## بحث عن الليزر

الليزر (LASER) اختصار لكلمة Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation، وتعني "تكبير الضوء بالانبعاث المحفز للإشعاع". هو جهاز ينتج شعاعًا ضيقًا جدًا، ومترابطًا، ومُتناسقًا من الضوء أحادي اللون. يختلف الليزر اختلافًا جذريًا عن مصادر الضوء التقليدية مثل المصابيح الكهربائية أو الشمس، حيث ينبعث الضوء منها في كل الاتجاهات بمجموعة واسعة من الأطوال الموجية.

مبدأ عمل الليزر :

يعتمد عمل الليزر على ظاهرة تسمى "الانبعاث المحفز للإشعاع". في هذه الظاهرة، يمتص إلكترون في الذرة فوتونًا (جسيمًا ضوئيًا)، ثم ينتقل إلى مستوى طاقة أعلى. بعد فترة زمنية قصيرة، يعود الإلكترون إلى مستوى طاقة أقل، مُنبعثًا فوتونًا جديدًا له نفس الطول الموجي والطور والاتجاه مثل الفوتون الذي امتصه. هذا الفوتون المحفز يحفز الإلكترونات الأخرى على إطلاق فوتونات مماثلة، مما يؤدي إلى تكبير الضوء وتوليد شعاع الليزر.

يتكون الليزر بشكل عام من ثلاثة مكونات رئيسية:

1-وسط الكسب (Gain Medium): وهو مادة تعمل على تكبير الضوء، مثل: بلورة الياقوت، غاز الهيليوم-نيون، أشباه الموصلات. يحتوي هذا الوسط على ذرات أو جزيئات قابلة للانبعاث المحفز للإشعاع.

2-مصدر طاقة (Pump): يُستخدم لتزويد وسط الكسب بالطاقة اللازمة لرفع الإلكترونات إلى مستويات طاقة أعلى. أمثلة على مصادر الطاقة: مصابيح فلاش، تفريغ كهربائي، أشعة الليزر الأخرى.

3-تجويف الرنين (Resonator Cavity): وهو عبارة عن نظام من المرايا الموضوعة على جانبي وسط الكسب. تعمل المرايا على عكس الفوتونات داخل وسط الكسب، مما يسمح لها بالمرور عبر وسط الكسب مرارًا وتكرارًا، مُحفزة انبعاث المزيد من الفوتونات. يُخرج جزء من الفوتونات من أحد المرايا مشكلة شعاع الليزر.

خصائص شعاع الليزر:

*

الترابط (Coherence):

تكون فوتونات الليزر مترابطة في الطور والطول الموجي، مما يعطي الشعاع خواصًا فريدة.
*

التوازي (Collimation):

يكون شعاع الليزر موازيًا جدًا، مما يسمح له بالسفر لمسافات طويلة بدون تشتت كبير.
*

التركيز (Monochromaticity):

يكون شعاع الليزر أحادي اللون تقريبًا، أي يحتوي على طول موجي واحد فقط أو نطاق ضيق جدًا من الأطوال الموجية.
*

الكثافة العالية (Intensity):

يُركز الليزر الطاقة في شعاع ضيق جدًا، مما يعطي له كثافة عالية جدًا.

تطبيقات الليزر:

تُستخدم الليزر في العديد من التطبيقات في مختلف المجالات، بما في ذلك:

*

الطب:

الجراحة بالليزر، علاج أمراض العين، علاج السرطان.
*

الصناعة:

القطع، اللحام، القياس، التصنيع الدقيق.
*

الاتصالات:

نقل البيانات عبر الألياف الضوئية.
*

التسلية:

مؤشرات الليزر، عروض الليزر.
*

العلوم:

البحث العلمي، التحليل الطيفي، قياس المسافات.
*

التطبيقات العسكرية:

الاستهداف، التوجيه.

الخلاصة:

الليزر تكنولوجيا متطورة ذات خصائص فريدة تُستخدم في عدد كبير من التطبيقات. تطوره المستمر سيُسهم في ظهور تطبيقات جديدة ومبتكرة في المستقبل.