تبلیغات
ENGINEERING - لیزر

ENGINEERING

I come to this world,of necessity and lived amazement and will go reluctantly

 

لیزر

 

نوع مطلب :مقالات مهندسی برق ،

نوشته شده توسط:مهدی حسن پور

 واژه لیزر از سر کلمه های انگلیسی در عبارت Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation به معنی «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است.


                                                              

مبانی نظری لیزر در سال 1917 میلادی مطرح شد٫ ولی سالهای نسبتاًزیادی طول کشید تا صنعث و فناوری امکان ساخت اولین لیزر را فراهم کند. که در سال 1960 اولین لیزر (که با موفقیت کار کرد) توسط تئودور مایمن (Theodore H. Maiman) ساخته شد. و اولین لیزر گازی(با استفاده از هلیوم و نئون) هم توسط علی جوان فیزیکدان ایرانی در همان 1960 ساخته شد. نخستین بار طرح اولیه لیزر (میزر) توسط انیشتن داده شد،کار لیزر به این گونه است که با تابش یک فوترون به یک ذره (اتم یا مولکول یا یون)برانگیخته یک فوترون دیگر نیز آزاد می شود که این دو فوترون با هم همفرکانس می باشند در صورت ادامه این روند تعداد فوتونها افزایش می یابند که می توانند باریکه ای از فوتونها را به وجود بیاورند.
کاربرد لیزر در پزشکی : چاقوی لیزری ، مته لیزری و ...
کاربرد لیزر در صنعت : جوشکاری لیزری ، برشهای لیزری ، برش الماس ، مسافت یاب لیزری و ...
کاربردهای نظامی : ردیاب لیزری ، تفنگ لیزری و ...
کاربردهای آزمایشگاهی و تحقیقاتی:اندازه گیری ، سنتز مواد و ...
كاربرد های لیزر


امروزه لیزر كاربردهای بیشماری دارد كه همه زمینه های مختلف علمی و فنی فیزیك-شیمی-زیست شناسی - الكترونیك و پزشكی را شامل می شود. همه این كاربردها نتیجه مستقیم همان ویژگی های خاص نور لیزر است.
كاربرد لیزر در فیزیك و شیمی
اختراع لیزر و تكامل آن وابسته به معلومات پایه ای است كه در درجه اول از رشته فیزیك و بعد از شیمی گرفته شده اند. بنابراین طبیعی است كه استفاده از لیزر در فیزیك و شیمی از اولین كاربردهای لیزر باشند
رشته دیگری كه در آن لیزر نه تنها امكانات موجود را افزایش داده بلكه مفاهیم كاملا جدیدی را عرضه كرده است طیف نمایی است. اكنون با بعضی از لیزرها می توان پهنای خط نوسانی را تا چند ده كیلوهرتز باریك كرد ( هم در ناحیه مرئی و هم در ناحیه فروسرخ ) و با این كار اندازه گیری های مربوط به طیف نمایی با توان تفكیك چند مرتبه بزرگی ( 3 تا 6) بالاتر از روش های معمولی طیف نمایی امكان پذیر می شوند. لیزر همچنین باعث ابداع رشته جدید طیف نمایی غیر خطی شد كه در آن تفكیك طیف نمایی خیلی بالاتر از حدی است كه معمولا با اثرهای پهن شدگی دوپلر اعمال می شود. این عمل منجر به بررسیهای دقیقتری از خصوصیات ماده شده است.
در زمینه شیمی از لیزر هم برای تشخیص و هم برای ایجاد تغییرات شیمیایی برگشت ناپذیر استفاده شده است. ( فوتو شیمی لیزری) به ویژه در فون تشخیص باید از روش های (پراكندگی تشدیدی رامان ) و ( پراكندگی پاد استوكس همدوس رامان ) (CARS) نام ببریم. به وسیله این روشها می توان اطلاعات قابل ملاحظه ای درباره خصوصیات مولكولهای چند اتمی به دست آورد ( یعنی فركانس ارتعاشی فعال رامن - ثابتهای چرخشی و ناهماهنگ بودن فركانس). روش CARS همچنین برای اندازه گیری غلظت و دمای یك نمونه مولكولی در یك ناحیه محدود از فضا به كار می رود. از این توانایی برای بررسی جزئیات فرایند احتراق شعله و پلاسما ( تخلیه الكتریكی) بهره برداری شده است.
شاید جالبتری كاربرد شیمیایی ( دست كم بالقوه ) لیزر در زیمنه فوتو شیمی باشد. اما باید در نظر داشته باشیم به خاطر بهای زیاد فوتونهای لیزری بهره برداری تجاری از فوتوشیمی لیزری تنها هنگامی موجه است كه ارزش محصول نهایی خیلی زیاد باشد. یكی از این موارد جداسازی ایزوتوپها است.
كاربرد در زیست شناسی
از لیزر به طور روزافزونی در زیست شناسی و پزشكی استفاده می شود. اینجا هم لیزر می تواند ابزار تشخیص و یا وسیله برگشت ناپذیر مولكولهای زنده یك سلول و یا یك بافت باشد. ( زیست شناسی نوری و جراحی لیزری)
در زیست شناسی مهمترین كاربرد لیزر به عنوان یك وسیله تشخیصی است. ما در اینجا تكنیك های لیزری زیر را ذكر می كنیم :
الف) فلوئورسان القایی به وسیله تپهای فوق العاده كوتاه لیزر در DNA در تركیب رنگی پیچیده DNA و در مواد رنگی موثر در فتوسنتز
ب) پراكندگی تشدیدی رامان به عنوان روشی برای مطالعه ملكولهای زنده مانند هموگلوبین و یا رودوپسین ( عامل اصلی در سازوكار بینایی)
ج) طیف نمایی همبستگی فوتونی برای بدست آوردن اطلاعاتی در مورد ساختار و درجه انبوهش انواع ملكولهای زنده
د) روشهای تجزیه فوتونی درخشی پیكوثانیه ای برای كاوش رفتار دینامیكی مولكولهای زنده در حالت برانگیخته
به ویژه باید از روشی موسوم به میكروفلوئورمتر جریان یاد كرد. در اینجا سلولهای پستانداران در حالت معلق مجبور می شوند كه از یك اتاقك مخصوص جریان عبور كنند كه در آنجا ردیف می شوند و سپس یكی یكی از باریكه كانونی شده لیزر یونی آرگون عبور می كنند. با قرار دادن یك آشكارساز نوری در جای مناسب می توان این كمیت ها را اندازه گیری كرد :
الف) نورماده ای رنگی كه به یك جزء خاص تشكیل دهنده سلول یعنی DNA متصل ( كه اطلاعاتی راجع بع مقدار آن جزء تشكیل دهنده سلول را به دست می دهد) امتیاز میكروفلوئورمتری جریان در این است كه اندازه گیری ها را برای تعداد زیادی از سلولها در مدت زمان محدود میسر می سازد. به این وسیله می توانیم دقت خوبی برای اندازه گیری آماری داشته باشیم.
در زیست شناسی از لیزر برای ایجاد تغییر برگشت ناپذیر در ملكولهای زنده و یا اجزای تشكیل دهنده سلول هم استفاده می شود. به ویژه تكنیك های معروف به ریز - باریكه را ذكر می كنیم. در اینجا نور لیزر ( مثلا یك لیزر Ar+ تپی ) به وسیله یك عدسی شیئی میكروسكوپ مناسب در ناحیه ای از سلول با قطری در حدود طول موج لیزر (05 µm) كانونی می شود منظور اصلی از این تكنیك مطالعه رفتار سلول پس از آسیبی است كه با لیزر در ناحیه خاصی از آن ایجاد شده است.
در زمینه پزشكی بیشترین كاربرد لیزرها در جراحی است ( جراحی لیزری) اما در بعضی موارد لیزر برای تشخیص نیز به كار می رود. ( استفاده بالینی از میكروفلوئورمتر جریان - سرعت سنجی دوپلری برای اندازه گیری سرعت خون - فلوئورسان لیزری - آندوسكوپی نای برای آشكارسازی تومورهای ریوی در مراحل اولیه
در جراحی از باریكه كانونی شده لیزر ( اغلب لیزر CO2 ) به جای چاقوی جراحی معمولی ( یا برقی ) استفاده می شود. باریكه فروسرخ لیزر CO2 به شدت به وسیله ملكولهای آب موجود در بافت جذب می شود و موجب تبخیر سریع این ملكولها و در نتیجه برش بافت می شود. برتریهای اصلی چاقوی لیزری را می توان به صورت زیر خلاصه كرد :
الف) دقت بسیار زیاد به ویژه هنگامی كه باریكه با یك میكروسكوپ مناسب هدایت شود ( جراحی لیزر)
ب) امكان عمل در نواحی غیر قابل دسترس.. بنابراین عملا هر ناحیه از بدن را كه با یك دستگاه نوری مناسب ( مثلا عدسی ها و آینه ها) قابل مشاهده باشد می توان به وسیله لیزر جراحی كرد.
ج) كاهش فوق العاده خونروی در اثر برش رگهای خونی به وسیله باریكه لیزر ( قطر رگی حدود 0/5 mm )
د) آسیب رسانی خیلی كم به بافتهای مجاور ( حدود چند میكرومتر) اما در مقابل این برتریها باید اشكالات زیر را هم در نظر داشت :
الف) هزینه زیاد و پیچیدگی دستگاه جراحی لیزری
ب) سرعت كمتر چاقوی لیزری
ج) مشكلات قابلیت اعتماد و ایمنی مربوط به چاقوی لیزری
با این اشاره اجمالی به جراحی لیزری اكنون می خواهیم به شرح مفصلتری از تعدادی از این كاربردها بپردازیم . در چشم بیماران مبتلا به مرض قند استفاده شده است در این مورد باریكه لیزر به وسیله عدسی چشم بر روی شبكیه كانونی می شود. پرتو سبز لیزر به شدت به وسیله گلبول های سرخ جذب می شود و اثر حرارتی حاصل باعث اتصال دوباره شبكیه یا انعقاد رگهای آن می شود. اكنون لیزر استفاده روزافزونی در گوش و حلق و بینی پیدا كرده است. استفاده از لیزر در این شاخه از جراحی جذابیت خاصی دارد. زیرا با اعضایی مانند نای - حلق و گوش میانی سروكار دارد كه به علت عدم دسترسی به آن ها جراحی معمولی مشكل است. اغلب در این مورد لیزر همراه با یك میكروسكوپ استفاده می شود. همچنین لیزر برای جراحی داخل دهان نیز مفید است ( برای برداشتن غده های مخاطی ). امتیازات اصلی در اینجا جلوگیری از خونریزی و فقدان لختگی خون و درد پس از عمل جراحی و بهبود سریع بیمار است. لیزر همچنین اهمیت خود را در بهبود خونریزیهای سنگین در جهاز هاضمه ثابت كرده است. در این حالت باریكه لیزر ( معمولا لیزر نئودمیوم یا آرگون یونی ) به وسیله یك تار نوری مخصوص كه در داخل یك آندوسكوپی داخلی قرار گرفته است پرتو لیزر را به ناحیه مورد معالجه هدایت می كند. لیزر همچنین در بیماری زنان مفید است درحالی كه اغلب به همراه یك میكروسكوپ استفاده می شود. كاهش قابل ملاحظه درد و لخته شدن خون ارزش مجدد چاقوی لیزری را بیان می كند. در پوست درمانی اغلب از لیزر برای برداشتن خالها و معالجه امراض رگها استفاده می شود. بالاخزه استفاده از لیزرها در جراحی عمومی و جراحی غده امیدوار كننده است.
ارتباط نوری
استفاده از باریكه لیزر برای ارتباط در جو به خاطر دو مزیت مهم اشتیاق زیادی برانگیخت :
الف) اولین علت دسترسی به پهنای نوار نوسانی بزرگ لیزر است. زیرا مقدار اطلاعات قابل انتقال روی یك موج حامل متناسب با پهنای نوار آن است. فركانس موج حامل از ناحیه میكروموج بخ ناحیه نور مرئی به اندازه 104 برابر افزایش می یابد و در نتیجه امكان استفاده از یك پهنای بزرگتر را به ما می دهد.
ب) علت دوم طول موج كوتاه تابش است. چون طول موج لیزر نوعا حدود 104 مرتبه كوچكتر از امواج میكرو موج است با قطر روزنه یكسان D واگرایی امواج نوری به اندازه 104 مرتبه نسبت به واگرایی امواج میكرو موج كوچكتر است. بنابراین برای دستیابی به این واگرایی آنتن یك سیستم اپتیكی می تواند به مراتب كوچكتر باشد. اما این دو امتیاز مهم با این واقعیت خنثی می شوند كه باریكه نوری تحت شرایط دید ضعیف در جو به شدت تضعیف می شود. در نتیجه استفاده از لیزرها در ارتباطات فضای باز ( هدایت نشده ) فقط در مورد این موارد توسعه یافته اند :
الف) ارتباطات فضایی بین دو ماهواره و یا بین یك ماهواره و یك ایستگاه زمینی كه در یك شرایط جوی مطلوب قرار گرفته است. لیزرهایی كه در این مورد استفاده می شوند عبارتند از :
Nd:YAG ( با آهنگ انتقال 109 بیت در ثانیه ) و یا CO2 با آهنگ انتقال 3*108 بیت در ثانیه ). گرچه CO2 نسبت به Nd: YAG دارای بازدهی بالاتری است و لی دارای این اشكال است كه نیاز به سیستم آشكارسازی پیچیده تری دارد و طول موج آن هم به اندازه 10 مرتبه بزرگتر از طول موج Nd : YAG است.
ب) ارتباطات بین دو نقطه در یك مسافت كوتاه مثلا انتقال اطلاعات درون یك ساختمان. برای این منظور از لیزرهای نیمرسانا استفاده می شود.
اما زمینه اصلی مورد توجه در ارتباطات نوری مبتنی بر انتقال از طریق تارهای نوری است. انتقال هدایت شده نور در تارهای نوری پدیده ای است كه از سالها پیش شناخته شده است اما تارهای نوری اولیه فقط در مسافت های خیلی كوتاه مورد استفاده قرار می گرفتند مثلا كاربرد متعارف آن ها در وسایل پزشكی برای اندوسكوپی است. بنابراین در اواخر سال 1960 تضعیف در بهترین شیشه های نوری در حدود 1000 دسی بل بر كیلومتر بود. از آن زمان پیشرفت تكنیكی شیشه و كوارتز باعث تغییر شگفت انگیز در این عدد شده است به طوری كه این تضعیف برای كوارتز به 5/0 دسی بل بر كیلومتر رسیده است. این تضعیف فوق العاده كوچك آینده مهمی را برای كاربرد تارهای نوری در ارتباطات راه دور نوید می دهد سیستم ارتباطات تارهای نوری نوعا شامل یك چشمه نور یك جفت كننده نوری مناسب برای تزریق نور به تارها و درانتها یك فوتودیود است كه باز هم به تار متصل شده است. تكرار كننده شامل یك گیرنده و یك گسیلنده جدید است. چشمه نور سیستم اغلب لیزرهای نیمرسانای نا هم پیوندی دوگانه است. اخیرا طول عمر این لیزرها تا حدود 106 ساعت رسیده است. گرچه تا كنون اغلب از لیزر گالیم ارسنید GaAs استفاده شده است ولی روش بهتر استفاده از لیزرهای نا هم پیوندی است كه در آنها لایه فعال تركیبی از آلیاژ چهارگانه به صورت In1-x Gax Asy P1-y است. در این حالت لبه های P ,n پیوندگاه از تركیب دوگانه InP تشكیل شده است و با استفاده از تركیب y=2v2x می توان ترتیبی داد كه چهار آلیاژ چهارگانه شبكه ای كه با InP جور شود با انتخاب صحیح x طول موج تابش را طوری تنظیم كرد كه در اطراف µm 3/1 و یا اطراف 6/1 µm واقع شود كه به ترتیب مربوط به دو مینیموم جذب در تار كوارتز هستند. بسته به قطر d هسته مركزی تار ممكن است از نوع تك مدباشد برای آهنگ انتقال متداول فعلی حدود 50 مگابیت در ثانیه معمولا از تارهای چند مدی استفاده می شود. برای آهنگ انتقال های بیشتر تارهای تك مدی مناسبتر به نظر می رسند. گیرنده معمولا یك فوتودیود بهمنی است اگر چه ممكن است از یك دیود PIN و یك دیود تقویت كننده حالت جامد مناسب نیز استفاده كرد.
اندازه گیری و بازرسی
خصوصیات جهتمندی درخشایی و تكفامی لیزر باعث كاربردهای مفید زیادی برای اندازه گیری و بازرسی در رشته مهندسی سازه و فرایندهای صنعتی كنترل ابزار ماشینی شده است. در این بخش تعیین فاصله بین دو نقطه و بررسی آلودگی را نیز مد نظر قرار می دهیم
یكی از معمولترین استفاده های صنعتی لیزر هم محور كردن است. برای اینكه یك خط مرجع مستقیم برای هم محور كردن ماشین آلات در ساخت هواپیما و نیز در مهندسی سازه برای ساخت بناها پلها و یا تونلها داشته باشیم استفاده از جهتمندی لیزر سودمند است. در این زمینه لیزر به خوبی جای وسایل نوری مانند كلیماتور و تلسكوپ را گرفته است. معمولا از یك لیزر هلیم - نئون با توان كم استفاده می شود و هم محور كردن عموما به كمك آشكارسازهای حالت جامد به شكل ربع دایره ای انجام می شود. محل برخورد باریكه لیزر روی گیرنده با مقدار جریان نوری روی هر ربع دایره معین می شود. در نتیجه هم محور شدن بستگی به یك اندازه گیری الكتریكی دارد و در نتیجه نیازی به قضاوت بصری آزمایشگر نیست. در عمل دقت ردیف شدن از حدود 5µm تا حدود 25µm به دست آمده است.
از لیزر برای اندازه گیری مسافت هم استفاده شده است. روش استفاده از لیزر بستگی به بزرگی طول مورد نظر دارد
برای مسافتهای كوتاه تا 50 متر روشهای تداخل سنجی به كار گرفته می شوند كه در آن ها از یك لیزر هلیم - نئون پایدار شده فركانسی به عنوان منبع نور استفاده می شود. برای مسافتهای متوسط تا حدود 1 كیلومتر روشهای تله متری شامل مدوله سازی دامنه به كار گرفته می شود. برای مسافت های طولانی تر می توان زمان در راه بودن تپ نوری را كه از لیزر گسیل شده است و از جسمی بازتابیده می شود اندازه گیری كرد.
در اندازه گیری تداخل سنجی مسافت از تداخل سنج مایكلسون استفاده می شود. باریكه لیزر به وسیله یك تقسیم كننده نور به یك باریكه اندازه گیری و یك باریكه مرجع تقسیم می شود باریكه مرجع با یك آینه ثابت بازتابیده می شود در حالی كه باریكه اندازه گیری از آینه ای كه به جسم مورد اندازه گیری متصل شده است بازتاب پیدا می كند. سپس دو باریكه بازتابیده مجددا با یكدیگر تركیب می شوند به طوری كه با هم تداخل می كنند و دامنه تركیبی آن ها با یك آشكار ساز اندازه گیری می شود. هنگامی كه محل جسم در جهت باریكه به اندازه نصف طول موج لیزر تغییر كند سیگنال تداخل از یك ماكزیموم به یك مینیموم می رسد و سپس دوباره ماكزیموم می شود. بنابراین یك سیستم الكترونیكی شمارش فریزها می تواند اطلاعات مربوط به جابجایی جسم را به دست دهد. این روش اندازه گیری معمولا در كارگاههای ماشین تراش دقیق مورد استفاده قرار می گیرد و امكان اندازه گیری طول با دقت یك در میلیون را می دهد. باید یادآوری كرد كه در این روش فقط می توان فاصله را نسبت به یك مبدا اندازه گیری كرد. برتری این روش در سرعت دقت و انطباق با سیستم های كنترل خودكار است.
برای فاصله های بزرگتر از روش تله متری مدوله سازی دامنه استفاده می شود و فاصله روی اختلاف فاز بین دو باریكه لیزر مدوله می شود و فاصله از روی اختلاف فار بین دو باریكه گسیل شده و بازتابیده معین می شود. باز هم دقت یك در میلیون است. از این روش در مساحی زمین و نقشه كشی استفاده می شود. برای فواصل طولانی تر از 1 كیلومتر فاصله با اندازه گیری زمان پرواز یك تپ كوتاه لیزری گسیل شده از لیزر یاقوت و یا لیزر CO2 انجام می گیرد. این كاربردها اغلب اهمیت نظامی دارند و در بخشی جداگانه بحث خواهد شد كاربردهای غیر نظامی مانند اندازه گیری فاصله بین ماه و زمین با دقتی حدود 20 سانتی متر و تعیین برد ماهواره ها هم قابل ذكر است.
درجه بالای تكفامی لیزر امكان استفاده از آن را برای اندازه گیری سرعت مایعات و جامدات به روش سرعت سنجی دوپلری فراهم می سازد. در مورد مایعات می توان باریكه لیزر را به مایع تابانده و سپس نور پراكنده شده از آن را بررسی كرد. چون مایع روان است فركانس نور پراكنده شده به خاطر اثر دوپلر كمی با فركانس نور فرودی تفاوت دارد. این تغییر فركانس متناسب با سرعت مایع است. بنابراین با مشاهده سیگنال زنش بین دو پرتو نور پراكنده شده و نور فرودی در یك آشكار ساز می توان سرعت مایع را اندازه گیری بدون تماس انجام می شود. و نیز به خاطر تكفامی بالای نور لیزر برای برد وسیعی از سرعتها خیلی دقیق است.
یكی از سرعت سنجهای خاص لیزر اندازه گیری سرعت زاویه ای است. وسیله ای كه برای این منظور طراحی شده است ژیروسكوپ لیزرینامیده می شود و شامل لیزری است كه كاواك آن به شكل حلقه ای است كه از سه آینه به جای دو آینه معمول استفاده می شود. این لیزر می تواند نوسان مربوط به انتشار نور را هم در جهت عقربه ساعت و هم در خلاف آن به دور حلقه تامین كند. فركانسهای تشدیدی مربوط به هر دو جهت انتشار را می توان با استفاده از این شرط كه طول تشدید كننده ( حلقه ای ) برابر مضرب صحیحی از طول موج باشد به دست آورد. اگر حلقه در حال چرخش باشد در مدت زمانی كه لازم است نور یك دور كامل بزند زاویه آینه های تشدید كننده به اندازه یك مقدار خیلی كوچك ولی محدود حركت خواهد كرد. طول موثر برای باریكه ای در همان جهت چرخش تشدید كننده می چرخد كمی بیشتر از باریكه ای است كه در جهت عكس می چرخد. در نتیجه فركانس های دو باریكه ای كه در خلاف جهت یكدیگر می چرخند كمی تفاوت دارد و اختلاف این فركانسهای متناسب با سرعت زاویه ای تشدید كننده است . با ایجاد تپش بین دو باریكه می توان سرعت زاویه ای را اندازه گیری كرد. ژیروسكوپ لیزری امكان اندازه گیری با دقتی را فراهم می كند كه قابل مقایسه با دقت پیچیده ترین و گرانترین ژیروسكوپ های معمولی است.
كاربرد مصرفی دیگر و یا به عبارت بهتر كاربرد مصرفی واقعی عبارت از دیسك ویدئویی و دیسك صوتی است. یك دیسك ویدئو حامل یك برنامه ویدئویی ضبط شده است كه می توان آن را بر روی دستگاه تلویزیون معمولی نمایش داد. سازندگان دیسك ویدئویی اطلاعات را با استفاده از یك سابنده روی آن ضبط می كنند كه این اطلاعات به وسیله لیزر خوانده می شود. یك روش معمول ضبط شامل برشهای شیاری با طول ها و فاصله های مختلف است عمق این شیارها 4/1 طول موج لیزری است كه از آن در فرایند خواندن استفاده می شود. در موقع خواندن باریكه لیزر طوری كانونی می شود كه فقط بر روی یك شیار بیفتد. هنگامی كه شیار در مسیر لكه باریكه لیزر واقغ شود بازتاب به خاطر تداخل ویرانگر بین نور بازتابیده از دیوارهای شیار و به آن كاهش پیدا می كند. به عكس نبودن شیار باعث یك بازتاب قوی می شود. بدین طریق می توان اطلاعات تلویزیونی را به صورت رقمی ضبط كرد.
كاربرد دیگر لیزرها نوشتن و خواندن اطلاعات در حافظه نوری در كامپیوترهاست لطف ای حافظه نوری هم در توان دسترسی به چگالی اطلاعات حدود مرتبه طول موج است. تكنیك ضبط عبارت است از ایجاد سوراخ های كوچكی در یك ماده مات یا نوعی تغییر خصوصیت عبور و بازتاب ماده زیر لایه كه با استفاده از لیزرهای با توان كافی حاصل می شود. و حتی می تواند فیلم عكاسی باشد. اما هیچ یك از این زیر لایه ها را نمی توان پاك كرد. حلقه های قابل پاك كردن بر اساس گرما مغناطیسی فروالكتریك و فوتوكرومیك ساخته شده اند. همچنین حافظه های نوری با استفاده از تكنیك تمام نگاری نیز طراحی شده اند. نتیجتا اگر چه از لحاظ فنی امكان ساخت حافظه های نوری به وجود آمده است ولی ارزش اقتصادی آن ها هنوز جای بحث دارد.
آخرین كاربردی كه در این بخش اشاره می كنیم گرافیك لیزری است. در این تكنیك ابتدا باریكه لیزر بوسیله یك سیستم مناسب روبشگر بر روی یك صفحه حساس به نور كانونی می شود و در حالی كه شدت لیزر به طور همزمان با روبش از نظر دامنه مدوله می شود به طوری كه بتوان آن را بوسیله كامپیوتر تولید كرد.( مانند سیستم های چاپ كامپیوتری بدون تماس ) و یا آنها را به صورت سیگنال الكتریكی از یك ایستگاه دور دریافت كرد( مانند پست تصویری). در مورد اخیر می توان سیگنال را به وسیله یك یك سیستم خواننده مناسب با كمك لیزر تولید كرد. وسیله خواندن در ایستگاه دور شامل لیزر با توان كم است كه باریكه كانونی شده آن صفحه ای راكه باید خوانده شود می روبد. یك آشكارساز نوری باریكه پراكنده از نواحی تاریك و روشن روی صفحه را كنترل می كند و آن را به سیگنال الكتریكی تبدیل می كند. سیستم های لیزری رونوشت اكنون به طور وسیعی توسط بسیاری از ناشران روزنامه ها برای انتقال رونوشت صفحات روزنامه به كار برده می شود.
كاربردهای نظامی
كاربردهای نظامی لیزر همیشه عمده ترین كاربردهای آن بوده است . فعلا مهمتریم كاربردهای نظامی لیزر عبارت اند از: الف) فاصله یا بهای لیزری ب) علامت گذارهای لیزری ج) سلاح های هدایت انرژی
فاصله یاب لیزری مبتنی بر همان اصولی است كه در رادارهای معمولی از آن ها استفاده می شود. یك تپ كوتاه لیزری ( معمولا با زمان 10 تا 20 نانوثانیه) به سمت هدف نشانه گیری می شود و تپ پراكنده برگشتی بوسیله یك دریافت كننده مناسب نوری كه شامل آشكارساز نوری است ثبت می شود. فاصله مورد نظر با اندازه گیری زمان پرواز این تپ لیزری به دست می اید. مزایای اصلی فاصله یاب لیزری را می توان به صورت زیر خلاصه كرد :
الف) وزن - قیمت و پیچیدگی آن به مراتب كمتر از رادارهای معمولی است.
ب) توانایی اندازه گیری فاصله حتی برای هنگامی كه هدف در حال پرواز در ارتفاع بسیار كمی از سطح زمین و یا دریا باشد.
اشكال عمده این نوع رادار در این است كه باریكه لیزر در شرایط نامناسب رویت به شدت در جو تضعیف می شود. فعلا چند نوع از فاصله یابهای لیزری با بردهای تا حدود 15 كیلومتر مورد استفاده اند :
الف) فاصله یاب های دستی برای استفاده سرباز پیاده ( یكی از آخرین مدل های آن در آمریكا ساخته شده كه در جیب جا می گیرد و وزن آن با باتری حدود 500 گرم است.
ب) سیستم های فاصله یاب برای استفاده در تانكها
ج) سیستم های فاصله یاب مناسب برای دفاع ضد هوایی
اولین لیزرهای كه در فاصله یابی از آن ها استفاده شد لیزرهای یاقوتی با سوئیچ Q بودند. امروزه فاصله یابهای لیزری اغلب بر اساس لیزرهای نئودمیم با سوئیچ Q طراحی شده اند. گرچه لیزرهای CO2 نوع TEA در بعضی موارد ( مثل فاصله یاب تانك ها ) جایگزین جالبی برای لیزرهای نئودمیم است.
دومین كاربرد نظامی لیزر در علامت گذاری است. اساس كار علامت گذاری لیزری خیلی ساده است : لیزری كه در یك مكان سوق الجیشی قرار گرفته است هدف را روشن می سازد به خاطر روشنایی شدید نور هنگامی كه هدف به وسیله یك صافی نوری با نوار باریك مشاهده شود به صورت یك نقطه روشن به نظر خواهد رسید. سلاح كه ممكن است بمب - موشك - و یا اسلحه منفجر شونده دیگری باشد بوسیله یك سیستم احساسگر مناسب مجهز شده است. در ساده ترین شكل این احساسگر می تواند یك عدسی باشد كه تصویر هدف را به یك آشكارساز نوری ربع دایره ای كه سیستم فرمان حركت سلاح را كنترل می كند انتقال می دهد و بنابراین می تواند آن را به سمت هدف هدایت كند. به این ترتیب هدف گیری با دقت بسیار زیاد امكان پذیر است. ( دقت هدف گیری حدود 1 متر از یك فاصله 10 كیلومتری ممكن به نظر می رسد.) معمولا لیزر از نوع Nd: YAG است. در حالی كه لیزرهای CO2 به خاطر پیچیدگی آشكارسازهای نوری ( كه مستلزم استفاده در دماهای سرمازایی است) نامناسب اند. علامت گذاری ممكن است از هواپیما - هلیكوپتر و یا از زمین انجام شود. ( مثلا با استفاده از یك علامت گذار دستی ). اكنون كوشش قابل ملاحظه ای هم در آمریكا و هم در روسیه برای ساخت لیزرهایی كه به عنوان سلاحههای هدایت انرژی به كار می روند اختصاص یافته است. در مورد سیستم های قوی لیزری مورد نظر با توان احتمالا در حدود مگا وات ( حداقل برای چند ده ثانیه ) یك سیستم نوری باریكه لیزر را به هدف ( هواپیما - ماهواره یا موشك ) هدایت می كند تا خسارت غیر قابل جبرانی به وسایل احساسگر آن وارد كند و یا اینكه چنان آسیبی به سطح آن وارد كند كه نهایتا در اثر تنش های پروازی دچار صدمه شود سیستم های لیزر مستقر در زمین به خاطر اثر معروف به شوفایی گرمایی كه در جو اتفاق می افتد فعلا چندان عملی به نظر نمی رسند. جو زمین توسط باریكه لیزر گرم می شود و این باعث می شود كه جو مانند یك عدسی منفی باریكه را واگرا سازد با قرار دادن لیزر در هواپیمای در حال پرواز در ارتفاع بالا و یا در یك سفینه فضایی می توان از این مساله اجتناب ورزید. اطالعات موجود در این زمینه ها به علت سری بودن آن ها اغلب ناقص و پراكنده اند. اما به نظر می رسد كه این سیستم ها كلا شامل باریكه هایی پیوسته با توان 5 تا 10 مگا وات (برای چند ثانیه ) با یك وسیله هدایت اپتیكی به قطر 5 تا 10 متر باشند مناسب ترین لیزرها برای اینگونه كاربرد ها احتمالا لیزرهای شیمیایی اند ( DF یا HF) . لیزرهای شیمیایی به ویژه برای سیستم های مستقر در فضا جالب اند زیرا توسط آن ها می توان انرژی لازم را به صورت انرژی ذخیره فشرده به شكل انرژی شیمیایی تركیب های مناسب تامین كرد.
تمام نگاری
تمام نگاری ( هولوگرافی http://www.holographer.org/ ) یك تكنیك انقلابی است كه عكسبرداری سه بعدی (یعنی كامل ) از یك جسم و یا یك صحنه را ممكن می كند. این تكنیك در سال 1948 توسط گابور ابداع شد ( در آن زمان به منظور بهتر كرده توان تفكیك میكروسكوپ الكترونی پیشنهاد شد) و به صورت یك پیشنهاد عملی در آمدو اما قابلیت واقعی این تكنیك پس از اختراع لیزر نشان داده شد.
اساس تمام نگاری به این صورت است كه باریكه لیزر بوسیله آینه كه قسمتی از نور را عبور می دهد به دو باریكه ( بازتابیده و عبوری) تقسیم می شوند. باریكه بازتابیده مستقیما به صفحه حساس به نور برخورد می كند در حالی كه باریكه عبوری جسمی را كه باید تمام نگاری شود روشن می كند. به این ترتیب قسمتی از نوری كه از جسم پراكنده شده هم روی صفحه حساس ( فیلم ) می افتد. به علت همدوس بودن باریكه ها یك نقش تداخلی از تركیب دو باریكه روی صفحه تشكیل می شود حالا اگر این فیلم ظاهر شود و تحت بزرگنمایی كافی بررسی شود می توان این فریزهای تداخلی را مشاهده كرد. فاصله بین دو فریز تاریك متوالی معمولا حدود 1 میكرومتر است. این نقش تداخلی پیچیده است و هنگامی كه صفحه را به وسیله چشم بررسی می كنیم به نظر نمی رسد كه حامل تصویر مشابه با جسم اولیه باشد اما این فریزهای تداخلی در واقع حامل ضبط كاملی از جسم اولیه است.
حال فرض كنید كه صفحه ظاهر شده را دوباره به محلی كه در معرض نور قرار داشت بازگردانیم و جسم تحت مطالعه را برداربم باریكه بازتابیده اكنون با فریزهای روی صفحه برهمكنش می كنند و دوباره در پشت صفحه یك باریكه پراشیده ایجاد می كندبنابراین ناظری كه به صفحه نگاه می كند جسم را در پشت صفحه می بیند طوری كه انگار هنوز هم جسم در آنجاست.
یكی از جالبترین خصوصیات تمام نگاری این است كه جسم بازسازی شده رفتار سه بعدی نشان می دهد بنابراین با حركت دادن چشم از محل تماشا می توان طرف دیگر جسم را مشاهده كرد. توجه كنید كه برای ضبط تمام نگار باید سه شرط اصلی را براورد: الف) درجه همدوسی نور لیزر باید به اندازه كافی باشد تا فریزهای تداخلی در روی صفحه تشكیل شود. ب) وضعیت نسبی جسم - صفحه و باریكه لیزر نباید در هنگام تاباندن نور به صفحه كه حدود چند ثانیه طول می شكد تغییر كند در واقع تغییر محل نسبی باید كمتر از نصف طول موج لیزر باشد تا از درهم شدن نقش تداخلی جلوگیری كند. ج) قدرت تفكیك صفحه عكاسی باید به اندازه كافی زیاد باشد تا بتواند فریزهای تداخلی را ضبط كند.
تمام نگاری به عنوان یك تكنیك ضبط و بازسازی تصویر سه بعدی بیشترین موفقیت را تاكنون در كاربردهای هنری داشته است تا در كاربردهای علمی . اما بر اساس تمام نگاری از یك تكنیك تداخل سنجی تمام نگاشتی در كاربردهای علمی به عنوان وسیله ای برای ضبط و اندازه گیری واكنشها و ارتعاشات اجسام سه بعدی استفاده شده است.


How do you strengthen your Achilles tendon?
یکشنبه 2 مهر 1396 07:48 ق.ظ
Thanks very interesting blog!
how to stop a foot pain
دوشنبه 19 تیر 1396 01:15 ق.ظ
Since the admin of this web site is working,
no hesitation very soon it will be well-known, due to
its quality contents.
http://neelypatteson.bravesites.com
شنبه 17 تیر 1396 05:55 ق.ظ
I blog quite often and I genuinely thank you for your information. This great article has truly
peaked my interest. I'm going to book mark your site and
keep checking for new information about once a week.

I subscribed to your Feed too.
vitamin d overdose foot pain
سه شنبه 6 تیر 1396 06:29 ق.ظ
Loving the info on this website, you have done
great job on the posts.
monabelling.Weebly.com
سه شنبه 19 اردیبهشت 1396 04:14 ب.ظ
First of all I want to say excellent blog! I had a
quick question which I'd like to ask if you do not mind.
I was interested to know how you center yourself and
clear your thoughts prior to writing. I've had difficulty clearing my thoughts in getting my
thoughts out there. I truly do take pleasure in writing however it just seems like the first 10 to 15 minutes are lost simply just trying to
figure out how to begin. Any suggestions or tips?
Cheers!
BHW
چهارشنبه 23 فروردین 1396 05:22 ب.ظ
After checking out a number of the blog posts on your website, I really like your way of
writing a blog. I saved it to my bookmark site list and will be checking back in the near future.
Take a look at my web site as well and let me know what
you think.
manicure
دوشنبه 21 فروردین 1396 04:18 ب.ظ
Good post but I was wanting to know if you could
write a litte more on this subject? I'd be very thankful if you could elaborate a little bit
more. Many thanks!
manicure
پنجشنبه 17 فروردین 1396 08:00 ق.ظ
Hi there i am kavin, its my first occasion to commenting anywhere, when i read this paragraph i thought i could also create comment due to this
brilliant post.
BHW
سه شنبه 15 فروردین 1396 06:02 ب.ظ
Excellent goods from you, man. I have understand your stuff prior to and
you're just extremely magnificent. I actually like what you've obtained
here, really like what you are saying and the best way through which
you are saying it. You make it enjoyable and you continue to care for
to stay it smart. I can not wait to learn far more from you.

This is actually a wonderful website.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


پروژه شنبه 24 دی 1390
مسیریاب جمعه 20 آبان 1390
طرز ساخت فیبر مدار چاپی به روش اسید کاری پنجشنبه 30 تیر 1390
ربات مسیر یاب پنجشنبه 2 تیر 1390
انتقال بی سیم انرژی سه شنبه 27 اردیبهشت 1390
نیروگاه های بخاری چهارشنبه 14 اردیبهشت 1390
استفاده از نانوالیاف پلیمری برای تولید انرژی سه شنبه 13 اردیبهشت 1390
ایران فناوری استفاده از سلول‌های خورشیدی برای تأمین برق منازل را دارد سه شنبه 13 اردیبهشت 1390
صفحه نمایش‌های OLED جدید براساس گرافن سه شنبه 13 اردیبهشت 1390
نیروگاه سیکل ترکیبی خورشیدی یزد جمعه 9 اردیبهشت 1390
لامپ های LED جمعه 9 اردیبهشت 1390
فنرهای نانولوله ای با قدرت ذخیره انرژی بالا ابداع شد جمعه 9 اردیبهشت 1390
باتری های هسته ای ریز برای ابزارهای الكتریكی ساخته شد جمعه 9 اردیبهشت 1390
زباله های ناپل برق تولید می كند جمعه 9 اردیبهشت 1390
شهادت آب پنجشنبه 8 اردیبهشت 1390
مقره چهارشنبه 7 اردیبهشت 1390
تاریخچه ساخت ترانسفور ماتور قدرت خشك چهارشنبه 7 اردیبهشت 1390
ژنراتور چهارشنبه 7 اردیبهشت 1390
تصاویر شگفت‌انگیز ناسا از سطح مریخ سه شنبه 6 اردیبهشت 1390
مختصری از نانو دوشنبه 5 اردیبهشت 1390
لیزر دوشنبه 5 اردیبهشت 1390
آیین‌نامه ایمنی‌تاسیسات‌لكتریكی‌بااتصال‌به‌ زمین‌ دوشنبه 5 اردیبهشت 1390
تابلوی روان یکشنبه 4 اردیبهشت 1390
مراسم آتش زدن خیمه در ظهر عاشورا در حرم سلطان سید جلال الدین اشرف جمعه 2 اردیبهشت 1390
زندگی نامه و بیوگرافی دكتر محمد معین جمعه 2 اردیبهشت 1390
گردش گری آستانه اشرفیه جمعه 2 اردیبهشت 1390
با آستانه اشرفیه بیشتر آشنا بشیم جمعه 2 اردیبهشت 1390
موتور و درایور پنجشنبه 1 اردیبهشت 1390
زبان تخصصی---بخش اول شنبه 20 فروردین 1390
ترانسفورماتور شنبه 20 فروردین 1390
لیست آخرین پستها