط لیزرها نوشتن و خواندن اطلاعات در حافظه نوری در کامپیوترهاست طیف‌های حافظه نوری هم در توان دسترسی به چگالی اطلاعات حدود مرتبه طول موج است.تکنیک ضبط عبارت است از ایجاد سوراخهای کوچکی در یک ماده مات یا نوعی تغییر خصوصیت عبور و بازتاب ماده زیر لایه که با استفاده از لیزرهای با توان کافی حاصل میشود و حتی میتواند فیلم عکاسب باشد. اما هیچیک از این زیرلایه‌ها را نمیتوان پاک کرد. حلقه‌های قابل پاک‌کردن براساس گرما مغناطیسی فروالکتریک و فوتوکرومیک ساخته شده‌اند. همچنین حافظه‌های نوری با استفاده از تکنیک تمام‌نگاری نیز طراحی شده‌اند. نتیجتاً اگرچه از لحاظ فنی امکان ساخت حافظه‌های نوری بوجود آمده‌است ولی ارزش اقتصادی آنها هنوز جای بحث دارد.
آخرین کاربردی که در این بخش اشاره می‌کنیم گرافیک لیزری است. در این تکنیک ابتدا باریکه لیزر بوسیله یک سیستم مناسب رویشگر برروی یک صفحه حساس به نور کانونی میشود و در حالیکه شدت لیزر بطور همزمان با روبش از نظر دامنه مدوله میشود بطوری که بتوان آنرا بوسیله کامپیوتر تولید کرد.( مانند سیستم‌های چاپ کامپیوتری بدون تماس)و یا آنها را به صورت سیگنال الکتریکی از یک ایستگاه دور یافت کرد( مانند پست تصویری). در مورد اخیر می‌توان سیگنال را بوسیله یک سیتسم خواننده مناسب با کمک لیزر تولید کرد. وسیله خواندن در ایستگاه دور شامل لیزر با توان کم است که باریکه کانونی‌شده آن صفحه‌ای را که باید خوانده شو می‌روبد. یک آشکارساز نوری باریکه پراکنده از نواحی تاریک و روشن روی صفحه را کنترل میکند و آنرا به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند. سیستم‌های لیزری رونوشت اکنون بطور وسیعی توسط بسیاری از ناشران روزنامه‌ها برای انتقال رونوشت صفحات روزنامه بکاربرده میشود.
کاربردهای نظامی
کاربردهای نظامی لیزر همیشه عمده‌ترین کاربردهای آن بوده‌است. فعلاَ مهمترین کاربردهای نظامی لیزر عبارتند از: الف) فاصله یابهای لیزری ب) علامت‌گذارهای لیزری ج) سلاح هدایت انرژی
فاصله یک لیزری مبتنی بر همان اصولی است که در رادارهای معمولی از آنها استفاده میشود. یک تپ کوتاه لیزری( معمولاً با زمان 10 تا 20 نانوثانیه) به سمت هدف نشانه‌گیری میشود و تب پراکنده برگشتی بوسیله یک دریافت‌کننده مناسب نوری که شامل آشکارساز نوری است ثبت میشود. فاصله مورد نظر با اندازه‌گیری زمان پرواز این تپ لیزری بدست میآید. مزایای اصلی فاصله‌یاب لیزری را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:
الف) وزن، قیمت و پیچیدگی آن به مراتب کمتر از رادارهای معمولی است.
ب) توانایی اندازه‌گیری فاصله حتی برای هنگامی که هدف در حال پرواز در ارتفاع بسیار کمی از سطح زمین و یا دریا باشد.
اشکال عمده این نوع رادار در این است که باریکه لیزر در شرایط نامناسب رؤیت به شدت در جو تضعیف میشود فعلاً چند نوع از فاصله‌یابهای لیزری با بردهای تا حدود 15 کیلومتر مورد استفاده‌اند:
الف) فاصله‌یابهای دستی برای استفاده سرباز پیاده( یکی از آخرین مدلهای آن در آامریکا ساخته شده که در جیب جای میگیرد و وزن آن با باتری حدود 500 گرم است.
ب) سیستم‌های فاصله‌یاب برای استفاده در تانکها
ج) سیتسم‌های فاصله‌یاب مناسب برای دفاع ضدهوایی
اولین لیزرهایی که در فاصله‌یابی از آنها استفاده شد لیزرهای یاقوتی با سوئیچ Q بودند. امروزه فاصله‌یابهای لیزری اغلب براساس ننودمیم یا سوئیچ Q طراحی شده‌اند. گرچه لیزرهای CO نوعTEA در بعضی موارد( مثل فاصله‌یاب تانکها) جایگزین جالبی برای لیزرهای ننودمیم است.
دومین کاربرد نظامی لیزر در علامت‌گذاری است. اساس کار علامت‌گذاری لیزری خیلی ساده است: لیزری که در یک مکان سوق‌الجیشی قرار گرفته‌است هدف را روشن می‌سازد بخاطر روشنایی شدید نور هنگامی که هدف بوسیله یک صافی نوری یا نوار باریک مشاهد شود به صورت یک نقطه روشن به نظر خواهد رسید. سلاح که ممکن است بمب-موشک و یا اسلحه منفجرشونده دیگری باشد بوسیله سیتسم احساسگر مناسب مجهز شده‌است. در ساده‌ترین شکل این احساسگر میتواند یک عدسی باشد که تصویر هدف را به یک آشکارساز نوری ربع دایره‌ای که سیستم فرمان حرکت سلاح را کنترل میکند انتقال میدهد و بنابراین میتواند آنرا به سمت هدف هدایت کند. به این ترتیب هدف‌گیری با دقت بسیار زیاد امکانپذیر است.(دقت هدف‌گیری حدود 1 متر از یک فاصله 10 کیلومتری ممکن به نظر می‌رسد.) معمولاً لیزر از نوعNd:YAG است. درحالیکه لیزرهای بخاطر پیچیدگی آشکارسازهای نوری( که مستلزم استفاده د دماهای سرمازایی است)نامناسب‌اند. علامت‌گذاری ممکن است از هواپیما، هلیکوپتر و یا از زمین انجام شود.( مثلاً با استفاده از یک علامت‌گذار دستی).
اکنون کوشش قابل ملاحظه‌ای هم در آمریکا و هم در روسیه برای ساخت لیزرهایی که به عنوان سلاح‌های هدایت انرژی بکار میروند اختصاص یافته‌است. در مورد سیستم‌های قوی لیزری مورد نظر با توان احتمالاً در حدود مگاوات( حداقل برای چند ده‌ثانیه) یک سیستم نوری باریکه لیزر را به هدف( هواپیما، ماهواره یا موشک) هدایت میکند تا خسارت غیر قابل جبرانی به وسایل احساسگر آن وارد کند و یا اینکه چنان آسیبی به سطح آن وارد کند که نهایتاً در اثر واکنشهای پروازی دچار صدمه شود سیستم‌های لیزر مستقر در زمین بخاطر اثر معروف به شوفایی گرمایی که درجو اتفاق میافتد فعلاً چندان عملی بنظر نمی‌رسد. جو زمین توسط باریکه لیزر گرم می شود و این باعث میشود که جو مانند یک عدسی منفی باریکه را واگرا سازد با قراردادن لیزر در هواپیمای در حال پرواز در ارتفاع بالا و یا در یک سفینه فضایی می‌توان از این مسأله اجتناب ورزید.
اطلاعات موجود در این زمینه‌ها به علت سری‌بودن آنها اغلب ناقص و پراکنده‌اند. اما بنظر می‌رسد که این سیستمها کلاً شامل باریکه‌هایی پیوسته با توان 5 تا 10 مگاوات( برای چند ثانیه) با یک وسیله هدایت اپتیکی به قطر 5 تا 10 متر باشند مناسبترین لیزرها برای اینگونه کاربردها احتمالاً لیزرهای شیمیایی‌اند(DF یا HF ). لیزرهای شیمیایی بویژه برای سیستم‌های مستقر در فضا جالب‌اند زیرا توسط آنها می‌توان انرژی لازم را به صورت انرژی ذخیره فشرده به شکل انرژی شیمیایی ترکیب‌های مناسب تأمین کرد.
تمام‌نگاری
تمام‌نگاری(هولوگرافیhttp://www.holographer.org ) یک تکنیک انقلابی است که عکسبرداری سه‌بعدی
(یعنی کامل) از یک جسم و یا یک صحنه را ممکن میکند. این تکنیک در سال 1948 توسط گابور ابداع شد( در آن زمان بمنظور بهتر کردن توان تفکیک میکروسکوپ الکترونیکی پیشنهاد شد) و به صورت یک پیشنهاد عملی در آمد و اما قابلیت واقعی این تکنیک پس از اختراع لیزر نشان داده شد.
اساس تمام‌نگاری به این صورت است که باریکه لیزر بوسیله آئینه که قسمتی از نور را عبور میدهد به دو باریکه( بازتابیده و عبوری) تقسیم میشوند. باریکه بازتابیده مستقیماً به صفحه حساس به نور برخورد میکند درحالی که باریکه عبوری جسمی را که باید تمام‌نگاری شود روشن میکند. به این ترتیب قسمتی از نوری که از جسم پراکنده شده هم روی صفحه حساس( فیلم) میافتد. به علت همدوس‌بودن باریکه‌ها یک نقش تداخلی از ترکیب دو باریکه روی صفحه تشکیل می شود. حالا اگر این فیلم ظاهر شود و تحت بزرگنمایی کافی بررسی شود می‌توانا این فریزهای تداخلی را مشاهده کرد. فاصله بین دو فریز تاریک متوالی معمولاً حدود 1 میکرومتر است. این نقش تداخلی پیچیده است و هنگامی که صفحه را بوسیله چشم بررسی می‌کنیم بنظر نمی‌رسد که حامل تصویر مشابه با جسم اولیه باشد اما این فریزهای تداخلی در واقع حامل ضبط کاملی از جسم اولیه است.
حال فرض کنید که صفحه ظاهر شده را دوباره به محلی که در معرض نور قرار داشت بازگردانیم و جسم تحت مطالعه را برداریم باریکه بازتابیده اکنون با فریزهای روی صفحه برهمکنش میکنند و دوباره در پشت صفحه یک باریکه پراشیده ایجاد میکند بنابراین ناظری که به صفحه نگاه میکند جسم را درپشت صفحه می‌بیند طوریکه انگار هنوز هم جسم در آنجاست.
یکی از جالبترین خصوصیات تمام‌نگاری این است که جسم بازسازی شد رفتار سه‌بعدی نشان میدهد بنابراین با حرکت‌دادن چشم از محل تماشا می‌توان طرف دیگر جسم را مشاهده کرد. توجه کنید که برای ضبط تمام‌نگار باید سه شرط اصلی را برآورد: الف) درجه همدوسی نور لیزر باید به اندازه کافی باشد تا فریزهای تداخلی در روی صفحه تشکیل شود.ب) وضعیت نسبی جسم، صفحه و باریکه لیزر نباید در هنگام تاباندن نور به صفحه که حدود چند ثانیه طول می‌کشد تغییر کند درواقع تغییر محل نسبی باید کمتر از نصف طول موج لیزر باشد تا از درهم‌شدن نقش تداخلی جلوگیری کند. ج) قدرت تفکیک صفحه عکاسی باید به اندازه کافی زیاد باشد تا بتواند فریزهای تداخلی را ضبط کند.
تمام‌نگاری بعنوان یک تکنیک ضبط و بازسازی تصویر سه‌بعدی بیشترین موفقیت را تاکنون در کاربردهای هنری داشته‌است تا در کاربردهای علمی. اما براساس تمام‌نگاری از یک تکنیک تداخل سنجی تمام نگاشتی در کاربردهای علمی به عنوان وسیله‌ای برای ضبط و اندازه‌گیری واکنشها و ارتعاشات اجسام سه‌بعدی استفاده شده‌است.
لوح فشرده
دانش‌نامه رشد
CD
CDوDVD دو رسانه ذخیره‌سازی اطلاعات بوده که امروزه در عرصه‌های متفاوتی نظیر : موزیک، داده و نرم‌افراز استفاده می‌گردند. رسانه‌های فوق بعنوان محیطذخیره‌سازی استاندارد برای جابجایی حجم بالایی از اطلاعات مطرح شده‌اند. دیسک‌های فشرده، ارزان قیمت بوده و بسادگی قابل استفاده هستند. در صورتیکه کامپیوتر شما دارای یک دستگاه CD-R است، میتوانید CD مورد نظر خود را با اطلاعات دلخواه ایجاد نمایید.
مبانی دیسک‌های فشرده(CD) یک CD قادر به ذخیره‌سازی 74 دقیقه موزیک است. ظرفیت دیسک‌های فوق بر حسب بایت معادل 783 مگا بایت است. قطر این دیسک‌ها دوازده سانتیمتر است. CDاز جنس پلاستیک بوده و دارای ضخامتی معادل چهار‌صدم یک اینچ است. بخش اعظم یکCD شامل پلاستیک پلی‌کربنات تزریقی است. در زمان تولید، پلاستیک فوق توسط ضربات میکرسکوپی (برآمدگی)، نشانه‌گذاری شده و یک شیار حلزونی(مارپیچ) پیوسته از داده، ایجاد میگردد. زمانیکه قسمت شفاف پلی‌کربنات شکل‌دهی میشود، یک لایه نازک انعکاس‌پذیر آلومینیوم به درون دیسک پرتاب و برآمدگیهای ایجاد شده را می‌پوشاند. در ادامه یک لایه آکریلیک بمنظور حفاظت بر روی سطح آلومینیومی پخش میگردد. در نهایت برچسب بر روی آکریلیک نوشته میشود. (حک میگردد)
CDدارای یک شیار حلزونی(مارپیچ) داده است. دوایر از قسمت داخل دیسک شروع و بسمت بیرون دیسک ختم میشوند. با توجه به اینکه شیار مارپیچ از مرکز آغاز میگردد، بنابراین قطر یک CDمیتواند کوچکتر از 12 سانتیمتر باشد. اگر داده‌هایی که بر روی یک CD ذخیره میگردد را استخراج و جملگی آنها را در یک سطح مسطح قرار دهیم، پهنایی به اندازه نیم میکرون و طولی به اندازه پنج کیلومتر را شامل خواهند شد!
CD Player
Cdplayer مسئولیت یافتن و خواندن اطلاعات ذخیره شده بر روی یک CDرا بر عهده دارد. یک Cddrive دارای سه بخش اساسی است:
• یک موتور که باعث چرخش دیسک میگردد. چرخش موتور فوق 200 و 500 دور در دقیقه با توجه به شیاری است می‌بایست خوانده شود.
• یک لیزر و یک سیستم لنز که برآمدگیهای موجود بر روی CDرا خواهند.
• یک مکانیزم ردیابی بمنظور حرکت لیزر بگونه‌ای که پرتو نور قادر به دنبال نمودن شیار حلزونی باشد.
CD player یک نمونه مناسب از آخرین فنآوری‌های موجود در زمینه کامپیوتر است. در سیستتم فوق داده‌ها به شکل قابل فهم و بصورت بلاک‌هایی از داده شکل‌دهی شده و برای یک مبدل دیجیتال به آنولوگـ(زمانیکهCD صوتی باشد) و با یک کامپیوتر(زمانیکه یک درایوCD-ROM) ارسال خواهد شد. پس از تابش نور بر روی سطح دیسک(برآمدگی‌ها)، بازتابش آن از طریق یک چشم الکترونیکی کنترل میگردد. در صورتیکه بازتابش نور دقیقاً برروی چشم الکترونیکی منطبق گردد. عدد یک تشخیص داده شده و در صورتیکه بازتابش برچشم الکترونیکی نباشد، عدد صفر تشخیص داده خواهد شد. پس از تشخیص فوق( صفر و یا یک) اطلاعات بصورت سیگنالهای دیجیتال شکل‌دهی خواهند شد. در ادامه سیگنالهای فوق در اختیار یک تبدیل کننده قرارخواهند گرفت. تبدیل‌کننده سیگنالهای دیجیتال را به آنالوگ تبدیل خواهد کرد. اگر CD مورد نظر حاوی اطلاعات صوتی( موزیک) باشد. در ادامه سیگنالهای آنالوگ در اختیار یک تقویت‌کننده آنالوگ قرار گرفته و پس از تقویت سیگنال مربوطه امکان شنیدن صوت از طریق بلندگوی کامپیوتر بوجود خواهد آورد.
وظیفه اولیهCD player تمرکز لیزربر روی شیار برآمدگیهای ایجاد شده‌است. پرتوهای نور از بین لایه پلی‌کربنات عبور و توسط آلومینیوم بازتابش خواهند شد. یک چشم الکترونیکی (electronic Opto) از تغییرات بوجود آمده در نور استنباطات خود را خواهد داشت. با توجه به برآمدگیهای موجود در سطح دیسک، بازتایش نور منعکس‌شده تفاوت‌های موجود را مشخص و چشم‌الکترونیکی تغییرات حاصل از انعکاس را تشخیص خواهد داد. الکترونیک‌های موجود در درایو تغییرات نور منعکس‌شده را بمنظور خواندن بیت‌ها، تفسیر می‌نماید.
مشکل‌ترین بخش سیستم فوق نگهداری پرتوهای نور در مرکزیت شیارهای داده‌است. عملیات فوق برعهده« سیستم ردیاب» است. سیستم فوق مادامیکه CD خوانده میشود. بصورت پیوسته لیزر را حرکت و آنرا از مرکز دیسک دور خواهد کرد. به موازات حرکت خطی فوق، موتور مربوطه
(Spindle motor) می‌بایست سرعت CD را کاهش داده تا در هر مقطع زمانی اطلاعات با یک نسبت ثابت از سطح دیسک خوانده شوند.
فرمت‌های داده
CD اطلاعات برروی یک CD با استفاده از یک درایو فایل نوشتن، ثبت می‌گردند. در صورتیکه قصد ایجاد یک صوتی و یا یک CD داده را داشته باشید می‌توان با استفاده از نرم‌افزارهای مربوط به نوشتن برروی CDاین کار را انجام داد. فرمت ذخیره‌سازی داده‌ها توسط نرم‌افزار مربوطه تعیین خواهد شد. فرآیند فرمت داده برروی CD بسیار پیچیده است. بمنظور شناخت نخوه ذخیره‌سازی داده‌ها برروی CD لازم است که با تمام شرایط ممکن برای رمزگشایی داده‌ها را که مورد نظر طراحان مربوطه است شناخت مناسبی پیدا شود.
با توجه به اینکه لیزر با استفاده از Bumps داده‌های مارپیچ را دنبال می‌نماید. نمیتواند فضای خالی اضافه(Gap) در شیار وجود داشته‌باشد. بمنظور حل مشکل فوق از روش رمزگشایی (EFM)eight – fourteen modulation استفاده میشود. در روش فوق هشت بیت به چهارده بیت تبدیل شده و این تضمین توسط EFM داده خواهد شد که برخی از بیت‌ها یک خواهند بود. با توجه به اینکه لازم است لیزر بین« آهنگ‌های متفاوت» حرکت نماید( حرکت بر روی شیارها)، داده‌ها نیازمند روشی هستند که با استفاده از آن بصورت موزیک رمزگشایی شده و به درایو اعلام نمایند که موقعیت هر کدام کجاست؟ بمنظور حل مشکل فوق از روشی با نام
Subcode Data استفاده میشود. کدهای فوق قادر به رمزگشایی موقعیت نسبی و مطلق لیزر در شیار خواهند بود.
با توجه به اینکه لیزر ممکن است یک Bumps را بخواند، روشی برای مشخص‌نمودن خطای مربوط به خواندن یک بیت می‌بایست استفاده گردد. بمنظور حل مشکل فوق بیت‌های بیشتری اضافه گردد. بدین ترتیب درایو مربوطه امکان تشخیص و تصحیح خطاهای مربوطه به تک بیت‌ها را پیدا خواهد کرد.
برای ذخیره‌سازی داده برروی CD ، فرمت‌هی متفاوتی استفاده میگردد. دو فرمت CD-DA
(صوتی) و CD-ROM ( داده) رایجترین روشهای این زمینه میباشند.
شکل 3( بالا)
لیست کوتاهی از لیزرهای با جنس گوناگون در زیر آورده شده‌است.
488 blue Ar Argon ion
515 green
532 green KTP Frequency doubled
(Nd:YAG)
647 red
568 yellow Kr Krypton ion
531 green
632 red He- Ne Helium- neon
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلی
لیزر این نور شگفت از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر ، آنرا از نورهای ایجاد شده از سایر منابع متمایز می‌سازد. از نخستین روزهای تکنولوژی لیزر ، به خواص مشخصه آن پی برده شد. و ما بصورتی گزینشی به این خواص از ماهیت فرآیند لیزر می‌پردازیم که خود این خواص بستری عظیم برای کاربردهای وسیع این پدیده ، در علوم مختلف بخصوص صنعت و پزشکی و ... ایجاد کرده است. به جرأت می‌توان گفت پیشرفت علوم بدون تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست.
شاید مهترین بخش فیزیک اتمی بحث مربوط به فیزیک لیزر باشد.
می دانید که با دادن انرژی به الکترونهای یک اتم می توان آنها را به مدارهای بالاتری برد. (حتماً با این تصویر کلاسیک که الکترون ها مدارهایی با انرژی مشخصی به دور هسته وجود دارند، آشنایید.) اما این خانه جدید برای الکترونها خیلی وضعیت پایداری ندارد و الکترونها ترجیح می دهند با پس دادن انرژی به مدار اصلی خودشان برگردند. این انرژی به صورت یک فوتون با فرکانس مشخص آزاد می شود. یعنی یک واحد انرژی ... اما می دانید که نور از همین فوتونها ساخته می شود. پس اگر با تعداد زیادی از اتمها به طور هم زمان این کار را انجام دهیم، می توانیم پرتو نوری تک فرکانس ایجاد کنیم. علاوه بر اینکه با روشهایی و دقت هایی می توان پرتوهای هم فاز تولید کرد. زیاد نمی خواهیم راجع به لیزر و ویژگیهای آن توضیح دهیم اما همین مهم است که بدانیم که این پدیده اساس تولید پرتوهای لیزر است. کلمه لیزر که انگلیسی آن
"LASER"
"است مخفف عبارت:" شدت بخشی نور با استفاده از انتشار تحریک شده تابش است.
(Light Amplification by the stimulated Emission of Rodiation)
اما سوال مهم این است که برای داشتن لیزر با ویژگیهای خاص از اتمهای چه موادی، در چه شرایطی (غلظت، دما، فشار، ......) می توان استفاده کرد.
پاسخ بیشتر این سوالات در آزمایشگاه به دست می آیند، پس فیزیک لیزر جزو مباحث تجربی فیزیک جای می گیرد.در ایران نیز مراکزی چون مرکز تحقیقات لیزر، سازمان انرژی اتمی و ... مهمترین مراکزی هستند که پذیرای فیزیکدانان اتمی و لیزر هستند.
آنچه که سبب می شود پرتو لیزر از نورهای دیگر متمایز شود در حقیقت ویژگیهای منحصر بفرد آن است که در هیچ منبع نوری دیگر یافت نمی شود. چهار ویژگی عمده لیزر عبارتند از:
1- همدوسی 2- تک رنگی
3- واگرایی کم 4- موازی بودن پرت
نگاه اجمالی
لیزر کشفی علمی میباشد که به عنوان یک تکنولوژی در زندگی مدرن جا افتاده است. لیزرها به مقدار زیاد در تولیدات صنعتی ، ارتباطات ، نقشه برداری و چاپ مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین لیزر در پژوهشهای علمی و برای محدوده وسیعی از دستگاههای علمی، موارد مصرف پیدا کرده است. برتری لیزر در این است که از منبعی برای نور و تابشهای کنترل شده ، تکفام و پرتوان تولید میکند. تابش لیزر ، با پهنای نوار طیفی باریک و توان تمرکزیابی شدید ، چندین برابر درخشانتر از نور خورشید است
دیدکلی
از هنگام بوجود آمدن لیزر به علت دارا بودن محسنات خلوص فرکانسی ، پهنای باند و سیع ، راستاوری خوب و غیره ، بررسی موارد کاربرد آن به عنوان حامل در مخابرات و در نتیجه بکار گیری محاسن فوق تا کنون ادامه داشته است. در ابتدا گفته می‌شد به علت اینکه فرکانسها صدها هزار برابر میشود (حدود 105 برابر) ، تعداد کانالها افزایش می‌یابد که با ارزیابی خوشبینانه تری توام گشته است. استفاده از نور در مخابرات با پیدایش انسان شروع شد و بعد از اختراع لیزر ، دانشمندان توجه خاصی به استفاده از نور جهت انتقال اطللاعات مبذول داشتند. استفاده از لیزر نیم رسانا و تار نوری با تلفات کم از پیشرفتهای مهم در این خصوص بوده است
ریشه لغوی Laser
کلمه لیزر
از حروف ابتدای عبارت "تقویت نور بوسیله گسیل القایی تابش"
(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
در لاتین ساخته شده است که معمولاً در طول موجهای مادون قرمز نزدیک ، مرئی و ماورای بنفش طیف الکترومغناطیس میباشد. به گسیلهای لیزر گونه طول موجهای بلندتر ناحیه میکروویو "میزر"
گفته میشود. لیزر اصولاً به منبع نور همدوس و تکرنگ گفته میشود
تاریخچه
میمن برای نخستین بار لیزر یاقوت را در سال 1959 ساخت.پس از دو سال آقای ایمان اخوان، دانشمند ایرانی برای نخستین بار لیزر گازی هلیوم- نئون را ساخت.
از حدود سال 1966 لیزر نیم رسانا در مخابرات نوری در ژاپن و آمریکا مورد توجه قرار گرفت و نسبت به امکان مد گردانی مستقیم آن تا فرکانسهای فوق‌العاده زیاد شناخت حاصل شده است.
پیشنهاد استفاده از گسیل القایی از یک سیستم با جمعیت معکوس برای تقویت امواج میکروویو بطور مستقل بوسیله وبر ،جوردون،زیگر،باسو،تانز و پروخورو داده شد. اولین استفاده عملی از چنین تقویت کننده‌هایی توسط گروه جوردون ، زیگر و تاونز در دانشگاه کالیفرنیا انجام شد.این گروه نام میزر را که از ابتدای حروف تشکیل شده بود برای آن برگزیدند:
"Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation"
اولین میزر با استفاده از گذار میکروویو در مولکولهای آمونیاک ساخته شد. در سال 1958 اولین بار پیشنهاد فعالیت میزر در فرکانسهای نوری در مقاله‌ای توسط اسکاولو و تاونز داده شد.
در سال 1960 یعنی کمتر از دو سال دیگر ، میلمن موفق به ساخت لیزر پالسی یاقوت شد. این لیزر کار
که لیزر گازی هلیوم نئون بود، در سال 1961 توسط علی جوان ایرانی ساخته شد. در سال 1962 نیز پیشنهاد لیزرهای نیمه هادی مطرح گردید.
سیر تحول و رشد
با پیشرفت روزافزون مکانیک کوانتومی و جنبه‌های ذره‌ای نور و تولید آینه‌هایی با توان بالا دانشمندان لیزرهایی را با توان خروجی بهتر(لیزرهای توان بالا) و همدوسی بالاتر ساخته شدند.
اختراع لیزر به سال 1958 با نشر مقالات علمی در رابطه با میزر اشعه مادون قرمز و نوری بر میگردد. نشر مقالات مذکور سبب افزایش تحقیقات علمی توسط دانشمندان در سر تا سر جهان گردید. در بخش ارتباطات نیز کارشناسان توانایی لیزر را که جایگزین ارسال یا مخابره الکتریکی شود، تأیید نمودند. اما اینکه چگونه پالسها را مخابره نمایند، مشکلات زیادی را بوجود آورد. در سال 1960 دانشمندان پالس نور را مخابره نمودند، سپس از لیزر استفاده کردند. لیزر ، نور خیلی زیادی را تولید نمود که بیش از میلیونها بار روشنتر از نور خورشید بود. متأسفانه پرتو لیزر میتواند خیلی تحت تأثیر شرایط جوی مثل بارندگی ، مه ، ابرهای کم ارتفاع ، چیزهای موجود در آزمایشهای مربوط به هوا از قبیل پرندگان قرار گیرد.
دانشمندان نیز طرحهای جدیدی را جهت حمایت نور از برخورد با موانع را پیشنهاد نمودند. قبل از اینکه لیزر بتواند سیگنالهای تلفن را ارسال دارد. اختراع مهم دیگر موجبر فیبر نوری بود که شرکتهای مخابراتی برای ارسال صدا ، اطلاعات و تصویر از آن استفاده میکنند. امروزه ارتباطات الکترونیکی بر پایه فوتونها استوار میباشد. تکنولوژی تسهیم طول موج یا رنگهای مختلف نوری برای ارسال تریلیون بیت فیبر نوری استفاده میکند.
بعد از اینکه لیزر دی اکسید کربن در سال 1964 اختراع شد کاربرد لیزر در زمینه‌های پزشکی خیلی توسعه یافت و برای جراحان این امکان را فراهم نمود تا بجای استفاده از چاقوهای جراحی از فوتون استفاده نمایند. امروزه لیزر میتواند وارد بدن گردد، اعمال جراحی را انجام دهد، در صنایع و در کارهای ساختمانی ، در وسایل نظامی و غیره کاربردهای فراوان آنرا می‌توان مشاهده نمود.
سازوکار لیزر
نخست لازم است تا به محیط فعال لیزری به نحوی انرژی داده شود. به این عمل پمپاژ لیزر می‌گویند. عمل پمپاژ به روشهای گوناگونی صورت میگیرد که می‌توان به پمپاژ نوری، پمپاژ الکتریکی، پمپاژ توسط لیزرهای دیگر (پمپاژ لیزری)و جز اینها نام برد.
گونه‌های لیزر
لیزرها را براساس مواد لیزرزا به چند گروه زیر بخش بندی میکنند : لیزرهای جامد، لیزرهای گازی، لیزرهای مایع یا رزینه، لیزرهای الکترون آزاد و لیزرهای نیمه رسانا لیزرها را بر پایه خروجی آنها به دو دسته لیزرهای تپی و لیزرهای پیوسته کار تقسیم بندی میکنند. غالبا لیزرهای توان بالا را از نوع تپی (پالسی) میسازند.
ساختار لیزر
یک سیستم لیزری عموما از سه بخش عمده تشکیل شده است:
منبع انرژی ( که معمولا یک پمپ و یا یک منبع مشابه است)-1
بستر تشدید کننده یا بستر لیزر -2
3- آینه و یا مجموعه‌ای از آینه ها که یک افزایش دهندهٔ نوری را تشکیل می‌دهند.
یک منبع پمپی قسمتی است که انرژی لازم را برای سیستم لیزری فرآهم میکند. نمونه هایی از منابع پمپی شامل تخلیه کننده‌های الکتریکی، لامپهای درخشنده، لامپهای جرقه ای، نور لیزرهای دیگر، واکنشهای شیمیایی و حتی وسایل انفجاری میباشند. نوع منبع پمپ مورد استفاده اصولا بستگی به بستر تشدید کننده دارد و این بستر است که عموما تعیین میکند چه میزان انرژی بایستی به بستر منتقل شود. یک لیزر هلیوم- نئونی در مخلوط گاز هلیوم - نئون از تخلیهٔ الکتریکی استفاده میکند و لیزر یاقوتی از نوری که از لامپ درخشندهٔ زنونی ساطع شده متمرکز میشود و در آخر لیزرهای اگزایمر از یک واکنش شیمیایی استفاده میکنند.
بستر تشدید کننده عامل اصلی تعیین کنندهٔ طول موج در هنگام استفاده و خصوصیات دیگر لیزر میباشد. اگر نگوییم هزاران بستر مختلف، قطعا صدها بستر تشدید ساز مختلف وجود دارد که در آن کارایی مورد نظر بدست میآید. بستر تشدید کننده توسط یک منبع پمپ انرژی تحریک شده تا فراوانی معکوسی تولید کند و در ادامه بستر تشدید کننده بتواند انتشار خود به خود و تحریک شده‌ای از فوتونها را ایجاد کند که نهایتا باعث عمل تشدید نوری و یا ارتقاء نوری میشود.
نمونه هایی از بسترهای مختلف تشدید کننده شامل موارد زیر هستند:
مایعات مثل لیزرهای رنگی. این مایعات عموما حلالهای شیمیایی آلی هستند. مواردی همچون متانول، اتانول، یا اتیل گلیکول که رنگهایی شیمیایی همچون کومارین یا رودامین و فلوئورسین به آنها افزوده میگردد. ساختار شیمیایی واقعی ملکولهای رنگ تعیین کنندهٔ طول موج بدست آمده از لیزرهای نوریست. گازها مثل دی اکسید کربن، آرگون، کریپتون و مخلوطی از هلیوم و نئون. این لیزرها اغلب از تخلیهٔ الکتریکی برای پمپ کردن استفاده میکنند. جامدات مثل کریستال ها یا شیشه ها. مواد جامد بکار گرفته شده معمولا با یک ناخالصی خاص مثل کروم، نئودیمیوم، اربیوم، یا یونها تیتانیوم ترکیب می‌گردند.
مواد جامد بکار گرفته شده عموما یاقوت و یا یاقوت کبود و شیشه‌های سیلیکونی هستند.
نمونه هایی از بسترهای لیزری جامد شامل:
Nd: YAG, Ti: sapphire, Cr: sapphire, Cr: LiSAF (chromium-doped lithium strontiumaluminium fluoride), Er: YLF and Nd: glass
میباشند.لیزرهای جامد عموما توسط لامپهای درخشان و یا نور لیزرهای دیگر پمپ میشوند. نیمه هادی ها، نوعی از جامدات هستند که در آنها حرکت الکترونها بین ماده با سطوح مختلف ناخالص ساز ها میتواند منجر به ایجاد عملکرد لیزر شود. لیزرهای نیمه هادی عموما بسیار کوچک هستند و می‌توانند با یک جریان سادهٔ الکتریکی پمپ شوند که این خصوصیت آنها، باعث ایجاد توانایی طراحی و ساخت ابزارهایی فراوان و همه جا در دسترسی همچون دستگاههای نمایش سی دی شده است.
تشدید کننده‌های نوری و یا حفره‌های نوری در ساده‌ترین شکل خود دو آینهٔ موازی هستند که در اطراف بستر تشدید کننده قرار میگیرند. نور ساطع شده از بستر توسط انتشار خود به خود تولید شده و توسط آینه هایی که آنرا به بستر باز می‌گردانند بازتابیده میشود. در اینجاست که این پرتو میتواند بازتابیده و یا تشدید شود. نور ممکن است از آینه ها بازتابیده شده و یا از بستر تشدید کننده بگذرد که در این حالت صدها بار بیشتر از زمانی که در حفره نوری بود میباشد. در لیزرهای پیچیده تر، تنظیم توسط 4 و یا تعداد بیشتری آینه باعث ایجاد حفره‌های مورد نظر میشود. طراحی و تنظیم آینه ها با توجه به بستر برای تعیین طول موج مورد نیاز و دیگر خصوصیات سیستم لیزری انجام میگیرد.
دیگر ابزارهای نوری همچون آینه‌های گردان، تعدیل کننده ها، فیلتر ها و جاذب ها ممکن است در تشدید کنندهٔ نوری لحاظ شوند تا بتوانند اثرات مختلف و کاملا اختصاصی ای بر روی تولید امواج نور لیزری بگذارند
اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون
اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون ابزاری مفید برای بازسازی سه بعدی و بدست آوردن تصاویر سه بعدی با کیفیت بالاست. خصوصیت کلیدی میکروسکوپی هم کانون توانایی آن در ایجاد تصاویر بدون کدورت از نمونه ها ی ضخیم در عمقهای مختلف است. اصول این نوع خاص از میکروسکوپی توسط ماروین مینسکی در سال1953 کامل شد اما هنوز سی سال دیگر زمان لازم بود تا لیزر بتواند بعنوان یک منبع نور نقطه‌ای برای میکروسکوپی هم کانون و بعنوان روشی استاندارد در اواخر دههٔ 1980 مورد استفاده قرار بگیرد.
تشکیل تصویر
در اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون یک پرتو لیزری از روزنهٔ منبع نوری گذشته و سپس توسط عدسی های شیئی به حجم کانونی کوچکی بر روی یک نمونهٔ فلورسانت متمرکز میشود. سپس مخلوطی از نور فلورسانت تابیده شده و لیزر بازتابیده شده از نقطهٔ مورد تابش قرار گرفته توسط عدسی های شیئی جمع آوری میشود. یک جدا کنندهٔ طیفی مخلوط نور را با گذر انتخابی نور لیزری و بازتاباندن نور فلورسانت به دستگاه جداساز از هم مجزا میکند. پس از گذر این نور، نور فلورسانت توسط یک وسیلهٔ جدا کنندهٔ نور( لولهٔ تشدید کنندهٔ نور و یا دیود بهمن نوری) باعث تغییر سیگنال نوری به یک سیگنال الکترونیکی شده که در مرحلهٔ بعد این سیگنال الکتریکی توسط رایانه قرائت میشود.
روزنهٔ جداساز از ورود نور به اصطلاح تنظیم نشده یعنی نور فلورسانسی که از سطح کانونی عدسی های شیئی منشاء گرفته ممانعت به عمل می‌‌آورد. پرتوهای نوری از زیرسطح کانونی قبل از رسیدن به جداساز متمرکز می‌گردند و بخش عمده‌ای از آنها بواسطهٔ متمرکز نبودن بر روزنهٔ جداساز حذف می‌گردند و بقیهٔ پرتو ها به جداساز میرسند. در این روش بخش خارج از کانون قسمت بالا و پایین به میزان زیادی کاهش میابد که نهایتا باعث تشکیل تصویری واضح تر نسبت به روش های میکروسکپی سنتی میگردد. نور جداسازی شده‌ای که از بخش نورانی نمونه منشاء گرفته در تصویر حاصله بشکل یک نقطه نمایش داده میشود. بنابراین تصویر نهایی ردیف به ردیف و نقطه به نقطه تشکیل میگردد و درخشش نهایی تصویر حاصله با شدت نور جداسازی شدهٔ فلورسانت مطابقت خواهد داشت. پرتو سرتاسر نمونه را بشکل صفحه‌های افقی و با استفاده از آینه‌های نوسانگر خود مهار شونده اسکن میکند. این روش اسکن( پویش) کردن معمولا امکان ایجاد واکنشهای نهفتهٔ کمتری دارد و با کم شدن سرعت آن نسبت قابل قبول تری از سیگنال به خطا را نتیجه میدهد و نهایتا تباین و کیفیت بالاتری نتیجه میدهد. اطلاعات لازم را می‌توان با صفحه‌های کانونی متعدد و با تغییر سطح میکروسکوپ به سمت بالا و پایین بدست آورد. رایانه میتواند یک تصویر سه بعدی از نمونه را بوسیلهٔ سری زدن تعداد زیادی از تصاویر دو بعدی متوالی ایجاد کند.
بعلاوه میکروسکوپی کانونی پیشرفت زیادی را در کیفیت نهایی و ظرفیت برش نوری سری مناسب فراهم کرده که این امر حتی در نمونه‌های زندهٔ با حداقل آماده سازی قابل مشاهده است. با توجه به اینکه این روش وابسته به فلورسانس است، نمونه ها معمولا بایستی با رنگهای فلورسانس رنگ آمیزی شوند. با اینحال بایستی توجه کرد که غلظت مواد خارجی به حدی کم باشد که بر روی ساز و کار طبیعی زیستی تاثیر منفی نگذارد. برخی ابزار ها حتی قادر به ردیابی یک ملکول خاص فلورسانس نیز میباشند. همچنین روشهای ترنس ژنیک می‌توانند ارگانیسمهایی را بوجود بیاورند که خودشان ملکول فلورسانس تولید کنند.(مثل پرونئینهای سبز فلورسانت).
ارتقاء کیفیت با بکارگیری اصول هم کانونی
وقتی روش مورد استفادهٔ ما روش میکروسکوپی لیزری هم کانون باشد روشی که برای توصیف تفکیک پذیری مورد استفاده قرار میگیرد بسادگی قابل مقایسه با دیگر روشهای اسکن همچون اسکن میکروسکوپی تونلی میباشد. این روش با اسکن نوک اتمی بر روی سطح هادی انجام میشود و همراه با تونلهای مجزاییست که هر جزء سطح را پایش میکند. اگر نوک اتمی کند شود، یعنی اگر شامل جند اتم شود کیفیت تصویر حاصله کاهش میابد.
Scmدر روش
یک نمونه یفلورسانت توسط یک منبع نقطه‌ای لیزر مورد تابش قرار گرفته و کیفیت تصویر هر کدام از اجزا با شدت تابش فلورسانت حاصله متناسب خواهد بود. در اینجا اندازهٔ نوک اسکن کننده که برای کیفیت پایانی بسیار حیاتی است توسط حد انکسار سیستم نوری تعیین میگردد. این حالت موید این حقیقت است که تصویر منبع نقطه‌ای لیزر اسکن کننده یک نقطهٔ بی نهایت کوچک نیست بلکه از یک الگوی سه بعدی انکساری تبعیت میکند. اندازهٔ الگوی انکسار و اندازهٔ کانونی توسط اندازهٔ روزنهٔ عدسی های شیئی سیستم و طول موج لیزر مورد استفاده تعیین میگردد. این حالت را می‌توان بسادگی در حد تفکیک میکروسکوپهای نوری قدیمی مشاهده کرد که به اصطلاح به آن تابندگی گسترده می‌گویند. با اینهمه این مشکل با تکنیکهای تابندگی نور به اندازهٔ کوچکی که در هر زمان جداسازی میشود قابل بر طرف کردن است. با اینهمه این بسیار مهم است که حجم موثر نور تولیدی معمولا کمتر از حجم تابندگیست یعنی الگوی انکسار تولید نور قابل جداسازی دقیق تر و البته کوچکتر از الگوی انکسار تابندگیست. این به آن معناست که حد تفکیک میکروسکوپهای هم کانون نه تنها به احتمال تابندگی بستگی دارد بلکه به احتمال ایجاد فوتونهای قابل جداسازی نیز وابسته اند. بسته به خصوصیات فلوئورسانس رنگهای بکار رفته پیشرفتهای محدودی میتواند در کیفیت جانبی میکروسکوپهای سنتی بوجود آید. با اینهمه با استفاده از فرایند تولید نور با احتمال کمتر وقوع ایجاد اثرات ثانویه، با تمرکز بر نقطهٔ محدود با بالاترین کیفیت ممکن می‌توان به ارتقاء کیفیت جانبی به اندازه‌ای قابل توجه امید وار بود. متاسفانه احتمال تولید فوفتونهای قابل جداسازی اثر نامطلوبی بر نسبت سیگنال به خطا دارد. این مشکل را می‌توان بوسیلهٔ استفاده از فوتو دیتکتورهای بیشتر و یا با افزایش شدت منبع نقطه‌ای لیزر تابیده شده جبران کرد. افزایش شدت این خطرات باعث بی رنگ شدن و یا آسیب به نمونهٔ مورد نظر میشود خصوصا اگر آزمایشاتی برای مقایسهٔ درخشش فلورسانس مورد نیاز باشد.
LASEK در مقابلLASIK
LASEK
فرآیندیست که در آن تغییرات دایمی قرنیه با استفاده از لیزر اگزایمر برای برداشتن مقدار کمی از بافت جلوی چشم، بافتی که درست زیر لایهٔ خارجی اپیتلیوم قرار دارد انجام میشود. بر خلاف لیزیک در این فرایند اپیتلیوم از پردهٔ قرنیه برداشته نمیشود و اپیتلیوم باعث حفاظت از چشم در طی انجام این فرآیند شده و بعدها بصورت یک بانداژ طبیعی برداشته میشود.
از آنجایی که بر خلاف لیزیک در این فرایند از چاقو/میکروکرماتور یا لیزر برنده استفاده نمیشود، پایداری قرنیه کاملا بدون تغییر باقی میماند اما درد یشتر و بهبودی دید آهسته تر از فرآیند لیزیک خواهد بود. همانند پی پی کا
در لیزک خطر جابجا شدن پرده‌های قرنیه که ممکن است به کرات در اثر ضربه حتی سالها بعد از فرآیند لیزیک رخ دهد وجود ندارد.
ایمنی در لیزر
لیزر منبع نوریست که میتواند برای اشخاصی که با آن در تماسند خطرناک باشد. حتی لیزرهای با نور کم هم میتواند برای بینایی اشخاص مخاطره آمیز باشد. لنسجام ذاتی و پخش اندک نور لیزر به این معناست که این پرتو قادر است در نقطهٔ بسیار کوچکی در شبکیهٔ چشم متمرکز گردد که نتیجتا در عرض چند ثانیه منجر به سوختگی موضعی و آسیبهای دایمی خواهد شد. طول موجهای خاصی از لیزر قادرند ایجاد آب مروارید یا کاتاراکت کرده و حتی منجر به جوش آمدن مایع زجاجیه گردند. علاوه بر این لیزرهای مادن قرمز و فرابنفش خطر بیشتری را متوجه فرد میکنند چرا که واکنش بسته شدن پلک در انسان در مواقع خطر احتمالی برای چشم تنها در مواقعی که نور مرئی باشد انجام میشود.
دسته بندی
لیزرها بر اساس طول موج و حداکثر توان خروجیشان در رده‌های زیر طبقه بندی می‌گردند:
دستهٔ اول: اساسا بی خطر؛ هیچگونه احتمالی برای آسیب رساندن به چشم در این گروه وجود ندارد. این امر میتواند بدلیل توان خروجی محدود آنها( که حتی در تماسهای طولانی هم خطری را متوجه چشم شخص نمیکنند) باشد و یا به این دلیل باشد که محصور بودن آنها و عدم تماس در شرایط طبیعی کار بطور کلی احتمال خطر تماس را از بین میبرد مثل حالتی که در دستگاههای خواندن سی دی وجود دارد.
دستهٔ دوم: واکنش طبیعی یسته شدن چشمها از آسیب جلوگیری خواهد کرد و توان خروجی آنها حدود1mwمیباشد.
دستهٔ سوم اولیه: لیزرهایی که در این دسته قرار میگیرند بواسطهٔ بکار گرفته شدن در ابزاری که ممکن است باریکهٔ نور را تغییر دهند خطرناک در نظر گرفته میشوند. توان
خروجی آنها
5-1mw
میباشد. اغلب لیزرهای نقطه‌ای در این گروه قرار دارند.
دستهٔ سوم ثانویه: این دسته زمانی خطرناک محسوب میشوند که باریکه نور مربوط به لیزر مستقیما بدرون چشم تابیده ویا منعکس شود. این گروه مربوط به لیزرهایی میشود که
قدرتی حدود
5-500mw
دارند. انعکاسهایی که با پراکنده شدن باریکهٔ نوری همراه باشند بعنوان یک خطر جدی در نظر گرفته نمیشوند
دستهٔ چهارم: لیزرهای این دسته بینهایت خطرناکند. حتی اگر انعکاس پراکنده شدهٔ آنها هم به پوست و یا چشم تابیده شود هم میتواند خطرناک باشد. لیزرهایی که توان بیش از
500mW
و یا توانایی تولی امواج نوری داشته باشند در این دسته قرار میگیرند. اگرچه که شدت نور خروجی آنها ممکن است تنها چند برابر نور درخشان خورشید باشد ولی بایستی توجه داشت که این نور مستقیما بر نقطهٔ بسیار کوچکی متمرکز میگردد.
نیروهایی که برای لیزرهای بالا ذکر شد انواع معمول توانها میباشند. دسته بندی ما مستقل از طول موج و موجی و یا پیوسته بودن لیزر میباشد و تنها بر ایمنی تاکید دارد.
رهنمودها
استفاده از پوشش محافظتی برای لیزرهای دستهٔ سوم ثانویه و دستهٔ چهارم قویا توصیه میشود و طبق نظر سازمان مدیریت خطرات و ایمنی شغلی ایالات متحده الزامیست. با اینهمه تحقیقات صورت گرفته نشان داده‌اند که دانشمندان محقق حتی در شرایطی که با لیزرهای گروه چهارم سر و کار دارند معمولا از پوششهای محافظ چشمی استفاده نمیکنند. مشکل اینجاست که محافظهایی همچون عینکها پس از مدت کوتاهی ناخوشایند و عذاب آور خواهند بود. برای مثال در طیف سنجی آرایش تجربی دائما تغییر کرده و تنظیم آن مستلزم اینست که شخص مسیر طیف گسیل شده را ببیند. اینکار به اسانی با چشم غیر مسلح قابل انجام است ولی انجام آن با دوربین به مراتب مشکل تر است. در این شرایط افراد بیش از آنکه به ایمنی اهمیت دهند به سادگی و راحتی کار اولویت می‌دهند و معمولا قوانین ایمنی را نقض میکنند. گاهی اوقات هم رعایت موازین غیر قابل اجتناب است. برای مثال زمان کار کردن با لیزر:
RGB
از نظر فنی به استفاده از عینکهای ایمنی کاملا مشکی نیاز است.
با اینکه شاید تمامی افرادی که در این زمینه مشغول به کارند با رهنمودهای زیر موافق نباشند ولی قطعا اکثر دانشمندان این رهنمودها را در عرصهٔ کاری رعایت میکنند.
هر کسی که با لیزر تماس دارد باید از خطرات آن بطور کامل مطلع باشد. این آگاهی نباید بسته به زمان تماس باشد بلکه بایستی توجه داشت که کارکرد طولانی با خطرات غیر قابل دیدن(مثل خطرات مربوط به پرتوهای لیزر مادون قرمز) معمولا باعث کاهش هشیاری و سهل انگاری افراد می‌گردند.
بسیاری از افرادی که در شرایطی کار میکنند که کارشان بر روی میزهای نوری انجام میشود و تمامی طیف لیزر در یک سطح افقی حرکت میکند و در لبهٔ میز متوقف میگردد احساس کاذب ایمنی در برابر لیزر دارند. این افراد تنها به این امر بسنده میکنند که اگر چشمانشان در امتداد طیف افقی لیزر قرار نگیرد کاملا ایمن هستند ولی باید دانست که بشکل تصادفی امکان منعکس شدن این طیف در همه حال وجود دارد. رهنمودهای زیر ممکن است در کاهش خطراتن نقش زیادی داشته باشد ولی باید دانست که هنوز هم بسیاری از خطرات تنها بدلیل استفاده نکردن عینکهای محافظ است
در یک تنظیم نوری مهم، اطمینان از اینکه تمامی آینه ها، فیلترها، و عدسی ها کاملا در حالت عمودی قرار گرفته‌اند مشکل است. این حالت خصوصا زمانی که شرایط کار تغییر میکند اهمیت بیشتری میابد. انعکاسهای اتفاقی رو به بالا ممکن است توسط ساعت و یا جواهرات ایجاد شوند. حتی اگر استفاده از زیور آلات ممنوع باشد باز هم امکان انعکاس از وسایل و ابزار شخص که وارد محدودهٔ باریکهٔ نور شده‌اند مثلا توسط پیچ گوشتی امکانپذیر است. بایستی توجه داشت که معمولا انعکاس ها تا زمانی که منجر به آسیب نشده‌اند ناشناخته باقی میمانند.
زمانی که چیزی را از سطح زمین بلند میکنید با بستن پلک چشم نمیتوانید جلوی خطر لیزرهای چند واتی را بگیرید و بایستی از پوشش معمولا کدر چشمی استفاده کنید. این حالت خصوصا زمانی که لیزرها پرتوهای مادون قرمز باشند بیشتر موضوعیت دارد. بستن هر دو چشم در زمین زانو زدن میتواند بعنوان یک روش طبیعی برای محافظت از چشم برای کارگرانی که در محدوده کار میکنند مطرح باشد.
هیچکس نمیتواند بدون استفاده از محافظهای چشمی از تمامی خطرات ذکر شده جلوگیری کند. خصوصا که در برخی محیطهای کاری از پرتوهای نامرئی مادون قرمز استفاده میشود که هیچ نشانهٔ ظاهری هم ندارند. به این ترتیب کار کردن بدون عینک در چنین شرایطی مترادف با معاوظهٔ سلامتی با راحت طلبییست. عدم استفاده از عینک با اینکه معمول است ولی در هیچ قانون حرفه‌ای و مستدلی نگاشته نشده است.
محافظ چشمی مناسب برای هر کسی که در اتاق هست الزامیست و نباید فقط برای کسی که مشغول کار است الزامی در نظر گرفته شود.مسیر پرتوهای با شدت بالا که معمولا تعدیل نمیشوند بایستی به لولهٔ سیاهی هدایت شوند. این موضوع در خصوص پرتوهای فرابنفش ضعیفتر هم بواسطهٔ احتمال سرطان پوست صدق میکند. زمانی که عمل تعدیل و میزان کردن بر روی پرتو لیزر انجام میشود این امکان که انرژی آن تا حد بی خطر کاهش یافته و سپس بطور ناگهانی به حد بسیار شدید برسد وجود دارد.
احتیاط خاصی بایستی در رابطه با وارد کردن و خارج کردن آینه ها در مسیر طیف پرتو انجام پذیرد. میزان کردن پرتو هم میتواند در جای خود خطرناک باشد چرا که ممکن است در این بین پرتو به تیرکهای فلزی محل تابیده و منعکس گردد. سبکهای بی احتیاط کار کردن ممکن است بواسطهٔ دلایل زیر ایجاد شده و یا تسریع گردد.
سخت بودن دسترسی به حفاظهای چشمی مناسب( خصوصا زمانی که کارگران با طول موجهای مختلف کار میکنند) ابزارهای محافظ بسیار ناراحت و آزار دهنده ارزیابی غیر منطقی خطرات قوانین ایمنی بسیار سختگیرانه که باعث تشویق کارگران به نقض کردن آنها می‌شودونداشتن دانش کلی در خصوص موضوعات مربوط به ایمنی.
ایمنی الکتریکی
بحث در مورد ایمنی لیزر را نمیتوان بدون در نظر گرفتن ایمنی الکتریکی در شکل عمومی کامل دانست. لیزرها عموما در ولتاژ بالا هستند. بطور مثال لیزرهای موجی کوچک
5mj
400 ولت به بالا هستند و این میزان به اندازهٔ چندین کیلوولت برای لیزرهای قوی تر افزوده میگردد. این نیرو در کنار آب پر فشاری که برای خنک کردن لیزرها مورد استفاده قرار میگیرد و یا ابزارهای الکتریکی مربوطه باعث ایجاد خطر بیشتری در خصوص لیزرها میگردد. بطور کلی این کاملا ضروریست که برای جلوگیری از ایجاد شوک الکتریکی در زمان آب گرفتگی احتمالی محل تمام قطعات الکتریکی حداقل 10 اینچ از زمین فاصله داشته باشند. میز نوری، لیزرها و دیگر تجهیزات بایستی بشکل صحیحی نصب گردند.
جوشکاری فلزی توسط لیزر
جوشکاری توسط پرتو لیزر در تولیدات صنعتی بشکل روزافزونی در حال گسترش است و دامنهٔ استفادهٔ آن از میکرو الکترونیک تا کشتی سازی گسترده شده است. تولید انبوه خودکار در این بین از بیشترین توسعه برخوردار گشته‌اند که این پیشرفتها را می‌توان مرهون عوامل زیر دانست
حرارت ورودی محدود منطقهٔ حرارت پذیرفتهٔ کوچک میزان ناصافی اندک سرعت بالای جوشکاری این خصوصیات جوشکاری لیزری را گزینهٔ منتخب بسیاری از قسمتهای صنعتی کرده که از جوشکاری مقاومتی در گذشته استفاده میکردند. با توجه به خصوصیات منحصر به فرد این روش می‌توان بکارگیری گستردهٔ آنرا در زمینهٔ کاربردهای مختلف انتظار داشت.
فرآیندهای ترکیبی که از ترکیب لیزر و قوس
MIG
استفاده میکنند برای قرار گرفتن بر سطحی که بایستی جوشکاری در آن انجام شود طراحی شده اند. علاوه بر این تجهیزات ویژهٔ بکار گرفته شده بشکل قابل توجهی ابزارهای مورد نیاز برای آماده سازی لبهٔ مورد نظر برای جوشکاری را کاهش می‌دهند. آلیاژهایی که برای سیمهای پر کننده در قسمت درز گیری بکار میروند باعث یکدست شدن فیزیکی آن ناحیه میشوند. علاوه بر این فرآیندهای ترکیبی بکار گرفته شده قادر اند سرعت انجام کار را بشکل قابل توجهی افزایش دهند. همچنین در نفوذ عمقی و درزگیری کلی هم موثرند. پیشرفتهای بی نظیر اخیر در زمینهٔ دیودهای لیزری موقعیت جدیدی را برای حل مشکلات همیشگی صنعتی فراهم کرده است. البته باید در نظر داشت که این فرآیندها برای همگون شدن با قسمتهای مورد نظر بایستی بشکلی اختصاصی تغییر یابند.
لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند
2-10kw
در حال حاضر در جوشکاری بدنهٔ اتومبیلها، قسمتهای حمل و نقل، مبادله کننده‌های حرارتی و پر کردن حفره ها مورد استفاده قرار میگیرند. سالها لیزرهای یاقوتی کمتر از
500w
برای جوش بخشهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفتند. برای مثال قسمتهای کوچک و ظریف ابزارهای پزشکی، بسته‌های الکترونیکی و حتی تیغ های اصلاح صورت. لیزرهای یاقوتی چند کیلوواتی از گذراندن پرتو از فیبرهای نوری استفاده میکردند. اینکار بسادگی توسط روبوت ها انجام می‌شد و دامنهٔ وسیعی از کاربردهای سه بعدی مثل برش لیزری و جوش بدنهٔ اتومبیلها را ممکن میکرد.
پرتو لیزر در نقطهٔ کوچکی متمرکز میشود و باشدتی که در آن نقطه ایجاد میکند باعث ذوب و حتی بخار کردن فلز میشود. برای تمرکز نیروی لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند، آینه‌های خنک شونده توسط آب بجای عدسی ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند. جوشکاری بطور کلی به دو شکل انجام میشود. در شکل هدایتی جوشکاری، حرارت از طریق هدایت گرمایی به فلز منتقل میگردد. این روش مختص لیزرهای یاقوتی نسبتا کم انرژی تر است کهم معمولا جوشکاری های کم عمق تر با آنها انجام میشود. جوشکاری با لیزرهای پر انرژی معمولا در پر کردن حفره ها مورد استفاده قرار میگیرد. در این قسمت است که ذوب و تبخیر فلز اتفاق میافتد.
ساختار لیزر
لیزرها بطور معمول از یک محیط فعال و یک مشدد نوری ساخته می‌شون مشدد نوری از دو آینه که یکی بازتابنده تقریبا کامل و دیگری نیمه گذرنده-بازتابنده است تشکیل میشود که خروجی لیزر از آینه نیمگذرنده است.
کاربردهای لیزر
کاربرد در پزشکی : چاقوی لیزری، مته لیزری و جراحی لیزری ، ساخت چاقوی ظریف لیزری ، جلوگیری از خونریزی جراحیها و...
کاربرد در صنعت : جوشکاری لیزری، برشهای لیزری، برش الماس، مسافت یاب لیزری و تراشکاری ، سوراخ کردن با لیزر و...
کاربردهای نظامی : ردیاب لیزری، تفنگ لیزری و ردیاب لیزری ، فاصله یاب لیزری ، بمب لیزری و...
کاربرد اساسی لیزر در اسپکتروسکوپی است.
سرمایش لیزری و تولید دماهای خیلی پایین.
لیزر مخفف عبارت:
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
میباشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است .لیزر وسیله‌ای برای تبدیل نور معمولی به پرتوی باریک و متراکم است. دستگاه لیزر یک جریان الکتریکی را از ماده‌ای که میتواند جامد, مایع یا گاز باشد عبور میدهد. بعضی از اتم های ماده انرژی جذب میکنند و کوانتوم ساطع میکنند. این امر موجب میشود که اتم های دیگر نیز کوانتوم ساتع کنند. این کوانتوم ها (بسته‌های تشعشع) بین آینه هایی به عقب و جلو منعکس میشوند و نهایتاً به صورت نوری با یک طول موج واحد شلیک میشوند. اولین لیزر جهان توسط « تئودور مایمن » اختراع گردید که در آن از یاقوت استفاده شده بود. در سال ۱۹۶۲ پروفسور علی جوان, اولین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود و بعدها نوع سوم و چهارم لیزرها که لیزرهای مایع و نیمه رسانا بودند اختراع شدند. در سال ۱۹۶۷ فرانسویان توسط اشعه ی لیزرِ ایستگاههایِ زمینیشان, دو ماهواره ی خود را در فضا تعقیب کردند, بدین ترتیب لیزر بسیار کار بردی به نظر آمد. نوری که توسط لیزر در یک سو گسیل میگردد بسیار پر انرژی و درخشنده است و قدرت نفوذ بالایی نیز دارد به طوری که در الماس فرو میرود.
امروزه استفاده از لیزر در صنعت به عنوان جوش آورنده ی فلزات و چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسیار متداول است. لیزرها سه قسمت اصلی دارند :
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 43 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
شلینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:283
فهرست و توضیحات:
چکیده
فهرست مطالب
پیشگفتار................................ 1
مقدمه................................... 3
تاریخچه لیزر............................ 5
تعریف لیزر.............................. 6
فیزیک لیزر.............................. 8
مبانی نظری لیزر......................... 49
انواع لیزر.............................. 84
معرفی لیزرهای توان پایین................ 92
اثرات لیزرهای کم قدرت................... 161
مکانیسم برهمکنش بافت – لیزر............. 171
درمان فتودینامیک........................ 182
مقایسه لیزرهای توان بالا با لیزرهای توان پایین.. 200
روش های کاربرد لیزر توان پایین.......... 239
رویکرد بالینی لیزرهای توان پایین........ 242
کاربرد در فیزیوتراپی.................... 244
کاربرد در دندانپزشکی.................... 281
کاربرد در پزشکی (افتالموژی – اورولوژی – دستگاه گوارش – دستگاه تنفس)........................................ 293
کاربرد در پوست و اعصاب.................. 296
عوارض احتمالی درمان با لیزرهای کم توان.. 310
سایر روش های درمان بالینی............... 313
خطرات جانبی لیزرها و نکات ایمنی و حفاظتی 315
نتیجه گیری.............................. 325
مراجع................................... 326
مقدمه
لیزر.... از اعجاز آمیزترین موهبتهای طبیعت است که برای مصارف گوناگون سودمند است. و یکی از پدیده های شگرف قرن بیستم کشف و توسعه لیزر (laser) است. قرن بیستم را شاید بتوان به جای قرن اتم و یا قرن ماشین, «قرن لیزر» هم نامید. این اختراع شگرف و پردامنه فیزیکی روز به روز توسعه بیشتری می یابد و کاربردهای آن در زمینه های مختلف بسیار متعدد است. در حوزه پزشکی نیز در حال حاضر لیزرها در درمان انواع مختلفی از بیماریها شرکت داده می شوند. اگرچه لیزرهای بالینی جدید و کاربردهای آنها احتمالاً در حال گذران دوران نوباوگی پزشکی لیزری هستند ولی در آینده نه چندان دور لیزرهای دیگری پدید خواهند آمد که جایگاه خود را در بیمارستانها و مراکز پزشکی خواهند یافت بنابراین تحقیق علمی آینده به اندازه کاربردهای بالینی حاصل از آن, زیربنایی خواهند بود.
به علت تنوع سیستم های لیزر موجود و تعداد پارامترهای فیزیکی آنها و همینطور علاقه چندین گروه تحقیقاتی در واقع انواع مختلف لیزر بصورت ابزار بی رقیبی در پزشکی مدرن درآمده اند و اگرچه کاربردهای بالینی در ابتدا محدود به چشم پزشکی بوده اند، ولی امروزه قابل ملاحظه ترین و جاافتاده ترین جراحی لیزری در خصوص انعقاد خونریزی عروق با استفاده از لیزر یون آرگون Ar+ است. لذا تقریباً تمام شاخه های جراحی پزشکی معطوف به این قضیه شده اند. البته نباید این گفته را به عنوان انتقاد برشمرد ولی اشکالات زیادی در برخی از موارد ایجاد شده است، بخصوص در زمینه تحریک زیستی biostimulation. لذا به نظر این بنده حقیر لازمست برای کسب پیروزیهای جدید، محققان عزم خود را در سایر زمینه ها پژوهش پزشکی لیزر و تکنیک های فنی و حرفه ای مربوط به آنها نیز مجدانه جذب کنند