موجز مختصر عن الليزر

يحي القاضي · 10-12-2009, 06:30 AM

ماذا نقصد بكلمة ليزر: هي لفظ مشتق من أوائل كلمات العبارة التالية :
Light amplification by stimulated emission of radiation
ومعناها :"التكبير الضوئي بواسطة الإشعاع المنبعث المحتث"
ولمعرفة الليزر يجب في الواقع التعرف على الطيف الكهرومغنيطي والذي يبدأ من الموجات الراديووية الطويلة إلى الموجات القصيرة لأشعة جاما العالية الطاقة.
إن أول جهاز ليزر باعث لأشعة مركزة كان في منطقة المايكروويف ذا طاقة ضئيلة. واليوم توسعة التقنية لتشمل ما وراء المنطقة فوق البنفسجية باتجاه الطاقة العالية للأشعة السينية.
مميزات شعاع الليزر :
• أحادي اللون :أي ذو عرض طيفي ضيق ينتج عنه تردد مفرد نقي .
• توازي الحزمة الضوئية : يكاد التشتت أو التفريق في الحزمة يكون معدوما", كما أنها بطبيعتها مركزة دون الحاجة لاستخدام عدسات .
• الترابط : بين موجات الحزمة الواحدة مكانيا" و زمنيا" يساعد الموجات في تقوية بعضها البعض لتعطي طاقة عالية للحزمة .
• الشدة : عالية ومركزة في حزمة ذات قطر ضيق لا يتجاوز المليمتر .
فوائد شعاع الليزر :
• الحزمة الضوئية لشعاع الليزر لا تملك كتلة .
• يمكن أن تكون الحزمة مستمرة التدفق أو نبضية .
• سهولة السيطرة على حزمة الليزر خصوصا" ذات الترددات الضوئية المرئية للعين
• سهولة إدارة و إدامة الليزر إذا ما قورنت بالإشعاعات الأخرى .
المعوقات في استخدام الليزر :
• حزمة خطرة, تحتاج إلى دقة متناهية لبدء الانبعاث الليزري .
• تحتاج إلى قدرة عالية للتشغيل, وهي في مجملها تحويل الطاقات إلى طاقة ضوئية .

العناصر الأساسية لليزر :
1.الوسط المادي :أو توافر المادة الفعالة بالكمية المناسبة , وقد تكون مكونة أو محاطة بالمرنن . ومن أمثلة المواد الفعالة الشائعة الاستعمال حاليا":
• البلورات الصلبة : كالياقوت الصناعي (Ruby) وعقيق الألمنيوم والزجاج.
• المواد الغازية : خليط غاز الهليوم والنيون(He-Ne) وخليط غاز الهليوم والكادميوم (He-Cd) وبخار الماء (H2o) .
• الغازات المتأينة : مثل غاز الأرجون(Ar) وغاز الكربتون ( Kr ) .
• الجزيئات الغازية : مثل غاز أول أوكسيد الكربون ( Co) وثاني أوكسيد الكربون (Co2) .
• الصبغات السائلة : وهي صبغات كيميائية عضوية مختلفة مذابة في الماء .
• المواد الصلبة نصف الموصلة : أرسيناك الجاليوم (Ga-As).
2.مصدر الطاقة :وهي التي تحدد طريقة الحث لإثارة المادة الفعالة وتتنوع مصادر الطاقة المستخدمة و منها :
الطاقة الكهربائية الطاقة الضوئية
الطاقة الحرارية الطاقة الكيميائية
3. المرنّن : وهو الوعاء الحاوي والمنشط لعملية التكبير , وفي العادة يستخدم :
• المرنن الخارجي : وهو مرآتان متوازيتان في نهاية الأنبوب الحاوي للمادة الفعالة , وتكون الانعكاسات المتعددة بينهما هي الأساس في عملية التكبير الضوئي كما في الليزرات الغازية .
• المرنن الداخلي : ويتمثل في طلاء نهايات المادة الفعالة لتعمل عمل المرآة كما في الليزرات الصلبة بصورة عامة .
شروط الانبعاث الليزري :
1. الانبعاث المحتث :في الظروف الطبيعية تكون غالبية الذرات في مستوى الطاقة الأقل وعدد قليل منها في المستويات العليا.و الذرات التي تكون في حالة تهيج تبعث الفوتونات الضوئية تلقائيا".و هذه الفوتونات لا تكون مترابطة بنفس الطور . يوجد نوع آخر من الانبعاث يسمى بالانبعاث المحتث ,وهو اصطدام فوتون طاقته مساوية للفرق بين مستويين للطاقة مع ذرة في مستوى طاقة عليا , فتبعث الذرة فوتون آخر يملك نفس الطاقة ويكون في حالة ترابط طوري معه. قد يحدث الانبعاث المحتث في الحالة الطبيعية ولكن في حالات نادرة .
2.التعداد المعكوس :يتطلب انبعاث أشعة الليزر زيادة عدد الذرات في مستويات الطاقة العليا باستخدام طاقة خارجية مثلا". وعند حدوث ذلك نقول انه حصل انقلاب في التعداد .ويكون احتمال حدوث الانبعاث المحتث كبيرا".
3.التكبير الضوئي :عندما تجبر مجموعة من الذرات أو الجزيئات لتكون في وضع متهيج , فان انبعاث فوتون مفرد خلال انتقال الذرة أو الجزيئة إلى مستوى أقل سوف يحث غالبية الذرات الأخرى الموجودة في نفس مستويات الطاقة للانتقال وبعث الطاقة الزائدة على شكل فوتون .
الخلاصة : يجب أن يضخ الوسط المادي من مصدر طاقة لحث الذرات والجزيئات على التهيج ,وتكون ما يسمى بالتعداد المعكوس والذي فيه تكون غالبية ذرات وجزيئات المادة في مستويات الطاقة العليا بدلا"من المنخفضة . وبعدها ينبعث شعاع الليزر بواسطة الانبعاث المحتث و عمليات التكبير الضوئي.
صفات الليزر:
صنعت مراكز البحوث في جميع أنحاء العالم العديد من أجهزة الليزر ذات الأحجام المختلفة لاستعمالات متنوعة . وللتعرف على أنواع الليزر المختلفة نذكر اسم المادة المستخدمة ,
وطريقة الحث , و منطقة الطيف , بالإضافة إلى طول موجته و قدرته . ومن ناحية القدرة قد يتوافر للنوع الواحد قدرات مختلفة , أما الطول الموجي في الغالب يكون طول موجي واحد نقي . ومن الممكن تحويل الليزر ذو الجريان المستمر إلى تدفق نبضي , ولكن لا يمكن تحويل النبضي إلى مستمر . أما بالنسبة إلى الطاقة فهي متفاوتة منها الشديدة و المنخفضة .
أنواع الليزرات :
• الليزرات الغازية و ليزرات الأكسايمر : وفيها تبعث الإشعاعات من الأوساط الغازية , وتكون طريقة الحث فيها بالتفريغ الكهربائي . تعمل الليزرات الغازية على نمط الانبعاث المستمر , بينما تعمل ليزرات الأكسايمر على النمط النبضي .
• ليزرات المواد الصلبة : مثل ليزرات الياقوت والياج و .... . مصدر طاقتها ضوئي منها ما يعمل على نمط الانبعاث المستمر وآخر على النمط النبضي .
• ليزرات أنصاف الموصلات: ويعرف باسم الليزر المحقون , غالبية استخداماتها في مجال الاتصالات اللاسلكية , وقد تصل قدرتها إلى عشرات الواطات في نبضات ضوئية , أما ما يعمل منها في نمط الانبعاث المستمر فقدراته بحدود الميلي واط .
• ليزرات الصبغة السائلة : تكون المادة الفعالة صبغة عضوية مذابة في مذيب عضوي , وتكمن فائدتها في إمكانية تغيير الطول الموجي للانبعاث الليزري للحصول على منطقة كبيرة من الترددات . تعمل بعض هذه الليزرات على شكل نبضات ضوئية و تعمل الأخرى على شكل إشعاع مستمر . وعادة قدرة الليزرات النبضية أعلى من قدرة الليزرات المستمرة . أما طاقة الليزرات المستمرة فهي الأكبر .
• ليزرات الغازات الجزيئية : تستعمل غازات كثيرة لهذا النوع , وقد وجد أنه من الممكن الحصول على كفاءة عالية في قدرة هذه الليزرات عند استخدام الإثارة العرضية لجريان التيار في أنبوب التفريغ الكهربائي , وتعرف العملية بالإثارة العرضية في الضغط الجوي ويمكن أن تبث إشعاع مستمر أو نبضي .

ما هو خطر الليزر :
يعتبر إي نوع من الليزر خطرا" على الجسم عند التعرض لإشعاعه , وقد صنفت أجهزة الليزر تبعا" لخطورتها إلى خمسة أصناف .
تطبيقات الليزر :
أدى اكتشاف الليزر إلى تحقيق تطور كبير في العلم من خلال مساهمته في كافة المجالات .
ولليزر العديد من التطبيقات الصناعية في مجالات: الصناعة الكهربائية , الفضاء , الزراعة , القياس , علم الفلك , التفاعلات النووية , المدى و التلوث ,التطابق الهندسي , علم الطيف, نسخ المعلومات ,الصناعات الإلكترونية الدقيقة , السباكة , المواصفات والقياس , الاتصالات اللاسلكية , علم طبقات الأرض , ذاكرة الحاسبات الآلية . وذلك من خلال أجهزة ليزرية خاصة مثل :
• أجهزة الليزر في معاملة المواد .
• أجهزة الليزر في علم القياس .
• أجهزة الليزر في الاتصالات اللاسلكية .
• أجهزة الليزر للاتصالات بواسطة الألياف الزجاجية .
كما أن له استخدامات هامة في مجال الطب , وفي المجال العسكري .

المراجع المستخدمة : الليزر و تطبيقاته . الدكتور فاروق الوطبان .

ايمن زريعة الشيخ · 10-12-2009, 10:56 AM

شكرا لك م يحي القاضي التفاعل الجميل والمعلومات الرائعة

يسعدني انني كل يوم اتعلم هنا شيئا جديدا .

ابراهيم شباب الغامدي · 10-13-2009, 05:47 PM

مشكور مهندس يحيى القاضي معلومات قيمة جدا وبصراحة لأن تخصصي بعيد عن هذا وجدت اشياء مثيرة للدهشة ما كنت اعتقد انها تصدر الليزر

سبحان ربك
يعيش الإنسان طول حياته ويظل يتعلم الى ان يموت

تقبل مروري

مهندس محسن البلخي · 07-14-2010, 04:37 AM

و من خصائص الليزر المهمة هي ان سرعته هي سرعة الضوء (2.7x10^8 م\للثانية)

دمتم بخير و شكرا لصاحب الموضوع،،،
مهندس محسن البلخي

10-12-2009, 06:30 AM	#1 (permalink)
يحي القاضي مهندس نشيط تاريخ التسجيل: Sep 2008 الوظيفة: رئيس قسم الجودة والنوعية المشاركات: 111 التخصص: هندسة إتصالات الدرجة العلمية: بكالوريس هندسة إتصالات مقر العمل: نجران فئة الدم: O + معدل تقييم المستوى: 3	موجز مختصر عن الليزر ماذا نقصد بكلمة ليزر: هي لفظ مشتق من أوائل كلمات العبارة التالية : Light amplification by stimulated emission of radiation ومعناها :"التكبير الضوئي بواسطة الإشعاع المنبعث المحتث" ولمعرفة الليزر يجب في الواقع التعرف على الطيف الكهرومغنيطي والذي يبدأ من الموجات الراديووية الطويلة إلى الموجات القصيرة لأشعة جاما العالية الطاقة. إن أول جهاز ليزر باعث لأشعة مركزة كان في منطقة المايكروويف ذا طاقة ضئيلة. واليوم توسعة التقنية لتشمل ما وراء المنطقة فوق البنفسجية باتجاه الطاقة العالية للأشعة السينية. مميزات شعاع الليزر : • أحادي اللون :أي ذو عرض طيفي ضيق ينتج عنه تردد مفرد نقي . • توازي الحزمة الضوئية : يكاد التشتت أو التفريق في الحزمة يكون معدوما", كما أنها بطبيعتها مركزة دون الحاجة لاستخدام عدسات . • الترابط : بين موجات الحزمة الواحدة مكانيا" و زمنيا" يساعد الموجات في تقوية بعضها البعض لتعطي طاقة عالية للحزمة . • الشدة : عالية ومركزة في حزمة ذات قطر ضيق لا يتجاوز المليمتر . فوائد شعاع الليزر : • الحزمة الضوئية لشعاع الليزر لا تملك كتلة . • يمكن أن تكون الحزمة مستمرة التدفق أو نبضية . • سهولة السيطرة على حزمة الليزر خصوصا" ذات الترددات الضوئية المرئية للعين • سهولة إدارة و إدامة الليزر إذا ما قورنت بالإشعاعات الأخرى . المعوقات في استخدام الليزر : • حزمة خطرة, تحتاج إلى دقة متناهية لبدء الانبعاث الليزري . • تحتاج إلى قدرة عالية للتشغيل, وهي في مجملها تحويل الطاقات إلى طاقة ضوئية . العناصر الأساسية لليزر : 1.الوسط المادي :أو توافر المادة الفعالة بالكمية المناسبة , وقد تكون مكونة أو محاطة بالمرنن . ومن أمثلة المواد الفعالة الشائعة الاستعمال حاليا": • البلورات الصلبة : كالياقوت الصناعي (Ruby) وعقيق الألمنيوم والزجاج. • المواد الغازية : خليط غاز الهليوم والنيون(He-Ne) وخليط غاز الهليوم والكادميوم (He-Cd) وبخار الماء (H2o) . • الغازات المتأينة : مثل غاز الأرجون(Ar) وغاز الكربتون ( Kr ) . • الجزيئات الغازية : مثل غاز أول أوكسيد الكربون ( Co) وثاني أوكسيد الكربون (Co2) . • الصبغات السائلة : وهي صبغات كيميائية عضوية مختلفة مذابة في الماء . • المواد الصلبة نصف الموصلة : أرسيناك الجاليوم (Ga-As). 2.مصدر الطاقة :وهي التي تحدد طريقة الحث لإثارة المادة الفعالة وتتنوع مصادر الطاقة المستخدمة و منها : الطاقة الكهربائية الطاقة الضوئية الطاقة الحرارية الطاقة الكيميائية 3. المرنّن : وهو الوعاء الحاوي والمنشط لعملية التكبير , وفي العادة يستخدم : • المرنن الخارجي : وهو مرآتان متوازيتان في نهاية الأنبوب الحاوي للمادة الفعالة , وتكون الانعكاسات المتعددة بينهما هي الأساس في عملية التكبير الضوئي كما في الليزرات الغازية . • المرنن الداخلي : ويتمثل في طلاء نهايات المادة الفعالة لتعمل عمل المرآة كما في الليزرات الصلبة بصورة عامة . شروط الانبعاث الليزري : 1. الانبعاث المحتث :في الظروف الطبيعية تكون غالبية الذرات في مستوى الطاقة الأقل وعدد قليل منها في المستويات العليا.و الذرات التي تكون في حالة تهيج تبعث الفوتونات الضوئية تلقائيا".و هذه الفوتونات لا تكون مترابطة بنفس الطور . يوجد نوع آخر من الانبعاث يسمى بالانبعاث المحتث ,وهو اصطدام فوتون طاقته مساوية للفرق بين مستويين للطاقة مع ذرة في مستوى طاقة عليا , فتبعث الذرة فوتون آخر يملك نفس الطاقة ويكون في حالة ترابط طوري معه. قد يحدث الانبعاث المحتث في الحالة الطبيعية ولكن في حالات نادرة . 2.التعداد المعكوس :يتطلب انبعاث أشعة الليزر زيادة عدد الذرات في مستويات الطاقة العليا باستخدام طاقة خارجية مثلا". وعند حدوث ذلك نقول انه حصل انقلاب في التعداد .ويكون احتمال حدوث الانبعاث المحتث كبيرا". 3.التكبير الضوئي :عندما تجبر مجموعة من الذرات أو الجزيئات لتكون في وضع متهيج , فان انبعاث فوتون مفرد خلال انتقال الذرة أو الجزيئة إلى مستوى أقل سوف يحث غالبية الذرات الأخرى الموجودة في نفس مستويات الطاقة للانتقال وبعث الطاقة الزائدة على شكل فوتون . الخلاصة : يجب أن يضخ الوسط المادي من مصدر طاقة لحث الذرات والجزيئات على التهيج ,وتكون ما يسمى بالتعداد المعكوس والذي فيه تكون غالبية ذرات وجزيئات المادة في مستويات الطاقة العليا بدلا"من المنخفضة . وبعدها ينبعث شعاع الليزر بواسطة الانبعاث المحتث و عمليات التكبير الضوئي. صفات الليزر: صنعت مراكز البحوث في جميع أنحاء العالم العديد من أجهزة الليزر ذات الأحجام المختلفة لاستعمالات متنوعة . وللتعرف على أنواع الليزر المختلفة نذكر اسم المادة المستخدمة , وطريقة الحث , و منطقة الطيف , بالإضافة إلى طول موجته و قدرته . ومن ناحية القدرة قد يتوافر للنوع الواحد قدرات مختلفة , أما الطول الموجي في الغالب يكون طول موجي واحد نقي . ومن الممكن تحويل الليزر ذو الجريان المستمر إلى تدفق نبضي , ولكن لا يمكن تحويل النبضي إلى مستمر . أما بالنسبة إلى الطاقة فهي متفاوتة منها الشديدة و المنخفضة . أنواع الليزرات : • الليزرات الغازية و ليزرات الأكسايمر : وفيها تبعث الإشعاعات من الأوساط الغازية , وتكون طريقة الحث فيها بالتفريغ الكهربائي . تعمل الليزرات الغازية على نمط الانبعاث المستمر , بينما تعمل ليزرات الأكسايمر على النمط النبضي . • ليزرات المواد الصلبة : مثل ليزرات الياقوت والياج و .... . مصدر طاقتها ضوئي منها ما يعمل على نمط الانبعاث المستمر وآخر على النمط النبضي . • ليزرات أنصاف الموصلات: ويعرف باسم الليزر المحقون , غالبية استخداماتها في مجال الاتصالات اللاسلكية , وقد تصل قدرتها إلى عشرات الواطات في نبضات ضوئية , أما ما يعمل منها في نمط الانبعاث المستمر فقدراته بحدود الميلي واط . • ليزرات الصبغة السائلة : تكون المادة الفعالة صبغة عضوية مذابة في مذيب عضوي , وتكمن فائدتها في إمكانية تغيير الطول الموجي للانبعاث الليزري للحصول على منطقة كبيرة من الترددات . تعمل بعض هذه الليزرات على شكل نبضات ضوئية و تعمل الأخرى على شكل إشعاع مستمر . وعادة قدرة الليزرات النبضية أعلى من قدرة الليزرات المستمرة . أما طاقة الليزرات المستمرة فهي الأكبر . • ليزرات الغازات الجزيئية : تستعمل غازات كثيرة لهذا النوع , وقد وجد أنه من الممكن الحصول على كفاءة عالية في قدرة هذه الليزرات عند استخدام الإثارة العرضية لجريان التيار في أنبوب التفريغ الكهربائي , وتعرف العملية بالإثارة العرضية في الضغط الجوي ويمكن أن تبث إشعاع مستمر أو نبضي . ما هو خطر الليزر : يعتبر إي نوع من الليزر خطرا" على الجسم عند التعرض لإشعاعه , وقد صنفت أجهزة الليزر تبعا" لخطورتها إلى خمسة أصناف . تطبيقات الليزر : أدى اكتشاف الليزر إلى تحقيق تطور كبير في العلم من خلال مساهمته في كافة المجالات . ولليزر العديد من التطبيقات الصناعية في مجالات: الصناعة الكهربائية , الفضاء , الزراعة , القياس , علم الفلك , التفاعلات النووية , المدى و التلوث ,التطابق الهندسي , علم الطيف, نسخ المعلومات ,الصناعات الإلكترونية الدقيقة , السباكة , المواصفات والقياس , الاتصالات اللاسلكية , علم طبقات الأرض , ذاكرة الحاسبات الآلية . وذلك من خلال أجهزة ليزرية خاصة مثل : • أجهزة الليزر في معاملة المواد . • أجهزة الليزر في علم القياس . • أجهزة الليزر في الاتصالات اللاسلكية . • أجهزة الليزر للاتصالات بواسطة الألياف الزجاجية . كما أن له استخدامات هامة في مجال الطب , وفي المجال العسكري . المراجع المستخدمة : الليزر و تطبيقاته . الدكتور فاروق الوطبان . __________________ حين نعتزل الناس لأننا نحس أننا أطهر منهم روحاً،،، أو أطيب منهم قلباً،،، أو أرحب منهم نفساً،،، أو أذكى منهم عقلاً لا نكون قد صنعنا شيئاً كبيراً،،، لقد اخترنا لأنفسنا أيسر السبل وأقلها مؤونة ! ليست من أقوالي!!

10-12-2009, 10:56 AM	#2 (permalink)
ايمن زريعة الشيخ مدير عام تاريخ التسجيل: Jun 2007 الوظيفة: ادارة التخطيط العمراني العمر: 30 المشاركات: 2,354 التخصص: تخطيط حضري واقليمي الدرجة العلمية: بكالوريوس مقر العمل: جدة فئة الدم: O + معدل تقييم المستوى: 10	شكرا لك م يحي القاضي التفاعل الجميل والمعلومات الرائعة يسعدني انني كل يوم اتعلم هنا شيئا جديدا . __________________ لا تسأل اين الكادر ... أسال نفسك ماذا قدمت لتحصل على الكادر http://www.saudiug.org/index.php

أدوات الموضوع
مشاهدة صفحة طباعة الموضوع أرسل هذا الموضوع إلى صديق
طريقة عرض الموضوع
العرض العادي الانتقال إلى العرض المتطور الانتقال إلى العرض الشجري

المواضيع المتشابهه
الموضوع	كاتب الموضوع	المنتدى	مشاركات	آخر رد
هيئة المهندسين تنظم مسابقة الأمير سلطان للبناء الميسر سنويا	م / ثامر حامد الحربي	مناقشة وضع الهيئة السعودية للمهندسين	0	12-26-2008 06:17 AM

10-13-2009, 05:47 PM	#3 (permalink)
ابراهيم شباب الغامدي مهندس متميز تاريخ التسجيل: Jul 2007 الوظيفة: طالب دراسات عليا (إدارة مشاريع) العمر: 28 المشاركات: 331 التخصص: هندسة مدنية،(انشائية+إدارة مشاريع) الدرجة العلمية: باقي 5شهر لإكمال الماجستير (إن شاء الله) مقر العمل: سيدني فئة الدم: B + معدل تقييم المستوى: 5	مشكور مهندس يحيى القاضي معلومات قيمة جدا وبصراحة لأن تخصصي بعيد عن هذا وجدت اشياء مثيرة للدهشة ما كنت اعتقد انها تصدر الليزر سبحان ربك يعيش الإنسان طول حياته ويظل يتعلم الى ان يموت تقبل مروري

07-14-2010, 04:37 AM	#4 (permalink)
مهندس محسن البلخي مهندس جديد تاريخ التسجيل: Jul 2010 المشاركات: 6 معدل تقييم المستوى: 0	و من خصائص الليزر المهمة هي ان سرعته هي سرعة الضوء (2.7x10^8 م\للثانية) دمتم بخير و شكرا لصاحب الموضوع،،، مهندس محسن البلخي