Lazer,
(Laser: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Işık stimüle edilmiş emisyon radyasyonu tarafından amplifikasyonu anlamına gelir.
Bu, bir optik sistemde, belirli bir dalga boyunda ve yönünde, özellikle yüksek enerji ve çok yüksek parlaklıkta ışık üretebilen cihazlar için kullanılan bir terimdir. Kulağa karışık geldiğinin farkındayız. Yazının devamında yer alan, Lazer Işınları Nasıl Elde Edilir? başlıklı kısımda basitleştirilmiş anlatıma ulaşabilirsiniz.
Lazer Işınlarının Özellikleri Nelerdir?
1- Lazer ışınları, sadece tek bir dalga boyunda, aynı yönde ve aynı dalga boyunda üretilir.
2- Lazer ışığı, paralel veya hemen hemen paralel bir şekilde yayılır.
3- Çok yüksek parlaklıkta üretilir.
4- Çok yüksek bir daraltma oranına, çok yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir.
5- Zaman ve uzayda çok yüksek bir koherensese sahiptir.
6- Çok düşük bir açıyla yayılır.
7- Modüle edilebilir.
Lazerin Normal Işıktan Farkı Nedir?
Bir lazer ışını, temelde bir ampulün yaydığı ışığa benzer bir radyasyondur. 3 büyük fark vardır:
1- Ampul birkaç dalga boyu yayar, ancak lazerin yalnızca bir dalga boyu vardır (yani tek renklidir).
2- Ampul her yöne yayılırken, lazer ışını yönlendirilir.
3- Lazer ışığı tutarlıdır, dolayısıyla dalga katarları bir ampulden gelenlerden çok daha uzundur.
Lazer Çeşitleri Nelerdir?
Lazer tipleri arasında en yaygın olanlar şunlardır:
- Diyot lazer: Bu tip lazerler, elektronların yüksek enerji seviyelerine çıkarılmasını ve daha sonra alçak enerji seviyelerine geri dönerek ışık yaymasını sağlar. Diyot lazerler, çok düşük maliyetli, küçük boyutlu ve kolayca üretilebilir.
- Gazlı lazer: Bu tip lazerler, bir gaz ortamı kullanarak ışık yayarlar. Örneğin, Helium-Neon, CO2 ve Argon gazlı lazerler. Gazlı lazerler, geniş bir ışık spektrumuna sahiptir ve yüksek güçte ışık yayarlar.
- Sıvı lazer: Bu tip lazerler, sıvı maddeler kullanarak ışık yayarlar. Örneğin, neodimyum-yag (Nd:YAG) sıvı lazerler. Sıvı lazerler, yüksek güçte ışık yayarlar ve çok sayıda uygulama için kullanılabilir.
- Kristal lazer: Bu tip lazerler, bir kristal ortam kullanarak ışık yayarlar. Örneğin, ruby, yttrium-aluminium-garnet (YAG) ve yttrium-vanadium-oxide (YVO4) gibi kristaller kullanılabilir. Kristal lazerler, yüksek güçte ışık yayarlar ve çok sayıda uygulama için kullanılabilir.
- Plazma lazer : Bu tip lazerler plazma ortamı kullanarak ışık yayarlar. Örneğin, CO2 plazma lazerler, bu ışık yayma mekanizması aracılığıyla daha yüksek enerjide ışık yayarlar. Plazma lazerler çok yüksek enerjide ışık yayarlar ve özellikle metal kesme, kaynak işlemleri gibi uygulamalarda kullanılırlar.
Lazer Ne Kadar Elektrik Harcar?
Lazer cihazlarının elektrik tüketimi, cihazın tipine, boyutuna, gücüne ve kullanım amacına göre değişebilir. Örneğin, bir diyot lazer cihazı, çok düşük güçte çalıştığında, birkaç watt elektrik tüketebilirken, yüksek güçte çalıştığında birkaç yüz watt elektrik tüketebilir. Bir gazlı lazer cihazı ise, çok daha yüksek güçte çalıştığında binlerce watt elektrik tüketebilir. Plazma lazer cihazları ise genellikle en yüksek enerjili lazer cihazları olduğu için yüz binlerce watt elektrik tüketebilirler.
Lazerin Kullanım Alanları
Lazer cihazları, çeşitli sektörlerde kullanılmaktadır.
İnşaat sektöründe düzgün çizgilerle işaretleme ve referans belirlemede.
Savunma Sanayisinde, füze ve roket sistemlerinde hedefleme, radar sistemlerinde tarama ve izleme gibi amaçlarla
Hava trafik kontrolü, yer altı ve yer üstü tarama, güvenlik sistemleri gibi uygulamalarda.
Alışveriş sektöründe barkod tarayıcı cihazlarda. Ürün verilerinin okunmasında
Eğitim, bankacılık, sigortacılık, ticaret gibi pek çok ve farklı alanlarda, çokca kullanılan lazer yazıcılarda
Bilimde, örneğin spektroskopi, mikroskopi, interferometri gibi uygulamalarda.
Endüstriyel alanda kesme, kaynaklama, marjlama, ölçme gibi uygulamalarda
Tıp alanında, göz tedavileri, dermatolojik tedaviler, estetik tedaviler, cerrahi tedaviler gibi uygulamalarda.
Eğitimde, fizik, kimya, matematik gibi derslerde öğrencilerin deneylerinde
Lazer bunlardan daha fazla pek çok alanda kullanılır hale gelmiştir.
Detaylı ve geniş bilgi için bakınız: Lazerin kullanım alanları
Lazer Işınları Nasıl Elde Edilir?
Bir lazer, bir lazer ortamından, örneğin bir gazdan, bir enerji kaynağından ve biri kısmen iletici olan iki aynadan oluşur. Laserin çalışma prensibi şu şekildedir:
1. Lazer ortamı, temel durumunda olan parçacıklardan oluşur.
2. Enerji kaynağı, parçacıkları enerji ile besler ve parçacıklar daha yüksek bir enerji düzeyine yükselir.
3. Bu parçacıklardan herhangi biri daha sonra temel durumuna geri dönerse, ışık kuantumu olarak da adlandırılan bir foton biçiminde enerji açığa çıkar.
4. Bu foton daha sonra başka bir uyarılmış parçacığa çarparsa, o zaman başka bir foton salarak temel duruma geri dönmeye zorlanır. Buna uyarılmış emisyon denir. Bu fotonlar diğer uyarılmış parçacıklara çarparsa, daha fazla foton salınır ve bu böyle devam eder – bir tür “foton çığı” tetiklenir.
5. Enerji tekrar tekrar lazer ortamına pompalanır ve parçacıkları daha fazla foton salabilmeleri için uyarır.
6. Aynalar fotonları yansıtır, böylece foton sayısı gittikçe artar → yönlü bir ışın oluşur. Bu ışın, lazeri kısmen ileten ayna aracılığıyla terk edebilir ve istenen motifi kazıdığı, işaretlediği veya kestiği malzemeye yönlendirilir. Lazer ışınları basitçe bu yolla elde edilir.
Bir lazer kaynağı için, çeşitli maddeler kullanılabilir. Bunlar arasında lazer diyotlar, gazlı lazerler, sıvı lazerler, kristal lazerler veya plazma lazerler gibi. Her birinin çalışma prensibi farklıdır.