تبلیغات


لیزر فایبر چگونه کار می کند؟


شاید شنیدن تولید لیزر خارج از شیشه کمی عجیب به نظر برسد ولی باید بدانیم دستگاه لیزر فایبر مثل هر لیزر دیگری از اصول فیزیک استفاده می کند، اما چند ویژگی آن را مفید و ویژه می کند.

لیزر فایبر چگونه کار می کند؟


اگر به لیزر پوینتر در دستگاه لیزر دقت کرده باشید متوجه می شوید که از قوانین غیر معمولی و خاصی برخوردار است این پارامترها شامل:

  • پرتو ها بسیار موازی هستند / پرتو خارج از مسیر راست (مستقیم است) نخواهد بود
  • تک فرکانس هستند  / لذا تک رنگ هم هستند
  • منسجم هستند / همه موج های در یک زمان مشابه بالا و پایین می روند هم فاز هستند

به عبارت دیگر، پرتو همیشه در یک جهت با یک رنگ است و همه فوتون ها در یک مرحله هستند.

درمقایسه با یک لامپ معمولی که نور از رنگ های مختلف تشکیل شده و در تمامی جهات پخش شده است، لیزر می تواند در یک قسمت تمرکز کند. اما خیلی چیزها وجود دارند که شما می توانید با نور لیزر انجام دهید که شما با نور معمولی نمی توانستید انجام دهید.

 

لیزر فایبر چگونه کار می کند؟

 

فیزیک لیزر:

کلمه لیزر به light amplification by the simulated emission of radiation اشاره می کند. از آن جایی که نوشتن و خواندن این متن بسیار مشکل است به خلاصه کردن آن بسنده می کنیم.

قسمت اول به معنی تولید و تکثیر از یک پرتو یکسان است شبیه به آمپلی فایر که صدا را قدرتمند تر می کند.  اما قسمت آخر در این متن لغت (simulated emission) یک معنی خاص برای دانشمندان دارد. برداشت از این جمله بستگی به فرایند فیزیکی دارد که پرتو لیزر به آن روش درست شده است. برای فهمیدن آن ما نیاز به دانستن واقعیت اتم داریم.

شما باید بدانید  که اتم ها از الکترون هایی به دور یک هسته تشکیل شده اند. این الکترون ها معمولا در یک مدار کوچک می نشینند که  Ground state (حالت پایه) نامیده می شوند. اگر آن ها انرژی بیشتری آزاد کنند و در یک مدار بزرگتر قرار بگیرند Excited state (بر انگیخته ) نامیده می شود.

به دلایل مختلف مرتبط با مکانیک کوانتوم در هر عنصر الکترون ها فقط در یک مدار خاص در اطراف اتم قرار می گیرند. این مدارهای خاص با خصوصیات عناصر استفاده شده تنظیم شده اند؛ بنابراین به طور کلی نمی توان آن ها را تغییر داد. برای مثال کلا یک مدار خاص برای اکسیژن و یک مدار سدیم وجود دارد که کاملا با یکدیگر متفاوت هستند ولی هر کدام برای کاربردهای مختلفی مورد بهره برداری و مفید هستند.

زمانی که یک الکترون در مدار بزرگتر قرار دارد، در وضعیت Excited می خواهد به حالت Ground برگردد که آن وضعیت decay (نزول) نامیده می شود، برای این کار انرژی از دست می دهد که اغلب با از دست دادن یک فوتون  ( به معنای دیگر ساطع کردن نور) اتفاق می افتد.

برای حرکت الکترون به وضعیت بالاتر همان روند در جهت عکس اتفاق می افتد یعنی در یک اتم یک الکترون یک فوتون را جذب می کند و به سطح بالاتر حرکت می کند و میل به بازگشت در حالت پایه مجددا باعث تولید فوتون می شود. برای ادامه یافتن این اتفاق، انرژی در آن فوتون باید با آن چیزی که به منظور بردن الکترون به مدار بالاتر مورد نیاز است بیشتر باشد.

برای خواندن ادامه مقاله به پست های بعدی ما سر بزنید.