الليزر الزجاجي و تطبيقاته

mag-16-12

الدكتور. يحيى حمدي محمد البشار

ينقسم الليزر من حيث الوسط الفعال أو المولد لليزر إلى صلب وسائل وغازي، وقد كان السبق الأول في الأوساط الليزرية من حيث الاكتشاف هو الوسط الصلب [1]. ولكن كانت صعوبة تصنيعه لأحجام كبيرة تكمن في زيادة ثمن الوسط وتكنولوجيا التصنيع. مما جعل العلماء التوجه لتكنولوجيا اخري يسهل تصنيعها في احجام كبيرة وهي تكنولوجيا الليزر الزجاجي [2].

يتركب الليزر الزجاجي من مواد تسمي الوسط المكون للزجاج مثل السيليكون والبورون والفوسفيت وغيرها من المواد المكونة للزجاج، وبداخلها نسبة ضئيلة مواد هي التي تشع الضوء المستخدم في الليزر [2]. معظم المواد التي تستخدم في اشعاع الليزر داخل الاوساط الزجاجية المعادن الأنتقالية ولكن الأغلب العناصر النادرة الارضية (لانثانيدات) مثل نيوديميومNeodymium، الإربيومErbium، وغيرها لما لها من نسبة اشعاع قوي كما هو موضوح في شكل1. وهناك انواع أخري تستخدم سلسلة الأكتينيدات مثل اليورانيم Uranium كوسط مشع للضوء [3].

mag-16-13

شكل 1 يوضح التغيرات التي طراءت على الليزر الزجاجي منذ 1961 حتى 1997.

mag-16-15

شكل 2 يوضح مراحل تصنيع زجاج الليزر

يصنع الليزر الزجاجي بالطرق التقليدية لصناعة الزجاج كما هو موضوح في شكل 2 و 3، وقد استخدم قديما الشكل الاسطواني لليزر الزجاجي ولكن بتطور التشكيل وجد ان الشكل الذي يكون علي هيئة سطوح متوازية افضل في ارتفاع قدرة الليزر، لأنه الأكثر مرونة في حالة الضغوط الحرارية العالية [4].

mag-16-14

شكل 3 يوضح مراحل العمل النهائي لليزر الزجاجي

إن استخدامات الليزر الزجاجي في مجالات متعددة، ومن امثلة هذه المجالات [3]:

1- الاتصالات.

2- معالجة المواد بالليزر (وبالأخص المواد المعدنية).

3- في التطبيقات الطبية لعلاج الامراض الجلدية والمسمي بــ (fractional laser).

4- الاندماج النووي باستخدام الليزر وهذا النوع من الاستخدامات قد انشئ في اوائل السبعينات وقد انشئت عدة مراكز بحثية له قاعدة مشروعات ومن امثلة هذه المشاريع [5]:

    1. a. NIF، OMEGA، Nike، Shiva، Argus، Cyclops، Janus، Long path  و كلها موجودة بالولايات المتحدة الأمريكية
    2. b. GEKKO XII، HALNA  موجود في دولة اليابان
    3. c. Shen Guang II، Shen Guang III في دولة الصين
    4. d. أما في الاتحاد الاوروبي فقد اجتمع على مشروع كبير لذلك وهو المسمي بــــ HiPER

وهناك بعض الدول في الاتحاد الاوروبي قد قامت بمشاريع منفصلة من ضمنها [6]:

    1. e. LMJ، LULI2000 في فرنسا كما هو موضوح في شكل 4 و5.
    2. f. ISKRA في روسيا
    3. g. Asterix IV في دولة التشيك
    4. h. Vulcan في المملكة المتحدة (بريطانيا)

mag-16-16

شكل 4 مقوي الضوء ويتكون ايضا من حلقات زجاجية مماثلة لتركيب وسط الليزر
الا انها تقوم بتضخيم الضوء

5- بعض انواع الأسلحة الحربية، كالاتي تستخدم أعلي عربات الهمر والمسمى بزيوس[7]، حيث ان القدرة المنبعثة منه تعادل  10 000 watt  ويستخدم في تفجير الالغام الأرضية كما هو موضوح بالشكل 6.

mag-16-17.png

شكل 5 يوضح حلقة من حلقات المقوي أو مضخم الضوء

لا شك ان الاهتمام بالليزر الزجاجي مهم جدا في مجالات علمية متعددة، ويجب الاهتمام به حتى يتسنى لنا اللحاق بالركب العالمي الذي يتحرك بسرعة الضوء ونحن لا زلنا في غفلة.

mag-16-18

شكل 6 يوضح شكل عربة الهمر وفي اعلاها سلاح الليزر

المراجع المستخدمة:

1- National Academy of Engineering (Author)، John R. Whinnery، Jesse H. Ausubel، H. Dale Langford،”Lasers: Invention to Application”، National Academy of Engineering، 1987

2- K.Patek،  “Glass lasers”، Butterworth & Co (Publishers) Ltd.، 1970

3- Marvin J. Weber، “Handbook of laser wavelengths”، Boca Raton: CRC Press LLC، 1999

4- Walter Koechner، “solid state laser engineering”، Springer،1999

5- C. Yamanaka، “Prospect of Laser Fusion Research”، Laser Physics، Vol. 6، No. 3، 1996، pp. 506–513

6- Hagop Injeyan، ‎Gregory Goodno،”High Power Laser Handbook”، McGraw-Hill، 2011

http://survincity.com/2012/01/the-system-zeus-by-laser-neutralize-all-mine/

[usersultra_images_grid box_border=’rounded’ box_shadow=’shadow’ searcher_type=’advanced’ photo_open_type=’lightbox’]

تعليقات

تعليقات