تركيب جهاز الليزر ومبدأ عمله

تركيب جهاز الليزر ومبدأ عمله

د.رياض خلف شلال

قسم هندسة الاتصالات

بدء͐اً يمكن تعريف الليزر بانه مجال كهربائي متغير مع المسافة والزمن. إننا نؤكد أن الضوء في الحقيقه ليس إلا موجات كهرومغناطيسية تنتمي الى طيف الموجات الكهرومغناطيسية الذي يمتد من موجات الراديو الطويلة وينتهى بأشعة جاما.  وندرج ادناه المكونات المادية لمنظومة الليزر وكيفية عملها:

1- وجود مادة فعالة منتجة لليزر موضوعة بين مرآتين إحداهما عاكسة تماما والأخرى اقل عاكسية وعادة مايسمى جهاز الليزر باسم المادة الفعالة فيه.
2- يجب أن يكون هناك مصدر ضخ قادر على أعطاء طاقة عالية مثل فلاش – تفريغ كهربي – تسخين حراري .
3- تبدأ العملية بأن يتم إطلاق طاقة مصدر الضخ فيتم امتصاصها واختزانها في المادة الفعالة المنتجة لليزر وتصبح ذراتها أو جزيئاتها في حالة عدم استقرار نتيجة لاختزانها هذه الطاقة الكبيرة.
4- في لحظة معينة تقوم جميع الذرات المشبعة بالطاقة بإطلاق الطاقة الزائدة بها على صورة فوتونات وتعمل المراتان العاكستان  على توحيد اتجاه الإشعاع ليكون على طول المحور الرابط بين كلتا المرآتين وهو نفسه محور المادة الفعالة وتخرج أشعة الليزر من خلال المرآة الاقل انعكاسا على شكل شعاع متواز من الضوء المركّز القادر على قطع مسافات كبيرة جدا قبل أن تضعف شدته .
والمادة الفعالة هنا هى بلورة من الياقوت وهو أحد أكاسيد الألمنيوم .

 وهنا ندرج بعض مميزات شعاع الليزر:

1.  شعاع الليزر ذو طاقة خَرْجٍ في حدود 5-10 كيلوواط  قادرة على اختراق المعادن وثقبها حتى عمق 20 مم وهذا الخرج يعتبر متواضعا اذ تصل قدرة خرج بعض أجهزة الليزر إلى 5 – 10 ميجاواط نبضياً.
   2- يستطيع شعاع ليزر ذو قدرة لاتزيد عن وات واحد مستخدم في الاتصالات أن يحقق مدى اتصال يصل الى 500 كم
   لأن شعاع الليزر أحادي الطول الموجي.
   3- جهاز الليزر هو مصدر الضوء الوحيد القادر على إنتاج شعاع ضوء ضيق جدا ولذا يسمى ضوءا متشاكها Coherent، بينما مصادر الضوء الأخرى تشع ضوءها في زاوية 360 درجة.