هیجان با نور و لیزر
تکفامی نور لیزر (لیزر)

 

تکفامی نور لیزر
اگر ماده ای به هر شکلی مثلا توسط اعمال ولتاژ (مثل لامپ)، تاباندن نور (مثل فلورسانس)، شیمیایی (مثل برخی واکنشها) و یا هر روش دیگر تحریک شود و نتیجه تحریک بردن الکترون به تراز بالاتر باشد، با سقوط الکترون احتمال آزاد کردن انرژی کسب شده به صورت نور خواهد بود. به طور معمول اغلب تابشها با سقوط خودبخودی این الکترونها صورت می گیرد و در نتیجه هیچگونه ارتباطی بین فوتونهای ساطع شده نمی باشد. ولی اگر الکترون در تراز بالا قبل از سقوط به تراز پایین توسط نوری از همان انرژی تحریک شود یا به عبارتی فوتونی با همان انرژی به آن اتم بتابد، ممکن است که الکترون وادار به سقوط شود و در آن صورت فوتون تابیده و فوتون ساطع شده با هم ارتباط نزدیکی دارند. این دو فوتون با هم نوسان می کنند و انرژی و در نتیجه طول موج و فرکانس یکسان دارند و به عبارتی همدوس هستند. اساس کار لیزرها استفاده از این پدیده است که در اوایل قرن گذشته توسط انیشتین پیشنهاد شد و دانشمندان چند دهه به دنبال استفاده از این ویژگی مهم و کنترل آن بودند. مانع اصلی برای دستیابی به لیزر ایجاد محیطی بود که تعداد اتمها در تراز بالا بیشتر از تعداد اتمها در تراز پایین باشد تا بتواند این نوع تابش تقویت شود. به این عمل وارونگی جمعیت می گویند. پله بعدی که نسبت به قدمهای اول چندان مشکل نبود، تقویت نور با فرستادن این فوتونها به داخل محیط برای تقویت بود که این کار با قرار دادن دو آینه کاملا موازی هم در دو طرف محیط بود که نوسانگر لیزر را تشکیل داد.
این نوع ایجاد نور که توسط لیزر فراهم می شود باعث می شود که همه فوتونهای تقویت شده قفط مربوط به یک تراز خاص باشند و در نتیجه هم انرژی و یا هم طول موج و در نتیجه هم رنگ و تکفام باشند. ویژگی دیگر این فوتونها نوسان هماهنگ آنها با یکدیگر است که ویژگی همدوسی را به ارمغان می آورد و همینطور بخاطر رفت و برگشت فراوان بین دو آینه موازی، تمام فوتونهای تقویت شده راستای خاصی عمود بر آینه ها را دارند که جهتمندی نور لیزر را تامین می کنند و البته بخاطر تقویت و تمرکز می تواند شدت بالایی را هم داشته باشد.
Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی