ٍSolid State Laser Series
كنا قد تحدثنا فى الجزء الاول عن ليزر المواد الصلبه بصفة عامه وتطرقنا للحديث عن واحد من اهم انواع ليزر المواد الصلبه وهو ليزر الياقوت Ruby Laser وفى الجزء الثانى سوف نتحدث ان شاء الله عن نوعين اخرين من اهم انواع ليزر المواد الصلبه وهما:
ليزر النودميوم ياج ND_YAG Laser )) وليزر النودميوم جلاس( ND_Glass) :
وصف عام General De******ion
نطعم بلورات فى الحاله الصلبه بايونات من النودميوم Nd وفى هذين النوعين تكون الماده المستضيفه لايونات النودميوم هى( garnate aluminum yttrium ( والتى تسمى اختصارا (YAG) وذلك فى حالة Nd-Yag والبلوره الاخرى هى بلورة الزجاج وذلك فى حالة Nd-Glass .
بلورة Nd-YAG تنتج ليزر تكون طاقته الابتدائيه فى حدود 1.064 ميكرومتر وعندما نطعم ايونات Nd فى بلوره من الزجاج ينتج الليزر عند طول موجى يتراوح من 1.054 الى 1.062 ميكرومتر وذلك يعتمد على نوع الزجاج المستخدم.
ليزر النودميوم رباعى مستويات الطاقه Four Level System ولذلك يمتلط طاقه حرجه اقل من ليزر الياقوت. فترة العمر لمستوى الطاقع الاعلى Upper Laser Level كبيره نسبيا (230 ميكروثانيه ل Nd-YAG و 320ميكرو ثانيه فى حالة ND-Glass )
فى هذين النوعين من الليزر عملية الضخ Pumping من الممكن ان تتم باستخدام مصباح عالى التوهج Flash Lamp ويصنف هذا الضخ على انه ضخ ضوئى او استخدام ليزر الدايود كمصدر للضخ . استخدام ليزر الدايود كمصدر للضخ يعتبر من احدث التجديدات التى تم استحداثها فى Nd Lasers . بلورة Nd-YAG لها خواص ضوئيه جيده وتوصيليه حراريه عاليه ومما يمكنها ان تعمل فى النظام النبضى Pulsed Mode . حجم البلوره محدد وقد يصل طولها تقريبا الى 0.1 متر وقطرها الى 12 ملى متر . مما يؤدى الى تحديد طاقة وقوة الليزر الخارج. تركيز ايونات النودميوم يصل الى 0.725% بالنسبه للوزن .
فى حالة Nd-Glass الماده الفعاله يكون طولها وحجمها كبير . وطول القضيب من الماده الفعاله فى هذه الحاله قد يصل الى 2 متر وقطرها يصل الى 0.075 متر . ليزر Nd-Glass له توصيليه حراريه ضعيفه جدا على عكس ليزر ND-Yag .
فى حالة ليزر Nd-Glass نستخدم مكبرات ضوئيه Amplifiers لتكبير طاقة الليزر الخارج .
تركيب الجهاز Laser Structure
كما ذكرنا سابقا فان عملية الضخ فى ND-Lasers سواء كان Nd-Yag او ND-Glass من الممكن ان تتم باستخدام Flash Lamp او باستخدام ليزر الدايود. وتركيب الليزر من الممكن تقسيمه الى
Flash lamps pumped Nd-Yag Lasers -التى من الممكن ان يعمل الليزر فى النظام المتصل CW او النظام النبضى Pulsed mode
- Diode pumped Nd-Yag Lasers
- Nd-Glass Amplifiers
====== ========= ============
Flash Lamps Pumped Nd-YAG Lasers
- الشكل رقم (1) ليزر نودميوم ياج وعملية الضخ فى هذه الحاله تتم باستخدام Flash Lamps
هذا النوع من الليزر يعتبر اكثر انواع الليزر افادة وهو موضح بالرسم فى الشكل رقم( 1) . عملية الضخ تتم باستخدام مصابحين عاليين التوهج ويتم تركيز طاقتهما على قضيب الليزر ويوجد عاكسين فى نهايتى طرفى القضيب.
- شكل رقم(2) يوضح ليزر نودميوم ياج تتم عملية الضخ فيه باستتخدام flash lamps
========== =========== ===========
Diode pumped Nd-Yag Lasers
فى هذه الحاله كما هو موضح من العنوان تتم عملية الاثاره باستخدام ليزر الدايود. الليزر الذى يخرج فى هذه الحاله يكون فى المنطقه الخضراء مما يتوجب علينا مضاعفة التردد حتى تصل طاقة الليزر الخارج الى 0.53 ميكرومتر. ونقوم بعمل فجوه Cavity كما هو موضح فى الشكل رقم (3)
الشكل رقم (3) ليزر النودميوم ياج وتتم عملية الضخ باستخدام ليزر الدايود
وفى هذه الحاله ينتج ليزر طاقته اعلى من 10 ملى وات .
-الشكل رقم (4) يوضح رسم تفصيلى ل Nd-YAG Laser وعملية الضخ تتم باستخدام ليزر الدايود.
========= ========== ==========
Nd-Glass Amplifiers
مواد Nd-Glass ليزر مبدئيا تستخدم كمبرات فى الليزرات النبضيه الكبيره. كل شعاع ضوئى يمر تقريبا على حوالى 20 مرحله من التكبير ونستخدم 3-5 مصابيح متوهجه على الطرفين وسوف نوضح ذلك فى الشكل التالى:
الشكل رقم (5) laser amplifier slabs and flash lamps
كل شعاع ليزر داخل تكون له طاقه تقدر تقريبيا 100 نانوجول وتكون طاقته النهائيه عندما يخرج اى بعد حدوث عمليات التكبير تصل الى 10 كيلوجول لكل نبضه وتكون زمن النبضه فى حدود 1-2 نانو ثانيه.
فى النهايه كل مسار للشعاع beam Line ينتج طاقه تقدر بحوالى 15 كيلوجول ويكون زمن النبضه 3.5 نانو ثانيه .
مواقع النشر (المفضلة)