لیزر با دمش باد (Aerodynamic Pumped Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر با دمش باد (Aerodynamic Pumped Laser) :
Aerodynamic Pumped Laser نوعی لیزر گازی است که در آن وارونی جمعیت از طریق انبساط سریع آیرودینامیکی یک گاز داغ (مانند CO₂ یا CO) از یک نازل ایجاد می شود. این لیزر شباهت زیادی به لیزر گازی دینامیک (Gas Dynamic Laser) دارد که قبلا در شماره ۷۶ توضیح داده شد. در واقع، لیزر گازی دینامیک نوعی لیزر با دمش آیرودینامیکی است. در این روش، گاز در یک محفظه با دمای بالا (حدود ۱۵۰۰ کلوین) و فشار بالا گرم می شود و سپس از طریق یک نازل مافوق صوت به سرعت منبسط می شود. در این انبساط سریع، دما و فشار گاز به شدت کاهش می یابد.
مکانیزم: در گاز داغ (معمولا مخلوطی از N₂ و CO₂)، مولکول های N₂ توسط فرایندهای گرمایشی به سطوح ارتعاشی بالا برانگیخته می شوند و انرژی خود را به مولکول های CO₂ منتقل می کنند. در انبساط سریع از نازل، سطوح ارتعاشی مختلف با سرعت های متفاوتی به حالت تعادل جدید (متناسب با دمای پایین) وامی نشینند. سطوح پایینی CO₂ سریع تر از سطوح بالایی وامی نشینند. این اختلاف در سرعت واماندگی باعث ایجاد وارونی جمعیت در گاز منبسط شده می شود. سپس گاز وارد یک حفره نوری می شود و توان لیزر استخراج می گردد.
این لیزرها برای تولید توان های بسیار بالا (مگاوات) در مد پیوسته طراحی شده بودند و در دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ برای کاربردهای نظامی و صنعتی مورد تحقیق قرار گرفتند. با این حال، پیچیدگی سیستم، نیاز به گرمایش گاز با احتراق، و مصرف بالای گاز باعث شد که با ظهور لیزرهای دیگر (به ویژه لیزرهای شیمیایی و سپس لیزرهای فیبری) اهمیت خود را از دست بدهند.
امروزه لیزرهای با دمش آیرودینامیکی عمدتا یک موضوع تاریخی هستند و کاربرد عملی گسترده ندارند. با این حال، مطالعه آنها به درک بهتر دینامیک گازها و فرایندهای واماندگی ارتعاشی کمک کرد.
