up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله فيزيک نور PDF
QR code - فيزيک نور

فيزيک نور

فيزيک نور (Optics)

ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation مي باشد و به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريک شده است.اولين ليزر جهان توسط تئودور مايمن اختراع گرديد و از ياقوت در ان استفاده شده بود. در سال ۱۹۶۲ پروفسورعلي جوان اولين ليزر گازي را به جهانيان معرفي نمود و بعدها نوع سوم وچهارم ليزرها که ليزرهاي مايع و نيمه رسانا بودند اختراع شدند.در سال ۱۹۶۷ فرانسويان توسط اشعه ليزر ايستگاههاي زميني شان دو ماهواره خود را در فضا تعقيب کردند, بدين ترتيب ليزر بسيار کار بردي به نظر آمد.نوري که توسط ليزر گسيل مي گردد در يک سو و بسيار پر انرژي و درخشنده است که قدرت نفوذ بالايي نيز دارد بطوريکه در الماس فرو ميرود . امروزه استفاده از ليزر در صنعت بعنوان جوش اورنده فلزات و بعنوان چاقوي جراحي بدون درد در پزشکي بسيار متداول است.
● ليزرها سه قسمت اصلي دارند:
۱) پمپ انرژي يا چشمه انرژي: که ممکن است اين پمپ اپتيکي يا شيميايي و ياحتي يک ليزر ديگر باشد
۲) ماده پايه وزفعال که نام گذاري ليزر بواسطه ماده فعال صورت ميگيرد
۳) مشدد کننده اپتيکي : شامل دو اينه بازتابنده کلي و جزئي مي باشد
● طرز کار يک ليزر ياقوتي:
پمپ انرژي در اين ليزر از نوع اپتيکي ميباشد ويک لامپ مارپيچي تخليه است(flash tube) که بدور کريستال ياقوت مدادي شکلي پيچيده شده(ruby) کريستال ياقوت ناخالص است و ماده فعال ان اکسيد برم و ماده پايه ان اکسيد الومينم است.
بعد از فعال شدن اين پمپ انرژي کريستال يا قوت نور باران مي شودو بعضي از اتمها رادر اثرجذب القايي-stimulated absorption برانگيخته کرده وبه ترازهاي بالاتر مي برد.
● پديده جذب القايي: اتم برانگيخته = اتم+فوتون
با ادامه تشعشع پمپ تعداد اتمهاي برانگيخته بيشتر از اتمهاي با انرژي کم ميشود به اصطلاح واروني جمعيت رخ مي دهد طبق قانون جذب و صدور انرژي پلانک اتمهاي برانگيخته توان نگهداري انرژي زيادتر را نداشته وبه تراز با انرژي کم بر ميگردند وانرژي اضافي را به صورت فوتون ازاد مي کنند که به اين فرايند گسيل خودبخودي گفته مي شود ولي از انجايي که پمپ اپتيکي
مرتب به اتمها فوتون مي تاباند پديده ديگري زودتر اتفاق مي افتد که به ان گسيل القايي-stimulated emission گفته مي شود .وقتي يک فوتون به اتم برانگيخته بتابد ان را تحريک کرده و زودتر به حالت پايه خود بر مي گرداند.
● گسيل القايي: اتم+دو فوتون = اتم برانگيخته+ فوتون
اين فوتونها دوباره بعضي از اتمها را بر انگيخته ميکنند و واکنش زنجير وار تکرار مي شود.
بخشي از نور ها درون کريستال به حرکت در مي ايند که توسط مشددهاي اپتيکي درون کريستال برگرداننده مي شوند واين نورها در همان راستاي نور اوليه هستد بتدرج با افزايش شدت نور لحظه اي مي رسد که نور ليزر از جفتگر خروجي با روشنايي زياد بطور مستقيم خارج مي شود .
● ليزر CO۲
ليزرهاي گازي نوع خاصي از ليزر است که در آن گازي داخل يک لوله ي شفاف مثل لامپ مهتابي مي رود. عبور جريان از اين لوله باعث رفت و آمد ِفوتون مي شود. اولين نوع ِاين ليزرها هليم نئون بود. يعني همين ليزرهاي خانگي و مدارس. اين ليزر ِايمن توسط يک ايراني در مؤسسه ي بل به نام دکتر علي جوان اختراع شد. نوع ديگر ليزر ليزر CO۲ است. البته در محفظه ي آن هليوم و مقداري نيتروژن هم هست. کاز نيتروژن انرژي ِالکترودها را ذخيره مي کند. پس از برخورد مولکولهاي نيتروژن به مولکول CO۲ اين انرژي انتقال مي يابد. مولکولهاي CO۲ برانگيخته مي شوند. گاز هليوم به انتقال ِانرژي کمک مي کند. همچنين کمک مي کند تا مولکولهاي دي اکسيد کربن زودتر به ترازهاي انرژي عادي يا حالت عادي خود برگردند. اين ليزرها بازده خوبي دارند.
● کاربردهاي ليزر :
▪ تمام نگاري
تمام نگاري ( هولوگرافي) يک تکنيک انقلابي است که عکسبرداري سه بعدي (يعني کامل ) از يک جسم و يا يک صحنه را ممکن مي کند. اين تکنيک در سال ۱۹۴۸ توسط گابور ابداع شد ( در آن زمان به منظور بهتر کرده توان تفکيک ميکروسکوپ الکتروني پيشنهاد شد) و به صورت يک پيشنهاد عملي در آمدو اما قابليت واقعي اين تکنيک پس از اختراع ليزر نشان داده شد.
اساس تمام نگاري به اين صورت است که باريکه ليزر بوسيله آينه که قسمتي از نور را عبور مي دهد به دو باريکه ( بازتابيده و عبوري) تقسيم مي شوند. باريکه بازتابيده مستقيما به صفحه حساس به نور برخورد مي کند در حالي که باريکه عبوري جسمي را که بايد تمام نگاري شود روشن مي کند. به اين ترتيب قسمتي از نوري که از جسم پراکنده شده هم روي صفحه حساس ( فيلم ) مي افتد. به علت همدوس بودن باريکه ها يک نقش تداخلي از ترکيب دو باريکه روي صفحه تشکيل مي شود حالا اگر اين فيلم ظاهر شود و تحت بزرگنمايي کافي بررسي شود مي توان اين فريزهاي تداخلي را مشاهده کرد. فاصله بين دو فريز تاريک متوالي معمولا حدود ۱ ميکرومتر است. اين نقش تداخلي پيچيده است و هنگامي که صفحه را به وسيله چشم بررسي مي کنيم به نظر نمي رسد که حامل تصوير مشابه با جسم اوليه باشد اما اين فريزهاي تداخلي در واقع حامل ضبط کاملي از جسم اوليه است.
حال فرض کنيد که صفحه ظاهر شده را دوباره به محلي که در معرض نور قرار داشت بازگردانيم و جسم تحت مطالعه را برداربم باريکه بازتابيده اکنون با فريزهاي روي صفحه برهمکنش مي کنند و دوباره در پشت صفحه يک باريکه پراشيده ايجاد مي کندبنابراين ناظري که به صفحه نگاه مي کند جسم را در پشت صفحه مي بيند طوري که انگار هنوز هم جسم در آنجاست.
يکي از جالبترين خصوصيات تمام نگاري اين است که جسم بازسازي شده رفتار سه بعدي نشان مي دهد بنابراين با حرکت دادن چشم از محل تماشا مي توان طرف ديگر جسم را مشاهده کرد. توجه کنيد که براي ضبط تمام نگار بايد سه شرط اصلي را براورد: الف) درجه همدوسي نور ليزر بايد به اندازه کافي باشد تا فريزهاي تداخلي در روي صفحه تشکيل شود. ب) وضعيت نسبي جسم - صفحه و باريکه ليزر نبايد در هنگام تاباندن نور به صفحه که حدود چند ثانيه طول مي شکد تغيير کند در واقع تغيير محل نسبي بايد کمتر از نصف طول موج ليزر باشد تا از درهم شدن نقش تداخلي جلوگيري کند. ج) قدرت تفکيک صفحه عکاسي بايد به اندازه کافي زياد باشد تا بتواند فريزهاي تداخلي را ضبط کند.
تمام نگاري به عنوان يک تکنيک ضبط و بازسازي تصوير سه بعدي بيشترين موفقيت را تاکنون در کاربردهاي هنري داشته است تا در کاربردهاي علمي . اما بر اساس تمام نگاري از يک تکنيک تداخل سنجي تمام نگاشتي در کاربردهاي علمي به عنوان وسيله اي براي ضبط و اندازه گيري واکنشها و ارتعاشات اجسام سه بعدي استفاده شده است.
● اندازه گيري و بازرسي
خصوصيات جهتمندي درخشايي و تکفامي ليزر باعث کاربردهاي مفيد زيادي براي اندازه گيري و بازرسي در رشته مهندسي سازه و فرايندهاي صنعتي کنترل ابزار ماشيني شده است. در اين بخش تعيين فاصله بين دو نقطه و بررسي آلودگي را نيز مد نظر قرار مي دهيم
يکي از معمولترين استفاده هاي صنعتي ليزر هم محور کردن است. براي اينکه يک خط مرجع مستقيم براي هم محور کردن ماشين آلات در ساخت هواپيما و نيز در مهندسي سازه براي ساخت بناها پلها و يا تونلها داشته باشيم استفاده از جهتمندي ليزر سودمند است. در اين زمينه ليزر به خوبي جاي وسايل نوري مانند کليماتور و تلسکوپ را گرفته است. معمولا از يک ليزر هليم - نئون با توان کم استفاده مي شود و هم محور کردن عموما به کمک آشکارسازهاي حالت جامد به شکل ربع دايره اي انجام مي شود. محل برخورد باريکه ليزر روي گيرنده با مقدار جريان نوري روي هر ربع دايره معين مي شود. در نتيجه هم محور شدن بستگي به يک اندازه گيري الکتريکي دارد و در نتيجه نيازي به قضاوت بصري آزمايشگر نيست. در عمل دقت رديف شدن از حدود ۵µm تا حدود ۲۵µm به دست آمده است.
از ليزر براي اندازه گيري مسافت هم استفاده شده است. روش استفاده از ليزر بستگي به بزرگي طول مورد نظر دارد . براي مسافتهاي کوتاه تا ۵۰ متر روشهاي تداخل سنجي به کار گرفته مي شوند که در آن ها از يک ليزر هليم - نئون پايدار شده فرکانسي به عنوان منبع نور استفاده مي شود. براي مسافتهاي متوسط تا حدود ۱ کيلومتر روشهاي تله متري شامل مدوله سازي دامنه به کار گرفته مي شود. براي مسافت هاي طولاني تر مي توان زمان در راه بودن تپ نوري را که از ليزر گسيل شده است و از جسمي بازتابيده مي شود اندازه گيري کرد.
در اندازه گيري تداخل سنجي مسافت از تداخل سنج مايکلسون استفاده مي شود. باريکه ليزر به وسيله يک تقسيم کننده نور به يک باريکه اندازه گيري و يک باريکه مرجع تقسيم مي شود باريکه مرجع با يک آينه ثابت بازتابيده مي شود در حالي که باريکه اندازه گيري از آينه اي که به جسم مورد اندازه گيري متصل شده است بازتاب پيدا مي کند. سپس دو باريکه بازتابيده مجددا با يکديگر ترکيب مي شوند به طوري که با هم تداخل مي کنند و دامنه ترکيبي آن ها با يک آشکار ساز اندازه گيري مي شود. هنگامي که محل جسم در جهت باريکه به اندازه نصف طول موج ليزر تغيير کند سيگنال تداخل از يک ماکزيموم به يک مينيموم مي رسد و سپس دوباره ماکزيموم مي شود. بنابراين يک سيستم الکترونيکي شمارش فريزها مي تواند اطلاعات مربوط به جابجايي جسم را به دست دهد. اين روش اندازه گيري معمولا در کارگاههاي ماشين تراش دقيق مورد استفاده قرار مي گيرد و امکان اندازه گيري طول با دقت يک در ميليون را مي دهد. بايد يادآوري کرد که در اين روش فقط مي توان فاصله را نسبت به يک مبدا اندازه گيري کرد. برتري اين روش در سرعت دقت و انطباق با سيستم هاي کنترل خودکار است.
براي فاصله هاي بزرگتر از روش تله متري مدوله سازي دامنه استفاده مي شود و فاصله روي اختلاف فاز بين دو باريکه ليزر مدوله مي شود و فاصله از روي اختلاف فار بين دو باريکه گسيل شده و بازتابيده معين مي شود. باز هم دقت يک در ميليون است. از اين روش در مساحي زمين و نقشه کشي استفاده مي شود. براي فواصل طولاني تر از ۱ کيلومتر فاصله با اندازه گيري زمان پرواز يک تپ کوتاه ليزري گسيل شده از ليزر ياقوت و يا ليزر CO۲ انجام مي گيرد. اين کاربردها اغلب اهميت نظامي دارند و در بخشي جداگانه بحث خواهد شد کاربردهاي غير نظامي مانند اندازه گيري فاصله بين ماه و زمين با دقتي حدود ۲۰ سانتي متر و تعيين برد ماهواره ها هم قابل ذکر است.
درجه بالاي تکفامي ليزر امکان استفاده از آن را براي اندازه گيري سرعت مايعات و جامدات به روش سرعت سنجي دوپلري فراهم مي سازد. در مورد مايعات مي توان باريکه ليزر را به مايع تابانده و سپس نور پراکنده شده از آن را بررسي کرد. چون مايع روان است فرکانس نور پراکنده شده به خاطر اثر دوپلر کمي با فرکانس نور فرودي تفاوت دارد. اين تغيير فرکانس متناسب با سرعت مايع است. بنابراين با مشاهده سيگنال زنش بين دو پرتو نور پراکنده شده و نور فرودي در يک آشکار ساز مي توان سرعت مايع را اندازه گيري بدون تماس انجام مي شود. و نيز به خاطر تکفامي بالاي نور ليزر براي برد وسيعي از سرعتها خيلي دقيق است.
يکي از سرعت سنجهاي خاص ليزر اندازه گيري سرعت زاويه اي است. وسيله اي که براي اين منظور طراحي شده است ژيروسکوپ ليزريناميده مي شود و شامل ليزري است که کاواک آن به شکل حلقه اي است که از سه آينه به جاي دو آينه معمول استفاده مي شود. اين ليزر مي تواند نوسان مربوط به انتشار نور را هم در جهت عقربه ساعت و هم در خلاف آن به دور حلقه تامين کند. فرکانسهاي تشديدي مربوط به هر دو جهت انتشار را مي توان با استفاده از اين شرط که طول تشديد کننده ( حلقه اي ) برابر مضرب صحيحي از طول موج باشد به دست آورد. اگر حلقه در حال چرخش باشد در مدت زماني که لازم است نور يک دور کامل بزند زاويه آينه هاي تشديد کننده به اندازه يک مقدار خيلي کوچک ولي محدود حرکت خواهد کرد. طول موثر براي باريکه اي در همان جهت چرخش تشديد کننده مي چرخد کمي بيشتر از باريکه اي است که در جهت عکس مي چرخد. در نتيجه فرکانس هاي دو باريکه اي که در خلاف جهت يکديگر مي چرخند کمي تفاوت دارد و اختلاف اين فرکانسهاي متناسب با سرعت زاويه اي تشديد کننده است . با ايجاد تپش بين دو باريکه مي توان سرعت زاويه اي را اندازه گيري کرد. ژيروسکوپ ليزري امکان اندازه گيري با دقتي را فراهم مي کند که قابل مقايسه با دقت پيچيده ترين و گرانترين ژيروسکوپ هاي معمولي است.
کاربرد مصرفي ديگر و يا به عبارت بهتر کاربرد مصرفي واقعي عبارت از ديسک ويدئويي و ديسک صوتي است. يک ديسک ويدئو حامل يک برنامه ويدئويي ضبط شده است که مي توان آن را بر روي دستگاه تلويزيون معمولي نمايش داد. سازندگان ديسک ويدئويي اطلاعات را با استفاده از يک سابنده روي آن ضبط مي کنند که اين اطلاعات به وسيله ليزر خوانده مي شود. يک روش معمول ضبط شامل برشهاي شياري با طول ها و فاصله هاي مختلف است عمق اين شيارها ۴ ۱ طول موج ليزري است که از آن در فرايند خواندن استفاده مي شود. در موقع خواندن باريکه ليزر طوري کانوني مي شود که فقط بر روي يک شيار بيفتد. هنگامي که شيار در مسير لکه باريکه ليزر واقغ شود بازتاب به خاطر تداخل ويرانگر بين نور بازتابيده از ديوارهاي شيار و به آن کاهش پيدا مي کند. به عکس نبودن شيار باعث يک بازتاب قوي مي شود. بدين طريق مي توان اطلاعات تلويزيوني را به صورت رقمي ضبط کرد.
کاربرد ديگر ليزرها نوشتن و خواندن اطلاعات در حافظه نوري در کامپيوترهاست لطف اي حافظه نوري هم در توان دسترسي به چگالي اطلاعات حدود مرتبه طول موج است. تکنيک ضبط عبارت است از ايجاد سوراخ هاي کوچکي در يک ماده مات يا نوعي تغيير خصوصيت عبور و بازتاب ماده زير لايه که با استفاده از ليزرهاي با توان کافي حاصل مي شود. و حتي مي تواند فيلم عکاسي باشد. اما هيچ يک از اين زير لايه ها را نمي توان پاک کرد. حلقه هاي قابل پاک کردن بر اساس گرما مغناطيسي فروالکتريک و فوتوکروميک ساخته شده اند. همچنين حافظه هاي نوري با استفاده از تکنيک تمام نگاري نيز طراحي شده اند. نتيجتا اگر چه از لحاظ فني امکان ساخت حافظه هاي نوري به وجود آمده است ولي ارزش اقتصادي آن ها هنوز جاي بحث دارد.
آخرين کاربردي که در اين بخش اشاره مي کنيم گرافيک ليزري است. در اين تکنيک ابتدا باريکه ليزر بوسيله يک سيستم مناسب روبشگر بر روي يک صفحه حساس به نور کانوني مي شود و در حالي که شدت ليزر به طور همزمان با روبش از نظر دامنه مدوله مي شود به طوري که بتوان آن را بوسيله کامپيوتر توليد کرد.( مانند سيستم هاي چاپ کامپيوتري بدون تماس ) و يا آنها را به صورت سيگنال الکتريکي از يک ايستگاه دور دريافت کرد( مانند پست تصويري). در مورد اخير مي توان سيگنال را به وسيله يک يک سيستم خواننده مناسب با کمک ليزر توليد کرد. وسيله خواندن در ايستگاه دور شامل ليزر با توان کم است که باريکه کانوني شده آن صفحه اي را که بايد خوانده شود مي روبد. يک آشکارساز نوري باريکه پراکنده از نواحي تاريک و روشن روي صفحه را کنترل مي کند و آن را به سيگنال الکتريکي تبديل مي کند. سيستم هاي ليزري رونوشت اکنون به طور وسيعي توسط بسياري از ناشران روزنامه ها براي انتقال رونوشت صفحات روزنامه به کار برده مي شود.
● ارتباط نوري
استفاده از باريکه ليزر براي ارتباط در جو به خاطر دو مزيت مهم اشتياق زيادي برانگيخت :
الف) اولين علت دسترسي به پهناي نوار نوساني بزرگ ليزر است. زيرا مقدار اطلاعات قابل انتقال روي يک موج حامل متناسب با پهناي نوار آن است. فرکانس موج حامل از ناحيه ميکروموج بخ ناحيه نور مرئي به اندازه ۱۰۴ برابر افزايش مي يابد و در نتيجه امکان استفاده از يک پهناي بزرگتر را به ما مي دهد.
ب) علت دوم طول موج کوتاه تابش است. چون طول موج ليزر نوعا حدود ۱۰۴ مرتبه کوچکتر از امواج ميکرو موج است با قطر روزنه يکسان D واگرايي امواج نوري به اندازه ۱۰۴ مرتبه نسبت به واگرايي امواج ميکرو موج کوچکتر است. بنابراين براي دستيابي به اين واگرايي آنتن يک سيستم اپتيکي مي تواند به مراتب کوچکتر باشد. اما اين دو امتياز مهم با اين واقعيت خنثي مي شوند که باريکه نوري تحت شرايط ديد ضعيف در جو به شدت تضعيف مي شود. در نتيجه استفاده از ليزرها در ارتباطات فضاي باز ( هدايت نشده ) فقط در مورد اين موارد توسعه يافته اند :
الف) ارتباطات فضايي بين دو ماهواره و يا بين يک ماهواره و يک ايستگاه زميني که در يک شرايط جوي مطلوب قرار گرفته است. ليزرهايي که در اين مورد استفاده مي شوند عبارتند از :
▪ Nd:YAG ( با آهنگ انتقال ۱۰۹ بيت در ثانيه ) و يا CO۲ با آهنگ انتقال ۳*۱۰۸ بيت در ثانيه ). گرچه CO۲ نسبت به Nd: YAG داراي بازدهي بالاتري است و لي داراي اين اشکال است که نياز به سيستم آشکارسازي پيچيده تري دارد و طول موج آن هم به اندازه ۱۰ مرتبه بزرگتر از طول موج ▪ Nd : YAG است.
ب) ارتباطات بين دو نقطه در يک مسافت کوتاه مثلا انتقال اطلاعات درون يک ساختمان. براي اين منظور از ليزرهاي نيمرسانا استفاده مي شود.
اما زمينه اصلي مورد توجه در ارتباطات نوري مبتني بر انتقال از طريق تارهاي نوري است. انتقال هدايت شده نور در تارهاي نوري پديده اي است که از سالها پيش شناخته شده است اما تارهاي نوري اوليه فقط در مسافت هاي خيلي کوتاه مورد استفاده قرار مي گرفتند مثلا کاربرد متعارف آن ها در وسايل پزشکي براي اندوسکوپي است. بنابراين در اواخر سال ۱۹۶۰ تضعيف در بهترين شيشه هاي نوري در حدود ۱۰۰۰ دسي بل بر کيلومتر بود. از آن زمان پيشرفت تکنيکي شيشه و کوارتز باعث تغيير شگفت انگيز در اين عدد شده است به طوري که اين تضعيف براي کوارتز به ۵ ۰ دسي بل بر کيلومتر رسيده است. اين تضعيف فوق العاده کوچک آينده مهمي را براي کاربرد تارهاي نوري در ارتباطات راه دور نويد مي دهد
سيستم ارتباطات تارهاي نوري نوعا شامل يک چشمه نور يک جفت کننده نوري مناسب براي تزريق نور به تارها و درانتها يک فوتوديود است که باز هم به تار متصل شده است. تکرار کننده شامل يک گيرنده و يک گسيلنده جديد است. چشمه نور سيستم اغلب ليزرهاي نيمرساناي نا هم پيوندي دوگانه است. اخيرا طول عمر اين ليزرها تا حدود ۱۰۶ ساعت رسيده است. گرچه تا کنون اغلب از ليزر گاليم ارسنيد GaAs استفاده شده است ولي روش بهتر استفاده از ليزرهاي نا هم پيوندي است که در آنها لايه فعال ترکيبي از آلياژ چهارگانه به صورت In۱-x Gax Asy P۱-y است. در اين حالت لبه هاي P ,n پيوندگاه از ترکيب دوگانه InP تشکيل شده است و با استفاده از ترکيب y=۲v۲x مي توان ترتيبي داد که چهار آلياژ چهارگانه شبکه اي که با InP جور شود با انتخاب صحيح x طول موج تابش را طوري تنظيم کرد که در اطراف µm ۳ ۱ و يا اطراف ۶ ۱ µm واقع شود که به ترتيب مربوط به دو مينيموم جذب در تار کوارتز هستند. بسته به قطر d هسته مرکزي تار ممکن است از نوع تک مدباشد براي آهنگ انتقال متداول فعلي حدود ۵۰ مگابيت در ثانيه معمولا از تارهاي چند مدي استفاده مي شود. براي آهنگ انتقال هاي بيشتر تارهاي تک مدي مناسبتر به نظر مي رسند. گيرنده معمولا يک فوتوديود بهمني است اگر چه ممکن است از يک ديود PIN و يک ديود تقويت کننده حالت جامد مناسب نيز استفاده کرد.
● ليزر در فيزيک و شيمي
اختراع ليزر و تکامل آن وابسته به معلومات پايه اي است که در درجه اول از رشته فيزيک و بعد از شيمي گرفته شده اند. بنابراين طبيعي است که استفاده از ليزر در فيزيک و شيمي از اولين کاربردهاي ليزر باشند
رشته ديگري که در آن ليزر نه تنها امکانات موجود را افزايش داده بلکه مفاهيم کاملا جديدي را عرضه کرده است طيف نمايي است. اکنون با بعضي از ليزرها مي توان پهناي خط نوساني را تا چند ده کيلوهرتز باريک کرد ( هم در ناحيه مرئي و هم در ناحيه فروسرخ ) و با اين کار اندازه گيري هاي مربوط به طيف نمايي با توان تفکيک چند مرتبه بزرگي ( ۳ تا ۶) بالاتر از روش هاي معمولي طيف نمايي امکان پذير مي شوند. ليزر همچنين باعث ابداع رشته جديد طيف نمايي غير خطي شد که در آن تفکيک طيف نمايي خيلي بالاتر از حدي است که معمولا با اثرهاي پهن شدگي دوپلر اعمال مي شود. اين عمل منجر به بررسيهاي دقيقتري از خصوصيات ماده شده است.
در زمينه شيمي از ليزر هم براي تشخيص و هم براي ايجاد تغييرات شيميايي برگشت ناپذير استفاده شده است. ( فوتو شيمي ليزري) به ويژه در فون تشخيص بايد از روش هاي (پراکندگي تشديدي رامان ) و ( پراکندگي پاد استوکس همدوس رامان ) (CARS) نام ببريم. به وسيله اين روشها مي توان اطلاعات قابل ملاحظه اي درباره خصوصيات مولکولهاي چند اتمي به دست آورد ( يعني فرکانس ارتعاشي فعال رامن - ثابتهاي چرخشي و ناهماهنگ بودن فرکانس). روش CARS همچنين براي اندازه گيري غلظت و دماي يک نمونه مولکولي در يک ناحيه محدود از فضا به کار مي رود. از اين توانايي براي بررسي جزئيات فرايند احتراق شعله و پلاسما ( تخليه الکتريکي) بهره برداري شده است.
شايد جالبتري کاربرد شيميايي ( دست کم بالقوه ) ليزر در زيمنه فوتو شيمي باشد. اما بايد در نظر داشته باشيم به خاطر بهاي زياد فوتونهاي ليزري بهره برداري تجاري از فوتوشيمي ليزري تنها هنگامي موجه است که ارزش محصول نهايي خيلي زياد باشد. يکي از اين موارد جداسازي ايزوتوپها است.

ماهيت ذر‌ه‌اي اسحاق نيوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌اي درباره نور نوشت پرتوهاي نور ذرات کوچکي هستند که از يک جسم نوراني نشر مي‌شوند. احتمالا ...

کاني کانيها ترکيبات طبيعي هستند که طي فرايندهاي زمين شناختي بوجود مي آيند. واژه کاني به ترکيباتي اطلاق مي گردد که از يک سو ترکيب شيميايي و از سوي دي ...

وقتي جسم كدري ميان يك پرده و يك چشمه نقطه اي نور قرار گيرد، سايه اي پيچيده متشكل از نواحي روشن و تاريك ايجاد مي شود. اين اثر به آساني قابل روئيت است، ...

● مقدار سرعت نور: نور بيشترين سرعت خود رادر خلا دارد که حدودا۳۰۰۰۰۰ کيلومتر بر ثانيه مي باشد مقدار سرعت نور در محيط مادي غير خلا کمتر ازمقدارش در خلا ...

● مقدار سرعت نور: نور بيشترين سرعت خود رادر خلا دارد که حدودا۳۰۰۰۰۰ کيلومتر بر ثانيه مي باشد مقدار سرعت نور در محيط مادي غير خلا کمتر ازمقدارش در خلا ...

زمان ظهور نانوسراميک ها را مي توان دهه ۹۰ ميلادي دانست. در اين زمان بود که با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميکي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد ...

اگر ما منبع نور را ذره اي يا گسترده در نظر بگيريم در اصل هر دو يک گونه نور را ساطع مي کنند(يعني منبع ذره اي هم به علت نسبت فاصله ناظر تا منبع و اندازه ...

ليزر به وسيله اي گفته مي شود که نور را به صورت پرتوهاي موازي بسيار باريکي که طول موج مشخصي دارند ساطع مي کنند. اين دستگاه از ماده اي جمع کننده يا فعال ...

دانلود نسخه PDF - فيزيک نور