لیزر یاقوت (Ruby Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر یاقوت (Ruby Laser) :
Ruby Laser اولین لیزر ساخته شده توسط انسان است که در سال ۱۹۶۰ توسط تئودور میمن ساخته شد. محیط فعال این لیزر یک میله یاقوت مصنوعی از جنس اکسید آلومینیوم (
\[ Al_2O_3 \]) با ناخالصی یون های کروم (
\[ Cr^{3+} \]) است. این یون ها با جذب نور سبز و آبی از یک لامپ زنون فلاش، به ترازهای انرژی بالاتر می روند و سپس با گسیل القایی، نور قرمز با طول موج ۶۹۴.۳ نانومتر تولید می کنند.
لیزر یاقوت یک لیزر پالسی با توان پیک بالا است و به صورت پیوسته کار نمی کند، زیرا گرمای تولیدی در میله یاقوت زیاد است و نیاز به خنک کاری قوی دارد. معمولا پهنای پالس آن در حدود میلی ثانیه است. این لیزر در فناوری های اولیه، هولوگرافی، و برخی کاربردهای پزشکی مانند حذف خالکوبی و درمان ضایعات پوستی مورد استفاده قرار گرفت. هرچند امروزه تا حد زیادی با لیزرهای دیگر جایگزین شده، اما از نظر تاریخی بسیار مهم است.
مکانیزم آن بر اساس سیستم سه ترازی است که نسبت به لیزرهای چهار ترازی بازدهی کمتری دارد، اما به دلیل سادگی ساختار و تولید اولین پرتو لیزر، شهرت دارد. در لیزر یاقوت، یون های کروم با جذب نور با طول موج حدود ۵۵۰ نانومتر به باند وسیعی از ترازها برانگیخته شده و سپس به سرعت به تراز میانی (با طول عمر نسبتا بلند) وامی نشینند. انباشت جمعیت در این تراز باعث وارونی جمعیت و گسیل لیزر در طول موج ۶۹۴.۳ نانومتر می شود. بازده کوانتومی آن پایین است، اما پرتو خروجی همدوس و با واگرایی کم تولید می کند.
کاربردهای امروزی آن عمدتا در تحقیقات و آموزش فیزیک لیزر است. همچنین در برخی دستگاه های پزشکی قدیمی و آزمایشگاه های هولوگرافی دیده می شود. ساختار آن ساده است: یک میله یاقوت با دو آینه در دو سر (یکی کاملا بازتابنده و دیگری با بازتابندگی کمتر) که درون یک محفظه بازتابنده با لامپ فلاش قرار دارد. با تخلیه خازن در لامپ، نور شدیدی تولید شده و یاقوت را پمپ می کند. سپس گسیل خودبه خودی آغاز شده و با بازتاب های متوالی، نور تقویت شده و در نهایت پرتو لیزر از آینه خروجی خارج می شود. این لیزر بنیان علم لیزر را بنا نهاد و باعث پیشرفت های بعدی در این زمینه شد.
