اهلا وسهلا بكم جميعا والله ردودكم اسعدتنى جدا
وان شاء الله اقدم الجزء الثانى والذى اعكف على تجهيزه الان وسوف اتحدث فيه عن نوعين اخرين من ليزر المواد الصلبه وهما ليز Nd-Yag وليز Nd-Glass
تحياتى
عرض للطباعة
اهلا وسهلا بكم جميعا والله ردودكم اسعدتنى جدا
وان شاء الله اقدم الجزء الثانى والذى اعكف على تجهيزه الان وسوف اتحدث فيه عن نوعين اخرين من ليزر المواد الصلبه وهما ليز Nd-Yag وليز Nd-Glass
تحياتى
فى انتظار الجزء الثانى اخى محمد مصطفى
هل سيكون هناك معادلات بعد ذلك ام لا؟
ماشاء الله تبارك الله
مجهود مميز ورائع أخي محمد
إلى الأمام عزيزي وأتمنى لك التوفيق
\
\
\
تحياتي
جزاك الله ألف خير ع الشرح المميز
وبما أني أحب مادة الليزر راح أتابع الدروس
بإذن الله
تحياتي
وبإنتظار البقية
اهلا يا اخى محمد ابوزيد ... لا ان شاء الله مفيش اى معادلات فى الجزء الثانى
======= ======== =========
اهلا يانواف وشكرا على كلامك الجميل
======= ======== =========
اهلا يا اختى طالبة علم واتمنى انك تستفيدى ان شاء الله من السلسه
تحياتى
ٍ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
http://photos-f.ak.fbcdn.net/photos-...61533_2161.jpg
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.
http://photos-g.ak.fbcdn.net/photos-...61534_2397.jpg
- 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)
http://photos-h.ak.fbcdn.net/photos-...61535_2630.jpg
الشكل رقم (3) ليزر النودميوم ياج وتتم عملية الضخ باستخدام ليزر الدايود
وفى هذه الحاله ينتج ليزر طاقته اعلى من 10 ملى وات .
http://photos-c.ak.fbcdn.net/photos-...61610_4734.jpg
-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:
http://photos-a.ak.fbcdn.net/photos-...61536_2770.jpg
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 .
طريقة الاثاره Excitation mechanism
شرح طريقة الاثاره فى حاله " Nd-YAG Laser "
http://photos-c.ak.fbcdn.net/photos-...61538_2975.jpg
الشكل رقم (6) مستويات الطاقه فى ليزر النودميوم ياج Nd-YAG Laser
- كما هو موضح فى الشكل فان ليزر النودميوم ياج رباعى النظام Foul Level System على عكس ليزر الياقوت والذى كان Three Level System .
- ايونات Nd لها مستووين امتصاص وعملية الضخ لكى تثار الذرات تتم باستخدام المصباح Flash lamp وتتم اثارة الذرات التى فى المستوى الارضى وتنتقل الى المستووين E3 او E4
- بعد ذلك يحدث انبعاث مستحث بين Upper laser level و Lower laser level وينتج الليزر من هذين المستويين كما هو موضح فى الشكل رقم (4) ويكون ذلك عند طول موجى (1.06) ميكرومتر .
ثم يحدث انتقال غير مشع non-radiative من lower laser level الى المستوى الارضى مرة اخرى وتتم اثارة الذرات التى فى المستوى الارضى مرة اخرى وتتكر هذه العمليه مرات متتاليه وتعتبر هذه هى الية انتاج ليزر النودميوم ياج مع شرح تفصيلى لمستويات الطاقه والية الاثاره .
شرح طريقة الاثاره فى حالة " Nd-Glass Laser"
طريقة الاثاره فى هذا النوع من الليزر مماثله تماما لطريقة الاثاره فى حالة Nd-YAG Laser ولكن الاختلاف يكون فى الطول الموجى الذى ينتج عنده الليزر ويكون عند طول موجى 1.054 ميكرومتر.
الجدول التالى يتضمن اهم خصائص Nd-YAG Laser and Nd-Glass Laser . (ينصح بالاطلاع عليه)
http://photos-d.ak.fbcdn.net/photos-...61611_4983.jpg
التطبيقات Applications
هذا النوع من ليزر المواد الصلبه له العديد من التطبيقات المتنوعه ومنها
الذى يستخدم فى العمليات على المواد (Material Processing) مثل الحفر drilling و اللحام Welding والتعليم على المواد (اى الكتابه على المواد وحفر الاشكال عليها باستخدام الليزر) Laser Marking . وذلك بسبب امكان تركيز هذا النوع الى نقطه صغيره جدا Very Small Spot .
- وتستخدم ايضا فى صناعة الدوائر الكهربيه Circuits
-وبالاضافه الى ذلك فهذا النوع من الليزر له تطبيقات طبيه ايضا ونذكر منها على سبيل المثال استخدامه فى عمليات المراره gallbladder ويستخدم فى العديد من العمليات الاخرى.
- والنودميوم ليزر بكل انواعها لها ايضا تطبيقات عسكريه ومنها على سبيل المثال استخدامه فى جهاز تحديد اماكن الاهداف العسكريه Range- Finding .
- وتستخدم ايضا فى انتاج البلازما .
- مراجع References
Laser Fundamentals .1
2. Solid State Lasers And Applications
====== ========= =========
انتهى الجزء الثانى من هذه السلسه الى اللقاء مع الجزء الثالث ان شاء الله والذى سوف نتحدث فيه عن نوعين اخرين من اهم انواع ليزر المواد الصلبه.
- اذا كان لديك اى ملاحظات على هذه السلسله او اى تعليقات لاتترد فى الاتصال بى من خلال البريد الاليكترونى
[email protected]
اعداد:
محمد مصطفى عبد العظيم.