امروزه ، نسل پالس مافوق ، موضوع پژوهش و فعالیت های جدید می باشد . پیشرفت سریع در این زمینه به ایجاد لیزر عملی و مفید که در حال حاضر می تواند تولید پالس در مقیاس زمانی فمتوثانیه (۱۰- ۱۵) منجر شود . در این کار ، ما به استفاده از این تحولات به بحث در مورد کاربردهای عملی لیزر می پردازیم که بتوان در آینده آنها را به صورت جدید تکمیل و یا نسل جدیدی از آنها را ایجادکنیم. لیزر یک منبع نور قوی است که دارای خواص فوق العاده ای است که نورهای معمولی مثل لامپ تنگستن ، لامپ جیوه و . . .ندارند . خاصیت اصلی لیزر این است که امواج نور مسیرهای بسیار طولانی را طی می کند در حالی که کمترین واگرایی را دارند . در یک منبع نور معمولی نور توسط امواج جداگانه مخلوط با هم که هر کدام به صورت تصادفی متساعد می شوند ، منتشر می شود و از این جهت تنها می توانند مسافت کوتاهی را طی کنند . در حالی که اگر امواج هم راستا و بدون تداخل باشند ، امواج به صورت منسجم منتشر می شوند .
فهرست :
چکیده
مقدمه
روش کار
کار لیزر و تئوری کوانتوم
طراحی یک لیزر
انواع لیزرها
ارتباطات و مخابرات کاربردهای دیگر
کاربرد های لیزر
مسافت یاب لیزری
نتایج
امروزه تقریباً همه لیزر و موارد کاربرد آن را می دانند . در تمام دنیا و به ویزه در کشور با استفاده از لیزر و مشتقات آن به طور شگفت انگیزی افزایش داشته است .
هم چنین لیزر در پژوهش های علمی و برای محدوده وسیعی از دستگاههای علمی موارد مصرف پیدا کرده است . برتری لیزر در این است که از منبعی برای نور و تابش های کنترل شده تک فام و پرتوان تولید می کند . تابش لیزر با پهنای نور طیف های باریک توان تمرکزیابی می شود . چندین برابر درخشانتر از خورشید است .
لیزر کشفی علمی می باشد که به عنوان یک تکنولوژی در زندگی مدرن جا افتاده است . لیزرها به مقدار زیاد در تولیدات صنعتی ، ارتباطات نقشه برداری و چاپ مورد استفاده قرار می گیرند .
پیشنهاد استفاده از گسیل القایی از یک سیستم با جمعیت معکوس برای تقویت امواج میکروویو بطور مستقل بوسیله وبر (Weber) ، جوردون (Gor، don) زیگر (Zeiger) ، تاونز (Townes) ، باسو (Basov) و پروخورو (Prokhorov) داده شد. اولین استفاده عملی از چنین تقویت کنندههایی توسط گروه جوردون ، زیگر و تاونز در دانشگاه کالیفرنیا انجام شد. این گروه نام میزر (MASER) را که از ابتدای حروف "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation" تشکیل شده بود برای آن برگزیدند.
اولین میزر با استفاده از گذار میکروویو در مولکولهای آمونیاک (NH3) ساخته شد. در سال 1958 اولین بار پیشنهاد فعالیت میزر در فرکانسهای نوری در مقالهای توسط اسکاولو (Schawlow) و تاونز داده شد. در سال 1960 یعنی کمتر از دو سال دیگر ، میلمن (Mailman) موفق به ساخت لیزر پالسی یاقوت شد. این لیزر پیوسته کار (CW) که لیزر گازی هلیوم نئون بود، در سال 1961 توسط علی جوان ایرانی ساخته شد. در سال 1962 نیز پیشنهاد لیزرهای نیمه هادی مطرح گردید.
سیر تحولی و رشد
اختراع لیزر به سال 1958 با نشر مقالات علمی در رابطه با میزر اشعه مادون قرمز و نوری بر میگردد. نشر مقالات مذکور سبب افزایش تحقیقات علمی توسط دانشمندان در سر تا سر جهان گردید. در بخش ارتباطات نیز کارشناسان توانایی لیزر را که جایگزین ارسال یا مخابره الکتریکی شود، تأیید نمودند. اما اینکه چگونه پالسها را مخابره نمایند، مشکلات زیادی را بوجود آورد. در سال 1960 دانشمندان پالس نور را مخابره نمودند، سپس از لیزر استفاده کردند. لیزر ، نور خیلی زیادی را تولید نمود که بیش از میلیونها بار روشنتر از نور خورشید بود. متأسفانه پرتو لیزر میتواند خیلی تحت تأثیر شرایط جوی مثل بارندگی ، مه ، ابرهای کم ارتفاع ، چیزهای موجود در آزمایشهای مربوط به هوا از قبیل پرندگان قرار گیرد.
دانشمندان نیز طرحهای جدیدی را جهت حمایت نور از برخورد با موانع را پیشنهاد نمودند. قبل از اینکه لیزر بتواند سیگنالهای تلفن را ارسال دارد. اختراع مهم دیگر موجبر فیبر نوری بود که شرکتهای مخابراتی برای ارسال صدا ، اطلاعات و تصویر از آن استفاده میکنند. امروزه ارتباطات الکترونیکی بر پایه فوتونها استوار میباشد. تکنولوژی تسهیم طول موج یا رنگهای مختلف نوری برای ارسال تریلیون بیت فیبر نوری استفاده میکند.
سبعد از اینکه لیزر دی اکسید کربن در سال 1964 اختراع شد کاربرد لیزر در زمینههای پزشکی خیلی توسعه یافت و برای جراحان این امکان را فراهم نمود تا بجای استفاده از چاقوهای جراحی از فوتون استفاده نمایند.
گزیدهای از سخنان علی جوان در مورد اختراع لیزر
در دنیای علمی و علوم ، این مثل همیشه گفته میشود که وقتی که زمان برای یک اختراع یا یک کشف درست شده و شما آنرا انجام ندهید، کس دیگری انجام خواهد داد. این مثل تا حد زیادی حقیقت دارد، اما همیشه اینطور نیست. بعضی وقتها آدمها یک فکر خوب را از دست میدهند. وقتی که نوبت برسد به لیزر ، لیزر گازی ، میتوانست در سال 1930 اختراع شده باشد، نه پس از سی سال در سال 1960 که من آنرا اختراع کردم. اگر شما به تاریخ علم نگاه کرده باشید، مخصوصا به فیزیکدانان اروپایی ، آنها به اختراع لیزر در سالهای 1937 و 1938 خیلی نزدیک شده بودند.
فهرست مطالب
پیش گفتار------------------------------------------------------ 1
فصل اول : لیزر چیست ؟
ریشه لغوی ----------------------------------------------------- 3
تاریخچه لیزر ---------------------------------------------------- 3
سیر تحولی و رشد ------------------------------------------------ 4
گزیده ای از سخنان علی جوان ---------------------------------------- 5
فصل دوم : لیزر از دید فیزیک
مشخصات اصلی لیزر----------------------------------------------- 8
برهم کنش نور با ماده ---------------------------------------------- 9
تولید نور ----------------------------------------------------- 10
قانون توان و انرژی ----------------------------------------------- 12
نحوه ایجاد پرتو لیزر ---------------------------------------------- 14
تفاوت پرتور لیزر با نور معمولی -------------------------------------- 16
نمونه هایی از لیزرهای متداول ---------------------------------------- 16
هولوگرام ----------------------------------------------------- 17
طرز کار یک لیزر یاقوتی ------------------------------------------- 18
اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون ----------------------------------- 20
ارتقاء کیفیت با بکارگیری اصول هم کانونی ------------------------------- 23
رهنمودها ----------------------------------------------------- 25
کاربردهای لیزر ------------------------------------------------- 29
فصل سوم : لیزر و شیمی
دید کلی ------------------------------------------------------ 37
لیزر و ایجاد شاخه های جدید در شیمی---------------------------------- 37
تکنیکهای جهش دما ---------------------------------------------- 37
طیف سنجی --------------------------------------------------- 38
طیف سنجی مولکولی --------------------------------------------- 38
سایر کاربردهای لیزر در شیمی --------------------------------------- 39
لیزر و آینده علم شیمی -------------------------------------------- 39
پهنای باریکه --------------------------------------------------- 40
تکفامی ------------------------------------------------------- 42
کاربردهای مهم پهنای کم باریکه -------------------------------------- 43
کاربرد تکفامی نور لیزری ------------------------------------------- 44
مکانیزم لیزر یاقوت ----------------------------------------------- 45
ساختار بلوری یاقوت --------------------------------------------- 46
لیزرهای شبیه یاقوت ---------------------------------------------- 47
فصل چهارم : لیزرها در علم پزشکی
لیزر چیست ؟ -------------------------------------------------- 49
لیزر پزشکی چیست ؟--------------------------------------------- 50
چه بیماریهایی با لیزر کم توان درمان می شوند ؟ --------------------------- 51
در چه مواردی نباید از لیزر درمانی استفاده شود ؟ -------------------------- 53
مطالعه بر روی حیوان ، تأثیر لیزر درمانی بر آسیب شدید اعصاب محیطی ----------- 55
مواردی که عموماً برای لیزر درمانی مناسب نیستند -------------------------- 59
مواردی که در بعضی مواقع برای لیزر درمانی مناسب نیستند -------------------- 61
مواردی که به اشتباه برای لیزر درمانی مناسب تشخیص داده نشده اند -------------- 64
لیزر درمانی کم توان ---------------------------------------------- 66
کاربرد لیزر در لیزر درمانی ------------------------------------------ 68
پروتکل درمانی در خار پاشنه ---------------------------------------- 69
درمان بیماری دیابت با لیزر کم توان ------------------------------------ 70
لیزر و پوست --------------------------------------------------- 73
فصل پنجم : اخبار دنیای لیزر
بازنمایی مسجد اباصوفیه توسط لیزر ----------------------------------- 76
جایگزینی PLDD بجای عمل جراحی فتق دیسک بین مهره ای ------------------ 77
درمان بیماری دیابت با لیزر کم توان ------------------------------------ 78
کارایی بالینی با لیزر کم توان در استئوارتریت گردنی ------------------------ 80
تاثیر لیزرگالیم آرسناید در درمان کمردرد مزمن ---------------------------- 81
اثر لیزر کم توان در فتق دیسک کمری HLD------------------------------ 82
نتیجه گیری ---------------------------------------------------- 83
منابع -------------------------------------------------------- 85
شرح مختصر :
امروزه ، نسل پالس مافوق ، موضوع پژوهش و فعالیت های جدید می باشد . پیشرفت سریع در این زمینه به ایجاد لیزر عملی و مفید که در حال حاضر می تواند تولید پالس در مقیاس زمانی فمتوثانیه (۱۰- ۱۵) منجر شود . در این کار ، ما به استفاده از این تحولات به بحث در مورد کاربردهای عملی لیزر می پردازیم که بتوان در آینده آنها را به صورت جدید تکمیل و یا نسل جدیدی از آنها را ایجادکنیم. لیزر یک منبع نور قوی است که دارای خواص فوق العاده ای است که نورهای معمولی مثل لامپ تنگستن ، لامپ جیوه و . . .ندارند . خاصیت اصلی لیزر این است که امواج نور مسیرهای بسیار طولانی را طی می کند در حالی که کمترین واگرایی را دارند . در یک منبع نور معمولی نور توسط امواج جداگانه مخلوط با هم که هر کدام به صورت تصادفی متساعد می شوند ، منتشر می شود و از این جهت تنها می توانند مسافت کوتاهی را طی کنند . در حالی که اگر امواج هم راستا و بدون تداخل باشند ، امواج به صورت منسجم منتشر می شوند .
فهرست :
چکیده
مقدمه
روش کار
کار لیزر و تئوری کوانتوم
طراحی یک لیزر
انواع لیزرها
ارتباطات و مخابرات کاربردهای دیگر
کاربرد های لیزر
مسافت یاب لیزری
نتایج
نوع فایل : Word
تعداد صفحات : 14 صفحه
در این فایل که یک پاور پوینت زیبا می باشد به تعریف لیزر طریقه ساخت ان و کاربردهای مختلف ان در نقشه برداری و در کارهای نظامی و ردیابی و .... می پردازد این پاور پوینت بسیار مناسب جهت نمایش در کلاسهای مختلف جهت معرفی این تکنولوژی می باشد
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:120
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
چکیده
فصل اول
مقدمه ای بر لیزر (مبانی لیزر)
مقدمه 2
هدف 3
شباهت و تفوت لیزر نیمه هادی با سایر لیزرها 4
1-1- خواص بار یکه لیزر 5
1-2- انواع لیزر 7
1-3- وارونی انبوهی 9
1-3-1- برهمکنش امواج الکترومغناطیسی با اتم 12
1-3-2- فرایندهای تاثیرگذار بر غلظت اتمها در حالت های مختلف 13
1-3-3- بررسی احتمال گذارها و معادلات تعادلی 14
1-4- پهن شدگی طیفی و انواع آن 15
1-5- انواع کاواک نوری (فیدبک) 19
1-6- برهم نهی امواج الکترومغناطیسی 22
1-6-1- فاکتور کیفیت برای ابزارهای نوری Q 24
1-6-2- انواع تشدیدگرهای نوری و کاربرد آن 25
فصل دوم
لیزر نیمه هادی و انواع ساختار آن
2-1- مواد نیمه هادی 27
2-2- بازده گسیل خودبخودی 30
2-3- انواع بازترکیب 31
2-4- گاف انرژی و انواع آن 33
2-5- وارونی انبوهی و روش پمپاژ در لیزر نیمه هادی 35
2-6- اتصال p- n اولین تحقق لیزر نیمه هادی 37
2-7- انواع ساختارها 39
2-7-1- روشهای گسیل نور در لیزر نیمه هادی 40
2-7-2- لیزر با ساختار تخت 40
2-7-3- مشکلات لیزر پیوندی همجنس 41
2-7-4- لیزرهای پیوندی غیرهمجنس 42
2-7-5- رابطه جریان و خروجی در لیزر تخت 43
2-8- ساختار DFB 44
2-8-1- طیف خروجی از لیزر DFB 45
2-9- تاثیرات دما به طیف گسیلی ساختارها 46
2-10- مختصری راجع به بحث نوری 48
2-11- لیزرهای نیمه هادی و دیودهای نور گسیل 51
2-12- جریان آستانه – خروجی 55
2-13- روشهای بهبود و افزایش بازده کوانتومی داخلی 57
2-14- لزوم اتصالات اهمی 58
فصل سوم
طیف خروجی لیزر نیمه هادی و عوامل مؤثر بر آن
3-1- تغییرات چگالی جریان آستانه و فشار هیدروستاتیکی 61
3-2- واگرایی پرتو خروجی 62
3-3- خروجی ساختارها 63
3-4- محاسبه پهنای طیف در لیزرهای نیمه هادی در ساختارهای مختلف 65
3-5- انواع پهنای طیف 69
3-6- کوک پذیری لیزر نیمه هادی 73
3-7- روابط و معادلات مهم در تولید و بازترکیب حاملها 75
3-8- بهره در حالت پایا و جریان آستانه 79
3-9- اهمیت کاواک لیزر 84
3-10- مدهای تولید شده در داخل کاواک 89
3-11- تفاوت اساسی مدهای طولی و عرضی 92
فصل چهارم
بررسی و تحلیل طیف های خروجی (کارهای تجربی)
پیشنهادات و نتایج
4-1- انواع اتصال دیود و طیف خروجی 97
4-2- تحلیل مشخصه های لیزر نیمه هادی 98
1- مشخصه ولتاژ- جریان (V- I) 98
2- مشخصه جریان- مقاومت دینامیکی 101
3- مشخصه جریان- توان (P- I) 102
4- مشخصه جریان- راندمان کوانتومی دیفرانسیلی 103
5- مشخصه توان طول موج 103
نمودارهای تجربی 104
4-3- نتایج 112
پیشنهادات 115
منابع فارسی 116
منابع لاتین 117
چکیده:
در این پایان نامه، ساختارهای مختلف لیزر نیمه هادی و خروجی آنها مورد بررسی قرار گرفته است و عوامل موثر بر این خروجی ها همچون جریان آستانه و تلفات اپتیکی بیان شده است. در نهایت با استفاده از طیف های دیود لیزری طول کاواک لیزر محاسبه شده است.
ساختار دیود لیزری از 5 لایه رونشستی توسط دستگاه LPE تهیه شده است که ضخامت لایة میانی یا لایة فعال برابر 05/0 میکرون می باشد. چگالی ناخالصی توسط دستگاه SIMS مورد بررسی قرار گرفته است که نشان می دهد چگالی ناخالصی در عرض لایه رونشستی کاملاً یکنواخت است و ضخامت لایه ها از 8 میکرون تا 05/0 میکرون به وسیله دستگاه AFM اندازه گیری شده است. شدت جریان آستانه در حدود A/cm2 70 برای تراشه ای به طول و عرض 200*300 میکرون محاسبه شده است. مدهای ظاهر شده در شدت جریان بالاتر از آستانه، Ith ، کاملاً مشهود است که نشان می دهد دیود ساخته شده پرتو لیزری از خود تابش می کند. در نهایت با استفاده از رابطه طول کاواک برای طیفهای به دست آمده محاسبه شده که مقدار 206 میکرون به دست آمده است که با مقدار تجربی 6% خطا وجود دارد.