پرسش و پاسخ

لیزر چیست ؟
از نظر لغتی لیزر یا Laser مخفف این کلمات «Light amplification by stimulated emission of radiation» به معنای تقویت نور بوسیله امواج تحریک شده می باشد. لیزر بر اساس پدیده رزونانس کار می کند. خروجی لیزر یک میدان مغناطیسی همسان است. در یک اشعه همسان انرژی الکترومغناطیسی، همه امواج دارای یک فرکانس و فاز هستند.
برای ساخت یک لیزر پایه، به یک اتاقک یا حفره نیاز است این حفره به گونه ای طراحی شده است که امواج مادون قرمز (IR)، نور مرئی، یا امواج ماوراء بنفش را می تاباند. به طوری که این امواج یکدیگر را تقویت می کنند. حفره مورد نظر می تواند انباشته از گاز، مایع یا حتی یک ماده جامد باشد. اما انتخاب این ماده روی طول موج خروجی تأثیر می گذارد. در هر سمت اتاقک یک آینه وجود دارد. یکی از آینه ها کل امواج را باز تابش می کند و اجازه نمی دهد هیچ انرژی از آن عبور کند. ولی آینه دیگر کاملاً باز تابنده نیست و در حدود ۵ درصد از انرژی را از خود عبور می دهد. و اما انرژی موجود در حفره یا اتاقک از یک منبع خارجی تأمین می شود. که به این عمل تپش (pumping) گویند. عمل تپش یک میدان مغناطیسی به کمک فرکانس طبیعی اتمهای ماده داخل حفره (پدیده رزونانس) می سازد که در نتیجه آن اتمهای ماده داخل حفره شروع به نوسان می کنند. امواج بین دو آینه منعکس می شوند. طول حفره به گونه ای انتخاب می شود که فرکانس رفت و برگشت امواج با فرکانس طبیعی ماده داخل حفره هماهنگ باشد به گونه ای که امواج یکدیگر را تقویت کنند. در این فرکانس امواج الکترومغناطیس از آن سمت حفره که آینه اش درصدی از امواج را از خود عبور می دهد پدیدار می شوند. خروجی می تواند یک اشعه پیوسته یا یک سری امواج ناپیوسته باشد.
لیزر قرمز یک نوع ساده و معمول از این اشعه است و تونلی میله ای شکل دارد که از ترکیب اکسید آلومینیوم و کروم جامد ساخته شده است. خروجی به صورت پالس های (ناپیوسته) در فواصل ۵۰۰ میکروثانیه می باشد. و عمل تپش بوسیله یک لوله حلزونی شکل که به دور حفره پیچیده شده است انجام می گیرد. و فرکانس خروجی در محدوده نور قرمز قابل دیدن است.
لیزر هلیوم ـ نئون نوع دیگری از انواع مواد معمول موجود برای ساخت لیزر است. و به خاطر قیمت مناسب آن در وسایل بازی و سرگرمی الکترونیکی استفاده می شود. همانطور که از نام آن پیداست حفره از گازهای هلیوم و نئون پر شده است. . خروجی آن قرمز لاکی روشن است. به جای هلیوم و نئون می توان از گازهای دیگر هم استفاده کرد که اشعه هایی با طول موج متفاوت تولید می کنند. مثلاً آرگون لیزری به رنگ آبی قابل دیدی تولید می کند. و ترکیبی از نیتروژن دی اکسید کربن و هلیوم اشعه مادون قرمز تولید می کند.
لیزر یکی از برجسته ترین اختراعات قرن بیستم است که موارد استفاده فراوانی از آن در علوم الکترونیک، کامپیوتر، پزشکی و… کشف شده است.
لیزر در چه صنایعی کاربرد دارد ؟
۱-پزشکی : از بین بردن مو ، از بین بردن خال ، از بین بردن تاتو ، برش بافت ، شکستن سنگ کلیه ، جراحی چشم ، لیزیک ، تشخیص بیماری ها ، تسکین درد ، خوب شدن زخم و …
•در جراحیهای چشم ، لیزرهای توان پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترمیم انحنای عدسی برای رفعنزدیک‌بینی و حتی دوربینی و نیز درمان پیرچشمی از کاربردهای دیگر لیزر در پزشکی است.
•همچنین از لیزر به عنوان چاقوی لیزری بدون خونریزی بطور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این چاقو علاوه بر عدم خونریزی ، بسیار تیزتر از چاقوی معمولی است و احتمال عفونت در آن صفر است.
•امروزه لیزر در درمان برخی سرطانها نیز استفاده می‌شود. دندانپزشکها نیز از لیزر بهره می‌گیرند.
•یکی از کاربردهای جدید لیزر در دندانپزشکی تشخیص پوسیدگیهای پنهان دندان است.
 
۲- نظامی : تشخیص هویت ، سیستم های امنیتی ، فاصله سنجی ، سرعت سنجی ، نوشتن و خواندن اطلاعات ، اسلحه های لیزری و …
کاربردهای نظامی لیزر همواره رقم سنگینی را در تولید سیستمهای لیزری به خود اختصاص داده است. یکی از مهمترین کاربردهایی که امروزه در زمینه‌های نظامی وجود دارد فاصله یاب لیزری است. توانایی لیزر در تعیین موقعیت هدف با دقت بالا و سرعت بالا غیر قابل انکار است. لیزرها به علت داشتن واگرایی کم بعد از طی مسافت زیاد به عنوان فاصله یاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. اینک وضعیت به گونه‌ای است که هر هواپیمای جنگی که برای ضربه زدن به هدفهای زمینی از روش فرود و خیز استفاده می‌کنند، شانس زیادی به مصون ماندن در مقابل موشکهای زمین به هوای پیچیده پدافند موجود در اکثر نیروهای مسلح دنیا ندارد.
فاصله ‌یابی توسط لیزر نیز از دیگر کاربردهای لیزر می‌باشد. با فرستادن پرتوی لیزر به ماه و انعکاس آن توسط آینه نصب‌شده روی ماه توسط سفینه آپولو ، می‌توان فاصله دقیق ماه تا زمین را اندازه گرفت.
•در صنایع نظامی نیز علاوه بر این کاربرد، می‌توان با نصب لیزری کم‌توان روی سلاحهای سبک ، از نشانه‌روی دقیق روی هدف مطمئن شد. برخی نشانه‌گیرهای هوشمند نیز براساس پرتوی لیزری که به هدف می‌فرستند و انعکاس آنرا توسط دوربین مشاهده و آنرا تحلیل می‌کنند، کار می‌کنند.
•نقشه ‌برداران نیز از لیزر در دستگاههای نقشه ‌برداری خود استفاده می‌کنند.
 
۳-صنعتی : جوش دادن مواد به یکدیگر ، برش ،حکاکی و ..
•با کانونی کردن لیزرهای پرتوان در نقطه‌ای روی فلزات می‌توان باعث ذوب شدن آن و درنتیجه برش یا جوش آنها و یا حتی حکاکی روی فلز یا سنگ با کیفیت بسیار بالاتر از دست شد.
•با مدوله کردن اطلاعات دیجیتالی توسط لیزرهای نیمه‌هادی و هدایت آن به داخل فیبرهای نوری می‌توان با سرعت فوق العاده بالایی اطلاعات را منتقل کرد.
•همچنین لیزرهای نیم‌هادی بطور گستردهای برای ضبط و بازخوانی اطلاعات در لوح فشرده (CD , DVD) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
•لیزرپویینتینگها که لیزرهای نیم ‌هادی کم‌توان می‌باشند به ارزانی در دسترس عموم قرار دارند.
•چاپگرهای لیزری یکی از بزرگترین انقلابهای صنعت چاپ را سبب شده است.
•ماشینهای تسطیح اراضی کشاورزی نیز وجود دارند که از لیزر بهره می‌برند.
•حتی اسکن لیزری نیز ساخته شده که تصاویری سه ‌بعدی از شیء مورد نظر تهیه می‌کند.
•تصویربرداری هولوگرافی نیز با لیزر صورت می‌گیرد. برچسبهای هولوگرافی نیز برای افزایش ضریب امنیت برخی کارتهای شناسایی و یا محصولات مختلف کاربرد وسیعی یافته‌اند.
مــزایای حکاکی و برش لیزری در مقایسه با سایر روش ها چیست ؟
دستگاه برش و حکاکی لیزری ، که با نام های مختلفی نظیر دستگاه حکاکی و برش لیزر ، دستگاه چاپ لیزر ، دستگاه برش لیزر ، دستگاه حک لیزری یا دستگاه حکاکی لیزری شناخته می شوند، دستگاه های پیشرفته ای هستند که از آن ها برای مقاصد متعدد و در صنایع مختلف مانند تبلیغات، تزیینات داخلی و دکوراسیون، معرق کاری، صنایع دستی، درب و پنجره سازی، چوب، شیشه، لوستر سازی و روشنایی، آسانسور سازی، صنایع نظامی،کشتی سازی، تابلو و حروف سازی، بسته بندی، صنایع ساختمانی، برق و الکترونیک، صنایع هوایی، واشر سازی، ساخت کیس ماشین آلات، مدل سازی، ماکت سازی، مهرسازی و… استفاده می شود. مهم ترین ویِژگی های این دستگاه برش و حکاکی لیزر عبارتند از :
• سرعت بالای برش و حکاکی لیزری
• دقت بسیار بالا در فرآیندهای برش و حکاکی لیزری
•قدرت زیاد ( برش اجسام مختلف(
• امکان حکاکی با عمق های مختلف
• قابلیت حکاکی روی اجسام گرد و کروی ( توسط روتاری(
• پایداری بیشتر تصاویر و نوشته های حکاکی شده نسبت به گذشت زمان
• عدم نیاز به دخالت دست
• سهولت تبدیل طرح طراحی شده به محصول
• انعطاف پذیری بالا
• امکان کار بر روی طیف وسیعی از مواد
• تمیزی شکیل بودن کار در مقایسه با سایر روش ها
• کنترل و زمان دهی توسط کامپیوتر
• کاربرد بسیار آسان برای اپراتور
• صرفه اقتصادی برای خریدار
مزیت های برش لیزر نسبت به شیوه های سنتی
 در برش لیزر شما نیازی به شیوه های سنتی(قالبسازی و پرسکاری) نداشته و قطعات بعد از برش لیزر نیاز به ماشین کاری نخواهند داشت.
در برش لیزر هیچگونه سوختگی بر روی سطح کار و پلیسه پشت کار مشاهده نمی شود.
در برش توسط اشعه لیزر، از انجا که اشعه به صورت کانونی می تابد، قطعات قبل و بعد از برش تغییر دمای نا محسوسی دارند در نتیجه خواص مکانیکی و فیزیکی متریال مورد استفاده حفظ می گردد.
با توجه به توان بالای منبع تولیدکننده لیزر دستگاه های لیزر سرعت بالایی برای برش لیزری قطعات دارند.
در تکنولوژی برش لیزر فلزات، طرح های پیچیده و نقشه های دو بعدی و هر نقشه طراحی شده توسط ابزاری مثل اتوکد و… به راحتی قابل پیاده سازی می باشند.
در برش لیزر فلزات بر روی قطعه ای که برش میخورد هیچگونه فشار فیزیکی اعمال نمی شود و در نتیجه شاهد له شدی در لبه های قطعات نخواهیم بود .
فلزات با دقت بسیار بالایی بریده می شوند که این دقت برحسب ضخامت قطعه متفاوت می باشد .