أشعّة الليزر
ما هي أشعة
الليزر
يعبّر مفهوم أشعّة الليزر عن مصدر غير طبيعي للضوء؛ حيث تُنتج هذه الأشعّة خطوطاً ضيّقةً جداً من الضوء، وتختلف عن أنواع الضوء الأخرى كضوء المصباح وغيرها، وتعتبر الأشعّة الليزريّة مفيدةً جداً في العديد من مجالات التكنولوجيا والأدواتوتضخيم الضوء عن طريق انبعاث الضوء المُحَفّز
كيف تعمل أشعّة الليزر
تتكوّن أشعّة الليزر عندما
تُمتَص الطّاقة من قِبل الإلكترونات داخل الذرّة في العدسات الخاصّة، والبلورات،
والغازات عن طريق التيّار الكهربائي، أو ليزراً أخراً؛ مما يؤدّي إلى اهتياجها،
ثمّ تنتقل الإلكترونات المُهتاجة من المدار الذي يمتلك مستوى أقل من الطّاقة إلى
المدار الذي يمتلك مستوى أعلى من الطّاقة حول نواة الذرّة، وعند عودة هذه
الإلكترونات إلى حالتها الطبيعيّة فإنّها تبعث فوتونات؛ وهي جسيمات ضوئيّة، حيث
تتميّز هذه الفوتونات بأنّها متماسكة ومتساوية بأطوالها الموجيّة؛ مما يعني أنّ
القمّة والقاع للموجات الضوئيّة ثابتة، وبعكس الضوء المرئيّ الذي يحتوي على عدّة
أطوال موجيّة، ويتميّز بأنّه غير متماسك. [2]
خصائص أشعّة الليزر
v
موحّدة اللون : يتميّز الضوء المنبعث من الليزر بأنّه ذو لونٍ موحّدٍ؛
حيث إنّه ذو طول موجيّ واحد أو لون واحد، بعكس الضوء المرئيّ الذي يتميّز باحتوائه
على عدّة أطوال موجيّة أو ألوان.
v
اتّجاهي : يعتبر الضوء
المنبعث عن طريق الليزر اتجاهياً للغايّة، حيث إنّه ينبعث على شكل خطوطاً ضيّقةً
باتّجاهٍ محددٍ، على عكس أنواع الضوء العاديّة التي تنبعث من المصدر بعدّة
اتّجاهات كضوء الشّمس، أو ضوء المصباح.
متماسك : يُقال بأنّ ضوء الليزر متماسكاً؛ ويعني ذلك أنّ الأطوال الموجيّة
لضوء الليزر تقع في طور الزّمان والمكان. [٣]
أنواع أشعة
الليزر
توجد أنواع مختلفة من أشعة الليزر،
ومنها:
v
أشعة الليزر فوق البنفسجية، والتي تستخدم الغازات التفاعلية، مثل الكلور،
أو الفلور المُختلطة مع الغازات الخاملة مثل الأرجون، أو الزينون، أو الكريبتون؛
فعندما يتمّ تحفيز هذه الغازات كهربائياً يتم إنتاج جزيء بدائي، وهو مركّب ذو
جزيئات مكوّنة من مونومر متشابهة، ويقوم هذا الجزيء عند إطلاقه بإنتاج الضوء في
نطاق الأشعّة فوق البنفسجية.
v
أشعة ليزر الحالة الصلبة، تمتلك مواد ليزر موزّعة في قالب صلب؛ بحيث يبعث
ليزر نيوديميوم ضوء الأشعّة تحت الحمراء بطول 1064 نانومتر.
v
أشعة أشباه الموصلات،
عادةً ما تكون هذه الأجهزة ذات حجمٍ صغير جداً، وتستخدم طاقة مُنخفضة، وهو لا
يُعدّ نفس ليزر الحالة الصلبة، ويُمكن أن يتواجد في نُظُم أكبر، مثل: مصدر الكتابة
في بعض طابعات الليزر أو مشغلات الأقراص المُدمجة.
v
أشعة الليزر الغازية: يعتبرغازا الهيليوم، والهِلْيوم-نِيُون من الأنواع
الأكثر شيوعاً، وينتج عنها الضوء الأحمر المرئي بشكل أساسي، أمّا ليزر ثاني أكسيد
الكربون فيزوّد الأشعّة تحت الحمراء البعيدة بالطاقة ويستخدم لقطع المواد الصلبة.
v صبغ الليزر التي تستخدم الأصباغ العضوية
المعقّدة، مثل رودامين 6G في محلول سائل كوسيلة لإطلاقه، وتكون الأطوال الموجيّة الخاصة بها قابلة
للضبط على نطاق واسع. [4]
استخدامات أشعة الليزر
الماسحات الضوئية
يحتوي الماسح
الضوئي المُستخدم في المحال التجارية على مرآة دوّراة تفحص شعاعاً أحمر عندما يقوم الموظّف بتمرير السلع عبرهذا
الشعاع؛ بحيث تضبط أجهزة الاستشعار البصريّة الضوء المُنعكس من رموز شريطية مخطّطة
موجودة على المنتجات، ثم تفك هذه
الرموز، وتنقل المعلومات التي حصلت عليها إلى جهاز كمبيوتر، بحيث يُمكن إضافة سعر
المنتج إلى الفاتورة.[5]
التطبيقات الصناعية
يُمكن أن تكون طاقة أشعّة الليزر التي يتمّ تركيزها على
بقع صغيرة أو خلال فترات زمنية قصيرة هائلة، وذلك مع أنَّ الطاقة الكليّة لشعاع
الليزر قد تكون صغيرة، كما أنّ خصائص أشعة الليزر المختلفة تُمكنّها من القيام
بمهام صعبة على الرغم من أنّ أشعة الليزر تكلّف أكثر بكثير من المثاقب أو الشفرات
الميكانيكية، فلا يقوم شعاع الليزر بتشويه المواد المرنة كالمثاقب الميكانيكية،
لذلك يُمكنها حفر ثقوب في المواد المختلفة مثل الحلمات المطاطية اللينة لزجاجات
الطفل، كما يُمكن لحزم الليزر حفر أو تقطيع مواد صلبة جداً، مثل حفر ثقوب في
الماسة المُستخدمة لتصميم الأسلاك.[5]
التطبيقات
الطبية
يعتبر الاستئصال الجراحي للأنسجة من أهمّ التطبيقات
الطبية لليزر؛ حيث تقوم أشعة ليزر ثاني أكسيد الكربون بحرق الأنسجة، وذلك لأنّ
الماء الذي يُشكّل الجزء الأكبر من الخلايا الحية يمتص الأشعة تحت حمراء، ويُمكن
استخدام شعاع الليز لوقف النزيف في الأنسجة الغنيّة بالدم، مثل الجهاز التناسلي
الأنثوي، أو اللثة، ويستخدم أيضاً لكيّ الجروح، وتُستخدم نبضات الليزر الأقل كثافة
في تدمير الأوعية الدموية غير الطبيعيّة التي تنتشر عبر شبكية العين لدى الأشخاص
المُصابين بمرض السكري، ممّا يؤخّر احتماليّة الإصابة بالعمى المُرتبط بهذا المرض.
يُمكن لأشعّة الليزر التي يكون طول موجتها حوالي ميكرومتر واحد أن تخترق العين،
وتلحم الشبكيّة المنفصلة لتَعود إلى مكانها، أو تُزيل الأغشية الداخلية التي
غالباً ما تُصبح ضبابيّةً بعد جراحة الساد، وهناك تطبيق طبي آخر للليزر في مجال
علاج الأمراض الجلدية؛ حيث يُمكن استخدام ليزر نابض في تبييض علامات الولادة
الحمراء الداكنة، وأنواع مُعيّنة من الوشم، وتشمل علاجات الليزر التجميلية إزالة
شعر الجسم غير المرغوب فيه والتجاعيد. [5]
المراجع
1-What
is a laser?", spaceplace.nasa.gov,25-5-2017 Retrieved 27-5-2018. Edited.
2
- How Lasers Work", lasers.llnl.gov, Retrieved 27-5-2018. Edited.
3-Definition
and Properties of Laser Light", ehs.oregonstate.edu Retrieved
27-2018.Edited
4-MATTHEW WESCHLER, "How Lasers Work"
5- Jeff Hecht (29-11-2017), "Laser"
www.britannica.com, Retrieved 20-12-2017. Edited
إرسال تعليق