Lazerlerin Çalışma Prensibi

Cevapla
erkanca
Mesajlar: 486
Kayıt: Cmt Ara 29, 2018 9:00 pm

Lazerlerin Çalışma Prensibi

Mesaj gönderen erkanca » Çrş Oca 02, 2019 2:13 pm

azer – light amplification by stimulated emission – 1960′ ların başında icat edildi. Teknolojinin her alanında karşımıza çıkan lazerin çalışma prensibini inceleyeceğiz.

Lazerin çalışma prensibini anlamak için öncelikle ışığın temel yapısı üzerine biraz bilgi vermekte fayda var. Işık, foton denilen enerji paketçiklerinden oluşur. Işığın sahip olduğu enerji fotonlar tarafından taşınır. Fotonların hem dalga hem de parçacık gibi davranma kabiliyeti vardır. Ayrıca ışığın rengini fotonların sahip olduğu dalga boyu belirler. Işık ve fotonlar hakkındaki kısa bilgiden sonra lazerin çalışma prensibine geçebiliriz.

Lazer ışını nasıl oluşur?
Lazerin çalışma prensibi fotonların uyarılmasına dayanır. Normal ışık kaynaklarından çıkan fotonlar rastgele her yöne saçılır. Lazer tarafından oluşturulan fotonların normal ışık kaynaklarından farkı uyarılmış olmalarıdır. Zaten lazerin açılımı – yukarıda da yazıldığı üzere – ışığın uyarılmış emisyonla yükseltgenmesidir. Bu yükseltilmiş ışığı elde etmek için bazı gazlar kullanılır. En sık kullanılan gaz karbondioksittir. Karbondioksit atomu elektrik, ışık veya başka bir yolla uyarıldığında – diğer tabirle enerji verildiğinde – atomun elektronları uyarılır ve enerjisi artar. Buna yüksek enerji seviyesine geçmek denir. Fakat elektron sonsuza kadar yüksek enerji seviyesinde kalamaz. Termodinamik kanunları gereği her madde enerjisini en aza indirgeyip kararlı hale geçme eğilimindedir. Bu yüzden uyarılan elektron yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine geçer. Geçiş sırasında yüksek enerji seviyesi ile düşük enerji seviyesi arasındaki fark kadar enerjiyi foton olarak dışarıya salar. Buna uyarılmış emisyon denir. Salınan foton başka bir atomun elektronunu uyararak aynı şekilde foton açığa çıkmasını sağlar. Uyarılma esnasında açığa çıkan foton ile elektronu uyararak bu fotonun açığa çıkmasını sağlayan foton birbiriyle özdeştir. Yönleri, titreşimleri ve spinleri birbirinin aynısıdır. Bu da lazerin aynı doğrultuda ilerleyen ve güçlü bir ışık oluşturmasını sağlar.



Uyarılma süreci sisteme enerji verilmesiyle devam eder. Lazerin iki ucuna yerleştirilen aynalar vasıtasıyla fotonlar her iki tarafa yansıtılarak daha fazla atomu uyarmaları sağlanır. Lazerin bir ucundaki ayna %100 yansıtma kapasitesine sahipken, diğer uçtaki ayna %1′ lik geçirgenliğe sahiptir. Nizama sokulmuş fotonlar askeri birlik misali birbirleriyle uyumlu olarak buradan dışarıya çıkar ve lazer ışını meydana gelir.

Lazerlerin renklerini dalga boyları belirler. Enerjisi ise frekans ve foton yoğunluğu tarafından belirlenir. Düşük güce sahip işaretçi olarak kullanılan lazerler olduğu gibi metal kesme işlerinde kullanılan çok yoğun ve enerjisi yüksek lazerler de mevcuttur. Bunların haricinde lazerlerin göz tedavisinde, ürün barkodlarında, uzay teknolojisinde, silah teknolojisinde ve bilgisayar teknolojisinde oldukça fazla kullanım alanı mevcuttu

Cevapla