Lazer ışığının özellikleri nelerdir? Maddeler halinde lazer ışığının özellikleri, hakkında bilgi. Lazer nedir ve lazer nasıl çalışır? Türleri nelerdir?
Lazer hakkında bilgiler
Çok şiddetli ışık, koherent ışık ya da tek renkten oluşan ışıkları elde etmek adına kullanımda olan optik fazlı düzeneklerin ismine “lazer” ya da “maser” denir.
İlk kez 1953 yılında C. H. Townes isimli birey tarafından mikrodalga için geliştirilmiş olan bu ışık; “Microwave Amplification Simulated Emission of Radiation” kelimelerinin baş harflerinden oluşturup “maser” ismini almıştır. Türkçe anlamı ise “uyarılmış ışımayla mikrodalga yükseltici”dir.
Bu düzenek daha sonrasında 1960 yılında T.H. Maiman isimli kişi tarafından “laser” varyasyonuna dönüştürülmüş ve açık anlamı “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” olarak belirlenmiştir.
Lazer ışıkları, foton yapıları uyumlu bir şekilde hüzme oluşturacak halde ışık yayan optik kaynaklar olarak anılmaktadır. Tarihte lazerin varlığından ilk kez 1917 yılında Albert Einstein bahsetmiştir. Einstein, stimüle ışıma diye bir olayın varlığından söz etmiş, bir zaman sonra 1960’ta Theodore Maiman optik frekans ayarında lazer ışımalarının hareketlerini ortaya çıkarmış ve ayrıca “yakut lazeri” denilen şeyin varlığını da kanıtlayabilmiştir.
Lazerin kullanım alanları nelerdir?
Bu kanıtlamadan sonra lazerin kullanım alanlarında bir genişleme ve genel olarak lazerin kullanımında bir yaygınlaşma meydana gelmiştir. Lazer ışınları artık mühendislik alanında, endüstriyel alanlarda, bilimsel araştırmalarda, tıp alanında, holografide, iletişim alanında ve savunma donanımlarının içeriğinde sıklıkla kullanılan bir icat haline gelmiştir. Yakın geçmişten itibaren günümüzde de özellikle eğlence sektöründe sıklıkla kullanılan lazer, mekanlarda ve lazer ışığı gösterisi yapılabilecek her türlü araçta çeşitli görselliklerle sunulmaktadır.
İlk pratik lazer olarak adlandırılacak lazer çeşidi, 19060 yılında pembe yakut kullanılarak üretilmiştir. Bu icattan sonra zihinlerde pompalanarak işlenmeye uygun her şeyden birer lazer üretilebileceği düşüncesi dahi oluşmuştur. Lazerlerin kullanım ortamlarına göre kendisini yarı iletken lazer, yalıtkan lazer, boya lazeri ve gaz lazeri olarak dört farklı grupta incelemek mümkündür.
Lazerin türleri nelerdir?
Yakut lazer : Az önce de bahsettiğimiz gibi tarihte üretilen ilk başarılı lazer yakut lazerdir. Bu tip lazerlerin geçişi 694 nm değeri arasındadır. Bu değere göre yakut lazer, üç düzeyden oluşan bir lazer sistemi olmaktadır. Toplam bulunan iyonların yarısından fazladı E kare düzeyi denilen düzleme pompalanmakta ve bu işlemle birlikte nüfus terslenmesi yaratılmaktadır.
Pompalama işlemi, parıltı tüpü denen aletle yapıldığında hızlı şekilde gerçekleşen bozulumlar geniş yapıdaki bantların içerisinden geçmektedir. Bu işlemlerde yüksek basınca sahip cıva ark lambası pompalama işlemi sıklıkla kullanılmaktadır.
Katkılanmış yalıtkan lazer : Bu tip lazerlerin oluşumu, aktif bir ortam içerisinde katılığın içerisine gömülü olan safsızlık iyonlarıyla gerçekleşmektedir. Normal şekilde mevcut yapıda bulunan iyonlar yerine girmektedirler. Bu noktada mevcut bulunan örgü yapısı da önemlidir.
Bunun nedeni ısısal iletimin ve ısısal genişlemenin lazerin oluşturmak üzere olduğu güç seviyelerini belirleyici rolde olmasıdır. Ayrıca bahsedilen mevcut yapı aynı zamanda safsızlık iyonlarının enerjisini de etkiler vaziyettedir. Yani aynı iyon grupları farklı örgülere katıldıklarında lazer boyutlarında farklılaşma elde edilebilmektedir.
Yarı iletken lazer : Katı maddelerden yapılan yarı iletken lazerler, bu özelliklerine rağmen hem pompalama mekanizmaları konusunda hem de enerjileri konusunda yalıtkan katkılı lazerlerden oldukça farklı yapıda olmaktadırlar. Yalıtkan yapıdaki lazerlerin atomlarının enerji düzeylerinde tek tiplilik gözlenmekle birlikte yarı iletkenlerde bulunan elektron yapıları da geniş bantlı enerji seviyelerini kaplamaktadırlar.
Atomik lazer : Günümüzde en yaygın olarak kullanılan atomik lazer modeli He-Ne lazerlerdir: Bahsedilen bu lazer tipi, 10 kısım helyumdan ve 1 kısımlık neondan oluşmaktadır. Bahsedilen alaşımlar 2-3 mm. çapındaki dar deliklere sahip olan, 1 m uzunluğundaki 10 torr basınca sahip bir boru halindedir ve harekete geçtiğinde bir boşalma başlamaktadır. Bu boşalmanın sonucunda tüpün direnci azalmakta ve akımın yavaşlatılması için güç kaynağına bir destek çıkılmaktadır. Lazerin geçişleri de genelde neon yapıdaki enerji düzeyleri arasında gerçekleşmektedir.
Lazer ışığının özellikleri:
- Lazer ışığı uyarılmış emisyon yoluyla elde edilir.
- Lazer ışığı, aynı fazlı, aynı frekanslı ve aynı yönlü dalgalardan oluşur.
- Lazer ışığı, tek renkli ışıktır.
- Lazer ışığı, normal ışığa göre çok daha az dağılan bir ışıktır. Bundan dolayı çok uzaklara dağılmadan gidebilir.
- Lazer ışığı yoğunlaştırılarak saniyede milyonlarca derecelik sıcaklık oluşturulabilmektedir. Bu enerji ile maddeleri delme, kesme ve buharlaştırmada kullanılabilir
- Lazer güçlü enerji kaynakları olmalarına rağmen verimleri düşüktür, patates soymada da kullanılabilmektedir. Yakut lazerinin verimi %1, karbondioksit lazerinin verimi ise % 20 civarındadır.
- Lazer ışığı ile üç boyutlu görüntüler elde edilebilir. Kesme sırasında kanı pıhtılaştırdığından kanamasız ameliyatlar yapılabilir.
- 8. Lazer ışığı, bulut, sis ve yağmur gibi atmosfer olaylarından etkilenir.
