دانلود تحقیق کامل درمورد لیزر

اختصاصی از ژیکو دانلود تحقیق کامل درمورد لیزر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 23

لیزر

کلمه لیزر (laser) در واقع از حروف نخست کلمات Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation که به معنی تقویت نور توسط گسیل القایی تابش است، گرفته شده است.

نگاه اجمالی

لیزر کشفی علمی می‌باشد که به عنوان یک تکنولوژی در زندگی مدرن جا افتاده است. لیزرها به مقدار زیاد در تولیدات صنعتی ، ارتباطات ، نقشه ‌برداری و چاپ مورد استفاده قرار می‌‌گیرند. همچنین لیزر در پژوهشهای علمی و برای محدوده وسیعی از دستگاههای علمی‌ ، موارد مصرف پیدا کرده است. برتری لیزر در این است که از منبعی برای نور و تابشهای کنترل شده ، تکفام و پرتوان تولید می‌کند. تابش لیزر ، با پهنای نوار طیفی باریک و توان تمرکزیابی شدید ، چندین برابر درخشانتر از نور خورشید است.

تاریخچه

انیشتین در 1917 میلادی نظریه گسیل القایی را بیان داشت و روابط مشهور جذب و نشر را به جهان عرضه نمود. بر پایه این تئوری چهل سال بعد ، تاونز و همکاران او ، نخستین تقویت کننده گسیل القایی را با بکار گیری آمونیاک مورد آزمایش قرار داده و سیستمی‌ به اسم میزر پدید آوردند که در فرکانس 2.3X1011Hz کار می‌کرد.

نخستین لیزر در 1960 بوسیله میلمن ، با استفاده از یاقوت قرمز (ترکیبی از اکسید آلومینیوم خالص به همراه 5 درصد اکسید کروم III ساخته شد و اولین لیزر گازی He - Ne توسط دکتر علی جوان در آزمایشگاه شرکت Bell در آمریکا ساخته شد. در سال 1986 کشف شد که منبع لیزر می‌تواند نور همدوس تابش کند، به گونه‌ای که دامنه و فاز آن در تمامی‌ نقاط فضا ، قابل سنجش و تعیین باشد. یکی دیگر از خواص لیزر ، همگرایی بالای آن است. به دلیل این ویژگی ، تمامی انرژی پرتو لیزر تقریبا در یک فرکانس متمرکز می‌‌شود. لذا تکفامی و بالا بودن شدت آن ایده‌آل است.

نحوه ایجاد پرتو لیزر

اولین شرط ایجاد لیزر ، داشتن ماده یا محیطی است که بتواند انرژی را در خود ذخیره کند. نمونه‌هایی از این مواد عبارتند از بلورهایی مثل یاقوت ، ایتریوم ، آلومینیوم گارنت ، () یا گازهایی مثل CO2 و He - Ne و ... و مایعاتی مانند رنگهای رودآمین – 6G می‌‌باشد. انیشتین در سال 1916 نشان داد که گسیل القایی نور را می‌توان از یک اتم برانگیخته بدست آورد.

چنانچه اتم و یا مولکول در تراز بالاتر E2 واقع شود و فوتونی با فرکانس‌ v با اتم برانگیخته وارد برهمکنش شود. بطوری که hv = E2 _ E1 باشد، در این صورت احتمال معینی وجود خواهد داشت که اتم به تراز پایینتر بیافتد. در نتیجه ، دو فوتون حاصل می‌‌شود، فوتون القا کننده و القا شونده ، که هر دو همفاز هستند.در عین حال ، اگر اتمهایی به تعداد N2 در تراز E1 باشند، می‌توانند با جذب فوتونهای فوق ، برانگیخته شده و به تراز انرژی E2 برسند.

چنانچه هدف به دست آوردن تابش همدوس باشد، باید سعی شود که N2 N2 گردد، به عبارت دیگر ، تجمع معکوس رخ دهد. فرآیندی که طی آن تجمع معکوس صورت می‌‌گیرد، دمش می‌نامند. وقتی یک سیستم دو ترازی با محیط اطراف خود در حال تعادل گرمایی باشد، جمعیت تراز انرژی بالاتر Nj کمتر از جمعیت تراز Ni خواهد بود. با استفاده از فرآیند اشباع شدن می‌توان Ni را با Nj مساوی گردانید. بطوری که مقدار جذب به صفر تنزل یابد.

چنانچه بتوان مقدار Nj را بیشتر از Ni نمود، اکثر اتمهای سیستم که به حالت برانگیخته می‌‌روند، تمایل خواهند داشت که به حالت انرژی کمتر برگردند. بدیهی است که این تمایل به وسیله کوانتای تابش فرودی تشدید می‌گردد. بدین معنی که سیستم نه تنها فوتون فرودی را جذب نمی‌کند بلکه فوتون فرودی باعث برانگیختگی سیستم برانگیخته شده که با سقوط به حالت پایینتر دو کوانتا انرژی تابشی از دست می‌دهد (فوتون مربوط به اتم برانگیخته به همراه فوتون فرودی). تمام این فرآیندها تابش لیزر را بوجود می‌آورند.

قرار دادن محیط تولید لیزر در یک مشدد نوری با انتهای آینه‌ای که تابش را در محیط تولید لیزر به جلو و عقب می‌فرستد، سبب تراکم تابش سطوح بالا در تشدید کننده بوسیله ادامه گسیل القایی می‌شود. سپس تابش لیزر از طریق آینه‌ای نیمه شفاف ، از یک انتهای کاواک به بیرون گسیل می‌شود.

نور لیزر

وقتی که نور در دستگاه لیزر توسط کوانتومها

تولید شد، با رفت و برگشت بین آینه‌ها

متمرکزتر می‌شود.

تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی

پرتو لیزر دارای چهار خاصیت مهم است که عبارتند از شدت زیاد ، مستقیم بودن ، تکفامی‌ و همدوسی. لیزرها در اشکال گوناگون وجود دارند. ممکن است تصور شود که پرتو لیزر همانند اشعه ایکس ، گاما ، ماورا بنفش (UV) و مادون قرمز (IR) ، جایگاهی معین در طیف الکترومغناطیسی را داراست، حال آنکه این پرتو می‌تواند هر کدام از فرکانسهای محدوده طیف نامبرده را در برگیرد، با این تفاوت که دارای مشخصاتی از قبیل تکفامی ، همدوسی و شدت زیاد است.

اینکه چگونه می‌توان پرتو لیزری با فرکانسهای دلخواه را تولید نمود، کار دشواری است که عملا با آن روبرو هستیم. مشکل دیرپا در تابش لیزری ، فقدان پوشش گسترده طول موجی در آن است. به دلیل اینکه لیزرها به‌ خودی ‌خود فاقد قابلیت تنظیم طول موج هستند، پوشش کل طیف نورانی نیاز به ابزارهای متعدد و جداگانه دارد.

نمونه‌هایی از لیزرهای متداول

لیزرهای متدوال مادون قرمز (IR (2 _ 10μm لیزر مونو اکسید کربن (CO) ، لیزر دی اکسید کربن (CO2) و بلورهای هالیدهای قلیایی و ابزار دیودی. لیزر نئودنیوم یق () تابشی در طول موج 1.06 میکرومتر تولید کرده و لیزرهای الکساندریت یا دیودهای مخابراتی قابل تنظیم در IR نزدیک هستند. (طول موج از 2000nm تا 700nm) لیزرهای محدوده نامرئی (400 _ 700nm) لیزرهای آرگون _ کریپتون و لیزر هلیوم _ نئون، لیزرهای رنگی و لیزر تیتانیوم_یاقوت کبود.

لیزرهای محدوده ماورای بنفش (200 _ 400nm) لیزرهای اگزایمر (لیزر هالید گاز نادر) ، نیتروژن ، لیزر رنگی با فرکانس دو برابر شده ، لیزرهای با فرکانس چندین برابر شده.

طبقه بندی لیزر در حالت کلی

لیزر پیوسته کار

لیزر پالسی

هولوگرام

دانلود مقاله کامل درباره مقدمه ای برای لیزر

اختصاصی از ژیکو دانلود مقاله کامل درباره مقدمه ای برای لیزر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 23

لیزر در بر هم کنش با ماده

لیزرها به دلیل داشتن مشخصات ویژه ای که دارند می توانند به صورت های مختلف با مواد مختلف بر هم کنش نشان دهند. به این دلیل در کاربردهایی نیز فرآوری مواد ، پزشکی ، جوش هسته ای ، و غیره از جایگاه خاصی برخوردار شده اند به عبارتی لیزرها ابزار قدرتمندی هستند که می توانند در صنعت برای جوش دادن ، سوراخ کردن ، جوش دادن و به عمل آوری گرمایی به کار روند. استفاده از لیزر به جای روشهای موسوم در قطع و جوش و سوراخ کردن از مزایایی برخوردار است که می توان به موارد زیر اشاره نمود. اولاً : نور لیزر یک انرژی تمیز می باشد و ضمن کار هیچگونه ناخالصی وارد نمی کنند. ثانیاً : انرژی حاصل از نور لیزر را می توان در نقطه ای بسیار کوچک کانونی نمود و گرما را در سطح کوچکی متمرکز کرد. ثالثاً : مقدار انرژی به سادگی کنترل می گردد و رابعاً : نور لیزر می تواند از مواد شفاف عبور کند و بدون آنکه به محیط انرژی بدهد وارد محیط بعدی یا اعماق داخلی گردد. البته باید اشاره نمود ، که لیزرها وسایل نوری بسیار گران قیمت اند. و کار با آن نیز نیاز به تخصص خاص دارد که جنین چیزی در روش های معمول کمتر وجود دارد .

نور لیزر می تواند بر روی مواد مختلف تاثیر گذار باشد. مواد می توانند از سخت ترین مواد مانند الماس تا نرم ترین آنها مثل پلاستیک ها را شامل شوند.

برای مثال ، از لیزرها می توان در صنایع پلاستیک ، چرم و کاغذ استفاده کرد و سوراخ ها ، برشها با اشکال ظریف بر روی آن ها ایجاد کرد و یا می توان بر روی الماس سوراخ هایی به قطر چند میکرون ایجاد نمود. از کاربردهای جالب لیزرها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1 ـ لیزر به عنوان مته : باریکه های لیزر می توانند مانند مته عمل کنند و سوراخ هایی با ابعاد و اندازه های مختلف بر روی اجسام چه نرم و چه سخت ایجاد کنند و در این عمل سوراخ ها کاملاً صاف ، بدون خرده و بدون دندانه ساخته می شود . سوراخ هایی ریز برای افشانه های آثروسل جهت پراکندگی مایعات و گازها به کار می روند و گاهی قطر روزنه به حدود چند میکرون می رسد. با لیزرها می توان سوراخ هایی ریز و ظریفی بر یک عدسی تماسی ایجاد کرد تا مایعات آزادانه روی سطح چشم حرکت کنند و ضمناً دیده نیز نشوند.

2 ـ جوش کاری : جوش دادن یا متصل کردن قطعات به یکدیگر از قطعات بسیار کوچک تا صفحات بزرگ در صنعت لازم و حائز اهمیت می باشد و با لیزرها می توان نقاط را به یکدیگر متصل نمود بدون آن که به نقاط مجاور آسیبی وارد شود. بسیاری از شرکت های اتومبیل سازی ، هواپیما سازی ، با استفاده از جوش لیزری با سرعت بسیار زیاد قطعات را به هم متصل می کنند که با روش های معمول امکان آن وجود ندارد.

3 ـ برش های لیزری : برش اجسام با لیزر با سرعت و دقت بسیار زیاد انجام می شود لیزرها می توانند هر ماده ای را ببرند. بر خلاف برش هایی که به روش های معمول مثل تیغه های اره یا قوس الکتریکی انجام می شود ، برش های صاف تر و دقیق تر است. ضمناً به لبه های جدا شده از یکدیگر آسیبی نمی رساند. از لیزرها می توان در برش مواد سرامیکی برای صنعت الکترونیک استفاده نمود و یا می توان در برش لباس به صورت تولید انبوه استفاده کرد. مثلاً می توان بیش از چند صد دست لباس را با یک برش دقیق و به طور هم اندازه قطع نمود و در این حالت لبه ها سوزانده شده و نیازی به سر دوخت های بعدی نمی باشد . از مشخصات برش لیزری می توان به خودکار کردن فرآیند اشاره کرد زیرا به سادگی می توان از یک رایانه استفاده نمود که فرمان های لازم را به پرتو لیزری بدهد و عمل برش بر طبق برنامه تعیین شده انجام گردد.

4 ـ آلیاژ کاری سطحی : می تواند با عملیات حرارتی توسط باریکه لیزری سطوح را پردازش نمود و یا نوع سطح را تغییر داد که در آن ماده دیگری برای سطح جسم اول ذوب شده با سطح نمونه آلیاژی با مشخصات دلخواه تولید می کنند.

عملیات و فرآوری حرارتی لیزری می تواند باعث ایجاد سختی در جسم و آلیاژها گردد که از این خاصیت در ساخت چرخ دنده ها و سیلندرها با صافی و استحکام زیاد استفاده می شود.

5 ـ علامت گذاری و مینیاتوری : از باریکه های پر قدرت لیزری می توان به عنوان ایجاد علامت بر سطح اجسام استفاده نمود و در نتیجه می توان حتی بر سطوح بسیار کوچک و ریز نقش های دلخواه را به وجود آورد. و یا بر سطح نوشته های ظریف و موئینه حک نمود .

از لیزرها در تولید تراشه های الکترونیکی مانند ترانزیستورها استفاده می شود . به طوری که امروزه از لیزر در صنعت میکرو الکترونیک بهره های زیادی برده شده است.

کد گذاری لیزری بر روی اجناس مختلف و یا مشابه نیز بسیار مرسوم شده است و به استفاده از نشانه های ثبت شده بر روی جسم و بازخوان آنها توسط یک لیزر می توان مشخصات و قیمت را تعیین کرد.

از لیزرهای مهمی که در صنعت به کار برده می شود می توان به لیزر گازکربنیکCo2 با طول موج 6/10 میکرون و Nd:YAG با طول موج 1.06میکرون