الليزر

الليزر (بالإنجليزية: LASER وهي اختصار لعبارة Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء بإنبعاث الإشعاع المستحث) عبارة عن حزمة ضوئية ذات فوتونات تشترك في ترددها وتتطابق بحيث تحدث ظاهرة التداخل البناء بين موجاتها لتتحول إلى نبضة ضوئية ذات طاقة عالية نسبيا. الإشعاع المستحث هو انبعاث أشعة ضوئية نتيجة لإقتراب فوتون من ألكترون في مستوى طاقة عالي. يعتبر الليزر نوعاً من الضوء الذي يختلف عن ضوء الشمس أو الضوء الصادر من مصباح كهربائي.

تعريف الليزر

الليزر نبيطة (أو أداة ) تنتج حزمة ضوئية رفيعة جدًا وقوية. وبعض الأحزمة رفيعة لدرجة أنها قادرة على ثقب مائتي حفرة فوق نقطة في حجم رأس الدبوس. وبسبب إمكانية تبئير (تركيز) أشعة الليزر إلى هذا الحد من الدقة فإن هذه الأشعة تكون قوية جدًا. فبعض الأحزمة، على سبيل المثال، تستطيع اختراق الماس، وهو أصلب مادة في الطبيعة، وبعضها تستطيع إحداث تفاعل نووي صغير. ويمكن أيضًا نقل حزمة الليزر إلى مسافات بعيدة دون أن تفقد قوتها، حيث وصلت بعض الأحزمة إلى القمر.

ويستخدم ضوء الليزر في تطبيقات متنوعة نظرًا لما يتميز بها من خواص. فبعض أنواع الليزرات، على سبيل المثال، تستخدم في الموسيقى وقراءة شفرات الأسعار وقطْع الفلزات ولحمها ونقل المعلومات. وبالإضافة إلى ذلك، توجه الليزرات الصواريخ إلى أهدافها، وتعالج العيون، وتنتج عروضًا ضوئية مثيرة، كما تستخدم في رص جدران وأسقف المباني وفي طباعة الوثائق. وتستطيع بعض الليزرات تتبع أقل حركة تحدث للقارات.

وتتفاوت الليزرات في الحجم، حيث يبلغ طول نوع من الليزر طول ميدان كرة القدم، بينما لا يزيد حجم نوع آخر عن حجم حبة الملح.





أنواع الليزر
ليزر الغاز ( CO2 laser,Excimer LASER)
ليزر السائل (Dye LASER)
ليزر اشباه الموصلات (Semiconductor LASER)
ليزر الحالة الصلبة (نيوديميوم ياغ Neodymium-YAG LASER)

استخدامات الليزر
يستخدم الليزر حاليا في مجالات متعددة كاستعمالها في الأقراص المدمجة وفي صناعة الإلكترونيات وقياس المسافات بدقة -خاصة أبعاد الأجسام الفضائية- وفي الإتصالات. كما تستخدم أشعة الليزر في معالجة بعض أمراض العيون حيث يتم تسليط أشعة ليزر عالية الطاقة على شكل ومضات في نقطة معينة في العين لزمن قصير -أقل من ثانية-. ومن أمراض العيون التي يستخدم فيها الليزر:

اعتلال الشبكية السكري.
ثقوب الشبكية.
انسداد أو تخثر الوريد الشبكي.
الزرق (إرتفاع ضغط العين).
عيوب الإنكسار الضوئي في العين (طول أو قصر النظر واللابؤرية).
انسداد القنوات الدمعية.
بعض الأورام داخل العين.
عمليات التجميل حول العين.
حالات اندثار البقعة الصفراء.
كما يستخدم اليزر في العمليات الجراحية مثل جراحة المخ والقلب والأوعية الدموية والجراحة العامة. في عام 1960 اخترع جهاز الليزر الذي يطلق الاشعة وحيدة اللون والاتجاه ويمكن ان تتركز بدرجة عاليو بوساطة عدسة محدبة . كما ان هناك الكثير من المواد القادرة على اطلاق اشعة الليزر منها المتجمدة (الياقوت الاحمر و زجاج النيوديميوم) ,والغازية(الهيليوم والنيون والزينون) مواد شبه موصلة (زرنيخ, الجاليوم و انتيمون الانديوم)

وعندما يجري تحفيزها بوساطة فلاش أو الكهرباء ترتفع طاقة ذراتها من المستوى الادنى إلى المستوى الاعلى ،وتعاود الانخفاض إلى مستوى الطاقة الادنى مرورا بالمستوى الاوسط نتيجة عدم استقرار الجسيمات الواقعة في مسار الطاقة ، عندها تنبعث الفوتونات التي تعطي رنينا في جهاز الليزر وتخرج من الجهاز مع قوة كبيرة وصلت اقصى ما وصلت اليه 1700 مليون ميجاواط ويتم التفاعل في ثلاثة على عشرة ملايين ثانية وضغطها مليون وخمسين الف كيلو جرام على السنتيمتر المربع ودرجة الحرارة بين 100-200 الف درجة وبهذه المقدرات تستطيع الاشعة اختراق او احراق اي مادة مهما بلغت صلابتها عتيا. ومردود ذلك إلى ان الاشعة تنبعث في وقت قصير على مساحة متناهية الصغر اضافة إلى استمرارية اصدار الاشعة .

من استخدامات الليزر لحام المواد الصلبة والنشطة والمواد التي تتمتع بدرجة انصهار عالية مع امتيازها بدقة التصنيع بسبب اطلاقها لحزمة كثيفة ضيقة لا تنتشر ، تستطيع اشعة الليزر فتح ثقب قطره 5 ميكرومتر خلال 200 ميكروثانية في اشد مواد المعمورة صلابة ( الماس والياقوت الاحمر والتيتانيوم) وبفضل قصر مدة التصنيع لا يحدث اي تغير في طبيعة المادة. كما لها استخدام مهم اخر وهو قياس المسافات بدقة متناهية (استخدمت في الماضي طريقة القياس الضوئي ولكن دقتها تنعدم عند زيادة المسافة المقيسة عن 50سنتيمتر) اما اشعة الليزر فانها تستطيع قياس عشرة امتار دون احداث خطا يتجاوز واحد على عشرة الاف من المتر . اما الفائدة الثالثة فهي تحديد الاهداف بدقة بالغة جدا، حيث ان كان الهدف على مسافة 20كم ووجهنا شعاع ليزر فسوف تتشكل دائرة ضوئية قطرها 7 سم فقط. واذا اطلقت إلى القمر فسيكون قطر الدائرة المشكلة 3,2 كم فقط.