دانلود پایان نامه : لیزر

دانلود پایان نامه : لیزر

تعداد صفحات: 82

فرمت فایل: word

دسته بندی: -

قیمت: 4800 تومان

تعداد نمایش: 472 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 26 آوریل 2016

به روز رسانی در: 26 آوریل 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

4800 تومان – خرید

دانلود پایان نامه : لیزر

 

پيش گفتار

 

امروزه تقريباً همه ليزر و موارد كاربرد آن را مي دانند . در تمام دنيا و به ويزه در كشور با استفاده از ليزر و مشتقات آن به طور شگفت انگيزي افزايش داشته است .

هم چنين ليزر در پژوهش هاي علمي و براي محدوده وسيعي از دستگاههاي علمي موارد مصرف پيدا كرده است . برتري ليزر در اين است كه از منبعي براي نور و تابش هاي كنترل شده تك فام و پرتوان توليد مي كند . تابش ليزر با پهناي نور طيف هاي باريك توان تمركزيابي مي شود . چندين برابر درخشانتر از خورشيد است .

ليزر كشفي علمي مي باشد كه به عنوان يك تكنولوژي در زندگي مدرن جا افتاده است . ليزرها به مقدار زياد در توليدات صنعتي ، ارتباطات نقشه برداري و چاپ مورد استفاده قرار مي گيرند .

 

فصل اول

ليزر چيست ؟


ريشه لغوي

کلمه ليزر (LASER) از حروف ابتداي عبارت “تقويت نور بوسيله گسيل القايي تابش” (Light Amplification By Stimulated Emission of Radiation) در لاتين ساخته شده است که معمولاً در طول موجهاي مادون قرمز نزديک ، مرئي و ماوراي بنفش طيف الکترومغناطيس مي‌باشد. به گسيلهاي ليزر گونه طول موجهاي بلندتر ناحيه ميکروويو “ميزر” (MASER) گفته مي‌شود. ليزر اصولاً به منبع نور همدوس و تکرنگ گفته مي‌شود.

 

تاريخچه ليزر

  پيشنهاد استفاده از گسيل القايي از يک سيستم با جمعيت معکوس براي تقويت امواج ميکروويو بطور مستقل بوسيله وبر (Weber) ، جوردون (Gor، don) زيگر (Zeiger) ، تاونز (Townes) ، باسو (Basov) و پروخورو (Prokhorov) داده شد. اولين استفاده عملي از چنين تقويت کننده‌هايي توسط گروه جوردون ، زيگر و تاونز در دانشگاه کاليفرنيا انجام شد. اين گروه نام ميزر (MASER) را که از ابتداي حروف “Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation” تشکيل شده بود براي آن برگزيدند.

اولين ميزر با استفاده از گذار ميکروويو در مولکولهاي آمونياک (NH3) ساخته شد. در سال 1958 اولين بار پيشنهاد فعاليت ميزر در فرکانسهاي نوري در مقاله‌اي توسط اسکاولو (Schawlow) و تاونز داده شد. در سال 1960 يعني کمتر از دو سال ديگر ، ميلمن (Mailman) موفق به ساخت ليزر پالسي ياقوت شد. اين ليزر پيوسته کار (CW) که ليزر گازي هليوم نئون بود، در سال 1961 توسط علي جوان ايراني ساخته شد. در سال 1962 نيز پيشنهاد ليزرهاي نيمه ‌هادي مطرح گرديد.

 

سير تحولي و رشد  

اختراع ليزر به سال 1958 با نشر مقالات علمي در رابطه با ميزر اشعه مادون قرمز و نوري بر مي‌گردد. نشر مقالات مذکور سبب افزايش تحقيقات علمي توسط دانشمندان در سر تا سر جهان گرديد. در بخش ارتباطات نيز کارشناسان توانايي ليزر را که جايگزين ارسال يا مخابره الکتريکي شود، تأييد نمودند. اما اينکه چگونه پالسها را مخابره نمايند، مشکلات زيادي را بوجود آورد. در سال 1960 دانشمندان پالس نور را مخابره نمودند، سپس از ليزر استفاده کردند. ليزر ، نور خيلي زيادي را توليد نمود که بيش از ميليونها بار روشنتر از نور خورشيد بود. متأسفانه پرتو ليزر مي‌تواند خيلي تحت تأثير شرايط جوي مثل بارندگي ، مه ، ابرهاي کم ارتفاع ، چيزهاي موجود در آزمايشهاي مربوط به هوا از قبيل پرندگان قرار گيرد.

دانشمندان نيز طرحهاي جديدي را جهت حمايت نور از برخورد با موانع را پيشنهاد نمودند. قبل از اينکه ليزر بتواند سيگنالهاي تلفن را ارسال دارد. اختراع مهم ديگر موجبر فيبر نوري بود که شرکتهاي مخابراتي براي ارسال صدا ، اطلاعات و تصوير از آن استفاده مي‌کنند. امروزه ارتباطات الکترونيکي بر پايه فوتونها استوار مي‌باشد. تکنولوژي تسهيم طول موج يا رنگهاي مختلف نوري براي ارسال تريليون بيت فيبر نوري استفاده مي‌کند.

سبعد از اينکه ليزر دي اکسيد کربن در سال 1964 اختراع شد کاربرد ليزر در زمينه‌هاي پزشکي خيلي توسعه يافت و براي جراحان اين امکان را فراهم نمود تا بجاي استفاده از چاقوهاي جراحي از فوتون استفاده نمايند.

گزيدهاي از سخنان  علي جوان در مورد اختراع ليزر

در دنياي علمي و علوم ، اين مثل هميشه گفته مي‌شود که وقتي که زمان براي يک اختراع يا يک کشف درست شده و شما آنرا انجام ندهيد، کس ديگري انجام خواهد داد. اين مثل تا حد زيادي حقيقت دارد، اما هميشه اينطور نيست. بعضي وقتها آدمها يک فکر خوب را از دست مي‌دهند. وقتي که نوبت برسد به ليزر ، ليزر گازي ، مي‌توانست در سال 1930 اختراع شده باشد، نه پس از سي سال در سال 1960 که من آنرا اختراع کردم. اگر شما به تاريخ علم نگاه کرده باشيد، مخصوصا به فيزيکدانان اروپايي ، آنها به اختراع ليزر در سالهاي 1937 و 1938 خيلي نزديک شده بودند.

 

نحوه ايجاد پرتو ليزر

اولين شرط ايجاد ليزر ، داشتن ماده يا محيطي است که بتواند انرژي را در خود ذخيره کند. نمونه‌هايي از اين مواد عبارتند از: بلورهايي مثل ياقوت ، ايتريوم ، آلومينيوم گارنت يا گازهايي مثل CO2 و He – Ne و … و مايعاتي مانند رنگهاي رودآمين – 6G مي‌‌باشد. انيشتين در سال 1916 نشان داد که گسيل القايي نور را مي‌توان از يک اتم برانگيخته بدست آورد.
شچنانچه اتم و يا مولکول در تراز بالاتر E2 واقع شود و فوتوني با فرکانس‌ v با اتم برانگيخته وارد برهمکنش شود. بطوري که hv = E2 _ E1 باشد، در اين صورت احتمال معيني وجود خواهد داشت که اتم به تراز پايينتر بيافتد. در نتيجه ، دو فوتون حاصل مي‌‌شود، فوتون القا کننده و القا شونده ، که هر دو همفاز هستند.در عين حال ، اگر اتمهايي به تعداد N2 در تراز E1 باشند، مي‌توانند با جذب فوتونهاي فوق ، برانگيخته شده و به تراز انرژي E2 برسند.

چنانچه هدف به دست آوردن تابش همدوس باشد، بايد سعي شود که N2 >> N2 گردد، به عبارت ديگر ، تجمع معکوس رخ دهد. فرآيندي که طي آن تجمع معکوس صورت مي‌‌گيرد، دمش مي‌نامند. وقتي يک سيستم دو ترازي با محيط اطراف خود در حال تعادل گرمايي باشد، جمعيت تراز انرژي بالاتر Nj کمتر از جمعيت تراز Ni خواهد بود. با استفاده از فرآيند اشباع شدن مي‌توان Ni را با Nj مساوي گردانيد. بطوري که مقدار جذب به صفر تنزل يابد.
چنانچه بتوان مقدار Nj را بيشتر از Ni نمود، اکثر اتمهاي سيستم که به حالت برانگيخته مي‌‌روند، تمايل خواهند داشت که به حالت انرژي کمتر برگردند. بديهي است که اين تمايل به وسيله کوانتاي تابش فرودي تشديد مي‌گردد.

بدين معني که سيستم نه تنها فوتون فرودي را جذب نمي‌کند بلکه فوتون فرودي باعث برانگيختگي سيستم برانگيخته شده که با سقوط به حالت پايينتر دو کوانتا انرژي تابشي از دست مي‌دهد (فوتون مربوط به اتم برانگيخته به همراه فوتون فرودي). تمام اين فرآيندها تابش ليزر را بوجود مي‌آورند.

قرار دادن محيط توليد ليزر در يک مشدد نوري با انتهاي آينه‌اي که تابش را در محيط توليد ليزر به جلو و عقب مي‌فرستد، سبب تراکم تابش سطوح بالا در تشديد کننده بوسيله ادامه گسيل القايي مي‌شود. سپس تابش ليزر از طريق آينه‌اي نيمه شفاف ، از يک انتهاي کاواک به بيرون گسيل مي‌شود.

 

تفاوت پرتو ليزر با نور معمولي

پرتو ليزر داراي چهار خاصيت مهم است که عبارتند از: شدت زياد ، مستقيم بودن ، تکفامي‌و همدوسي. ليزرها در اشکال گوناگون وجود دارند. ممکن است تصور شود که پرتو ليزر همانند اشعه ايکس ، گاما ، ماورا بنفش (UV) و مادون قرمز (IR) ، جايگاهي معين در طيف الکترومغناطيسي را داراست، حال آنکه اين پرتو مي‌تواند هر کدام از فرکانسهاي محدوده طيف نامبرده را در برگيرد، با اين تفاوت که داراي مشخصاتي از قبيل تکفامي ، همدوسي و شدت زياد است.
اينکه چگونه مي‌توان پرتو ليزري با فرکانسهاي دلخواه را توليد نمود، کار دشواري است که عملا با آن روبرو هستيم. مشکل ديرپا در تابش ليزري ، فقدان پوشش گسترده طول موجي در آن است. به دليل اينکه ليزرها به‌خودي ‌خود فاقد قابليت تنظيم طول موج هستند، پوشش کل طيف نوراني نياز به ابزارهاي متعدد و جداگانه دارد.

 

نمونههايي از ليزرهاي متداول

  • ليزرهاي متدوال مادون قرمز (IR (2 _ 10μm: ليزر مونو اکسيد کربن (CO) ، ليزر دي اکسيد کربن (CO2) و بلورهاي هاليدهاي قليايي تابشي در طول موج 1.06 ميکرومتر توليد کرده و ليزرهاي الکساندريت يا ديودهاي مخابراتي قابل تنظيم در IR نزديک هستند.(طول موج2000)

ليزرهاي محدوده نامرئي (400 _ 700nm): ليزرهاي آرگون _ کريپتون و ليزر هليوم _ نئون، ليزرهاي رنگي و ليزر تيتانيوم_ياقوت کبود.

ليزرهاي محدوده ماوراي بنفش (200 _ 400nm): ليزرهاي اگزايمر (ليزر هاليد گاز نادر) ، نيتروژن ، ليزر رنگي با فرکانس دو برابر شده.

 

 طبقه بندي ليزر در حالت کلي

ليزر پيوسته کار ، ليزر پالسي

 

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

پاسخ دهید