انواع لیزر

در حال حاضر عمل لیزر را می توان در شش نوع سیستم مشاهده کرد :

لیزر حالت جامد ، لیزر گازی ، لیزر مایع ، لیزر نیمه رسانا، لیزر شیمیایی و لیزرهای کی لیتی .

1- لیزر حالت جامد : در این نوع لیزر ، ماده فعال ایجاد کننده لیزر، یک یون فلزی است که با غلظت کم در شبکه یک بلور یا دورن شیشه، به صورت ناخالصی قرار داده شده است . فلزاتی که برای این منظور بکار می روند عبارتند از :

الف : اولین سری فلزات واسطه

ب : لانتانیدها

ج : آکتنیدها

2- لیزر گازی : ماده فعال در اینگونه سیستم ها یک گاز است که به صورت خالص یا همراه گازهای دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. بعضی از این مواد عبارتند از :

نئون به همراه هلیم ، کربن دی اکسید به همراه نیتروژن و هلیم ، آرگون ، کلر ، بخارید ، برم ، بخار آب، کربن منوکسید ، گوگرد ، هگزا فلورید ، بخار جیوه به همراه هلیم .

3- لیزر مایع : از مایعات بکار رفته در این نوع لیزرها اغلب به منظور تغییر طول موج یک لیزر دیگر استفاده می شود ( اثر رامان ) . بعضی از این مواد عبارتند از:

 تولوئن ، بنزن و نیتروبنزن .

4- لیزر نیمه رسانا : به این نوع لیزرها ، لیزر دیود و یا لیزر تزریقی نیز گفته می شود. نیمه رساناها تشکیل شده اند از دو ماده که یکی کمبود الکترون داشته و دیگر الکترون اضافی دارد . ماده اول را نوع p و ماده دوم را نوع n می گویند . وقتی که این دو به یکدیگر متصل می شوند در محل اتصال ناحیه هایی به نام منطقه اتصال n – p به وجود می آید و آن جایی است که عمل لیزر در آن رخ می دهد . الکترونهای آزاد از ناحیه n و از طریق این منطقه به ناحیه p مهاجرت می کنند . الکترون هنگام ورود به منطقه اتصال ، انرژی کسب می نماید و هنگامی که می خواهد به ناحیه p داخل شود، این انرژی را به صورت فوتون از دست می دهد . اگر ناحیه p به قطب مثبت و ناحیه n به قطب منفی یک منبع الکتریکی وصل شود ، الکترونها از ناحیه n به طرف ناحیه p حرکت کرده و باعث می شوند تا در منطقه اتصال، غلظت زیادی از مواد فعال به وجود آید. با از دست دادن فوتون، یک تابش الکترومغناطیس حاصل می گردد . چنانچه دو انتهای منطقه اتصال را صیقل دهند آنگاه یک کاواک لیزری به وجود خواهد آمد. اصولا این نوع لیزرها به گونه ای ساخته می شوند که با استفاده از ضریب شکست دو جزء p و n ، کار تشدید پرتو لیزر انجام می شود . یکی از نقاط ضعف لیزرهای نیم رسانا همین است، زیرا  با تغییر دما، میزان ضریب شکست و بالطّبع خواص پرتو حاصله تفاوت خواهد کرد . به همین دلیل لیزرهای دیودی نسبت به تغییرات دما بسیار حساس هستند .

در یک نوع از این لیزرها، از بلورگالیم – آرسنید استفاده می شود که در آن تلوریم ورودی به عنوان ناخالصی وارد می شوند ، هنگامی که در بلور فوق به جای برخی از اتمهای آرسنیک ، اتم تلوریم قرار داده شود ، جسم حاصل نیمه رسانایی از نوع n بوده و وقتی که اتمهای روی  مستقر می گردند ماده به دست آمده از خود خاصیت نیمه رسانای p را نشان خواهد داد .

در حال حاضر در آزمایشگاه های پژوهشی جنرال موتور از یک لیزر دیودی به منظور مطالعه نمونه های بیولوژیکی و تشخیص طبّی استفاده می شود. قدرت جداسازی طیفی این لیزر حدودا cm^{-1 -4} 10 بوده که یک منبع تک فام مناسب در ناحیه فرو سرخ می باشد و تشخیص طیفی مولکولهای ایزوتوپی توسط آن به سهولت انجام می گیرد .  

مرجع