Lazer

Lazer Nedir?
Aynı fazda ışınım veren ışık kaynağı. Kelime İngilizce 'ışınım uyarılmış yayım ile ışık güçlendirme' cümlesindeki kelimelerin baş harflerinden türetilmiştir. Işık kaynaklarının ışıkları uyarılmış atomlarındaki elektronlar yüksek bir halden daha düşük bir hale geçerken birbirlerinden farklı fazda ve yönde yayılan fotonlardan oluşur. Lazer ışınında ilk uyarılan atomlardan yayılan fotonlar, iki yüzey arasında ileri geri hareket ederken lazer boşluğundaki diğer atomları da uyararak aynı fazda, aynı yönde yayılan güçlü bir ışık oluşturur.

Cr katkılanmış yakut lazeri; delme, kesme ve kaynatmada kullanılan Nd katkılı itriyum - alüminyum garnet lazeri ; 10 000 J enerji düzeyine ulaşabilen, metal işlemlerinde kullanılan karbondioksit lazeri; bilgi tekerlerin yapımında kullanılan, tuz tanesi büyüklüğünde yarı iletken lazeri bugün için kullanılan lazerlerdir.

Henüz gelişme safhasındaki X-ışını lazerlerinde (İngilizce 'güçlendirilmiş uyarılmış dış yayınım' kelimelerinin baş harflerinden türetilen ase adıyla da anılır) lazer ışını için gerekli belirli en az uyarılmış atom sayısına nükleer patlama ile ulaşılır. Bugüne kadar X-ışınları için uygun bir ayna yapımı gerçekleştirilemediğinden yeterli atom sayısına her iki taraftaki aynalar kaldırılarak nükleer patlama gibi çok güçlü bir uyarıcı ile veya yüksek atom sayılı bir element parçacığı lazerlerle aniden buharlaştırılıp iyonize edilerek ulaşılmıştır.

Çok güçlü pırıltılar oluşturan, değişik alanlarda kullanılan ışık kaynağı. Çok yüksek yoğunluğa odaklanabilen ışık enerjisi kaynağıyla medikal ve cerrahi amaçla fokal doku eksizyonu ve koagülasyon olanağı veren alet Argon lazer, ekscimer lazer, yag lazer gibi çeşitleri vardır.

Lazer (İngilizce LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) fotonları uyumlu bir hüzme şeklinde oluşturan optik kaynak.

Lazerin temeli atom veya molekül enerji düzeyleri arasındaki elektron geçişleri ile oluşan ışık fotonlarına dayanır. Bir atomun iki enerji düzeyi E2 ve E3 olsun ve E3 > E2 farz edelim. Minimum enerji ilkesine göre atom veya moleküller düşük enerji seviyesinde olmak istediklerinden E3 seviyesindeki elektron kendiliğinden E2 seviyesine inecektir. Ama bu sırada enerjisi E3 − E2 = hν olan bir foton salar. Burada ν fotonun frekansıdır. Eğer elektron bu salınımı kendiliğinden yaparsa salınan fotonun yönü tamamen rasgeledir.

Ancak eğer E3 düzeyinde ki foton E3 − E2 enerjisindeki başka bir fotonla etkileşerek E2 düzeyine inerse bu şekilde salınan fotonun yönü ve fazı geçişe etki eden fotonla aynı olacaktır. Bu ikinci geçiş biçimine uyarılmış salınım (stimulated emmision) denir ve lazerin çalışmasının ana ilkesidir.

Şimdi çok sayıda atomdan oluşan bir sistem ele alalım. Başlangıçta atomlar en alt enerji düzeyinde bulunduklarından bir şekilde atomların E3 düzeyine çıkarılması gerekir. Bu pompalama(population inversion) olarak adlandırılır. Ayrıca E3 ve E2 arasındaki geçişten lazer ışığı elde edebilmek için atomların E3 düzeyinde kalma süreleri E2 düzeyinde kalma sürelerinden uzun olmalıdır. Ancak bu şekilde E3 düzeyinde bulunan atomların sayısı daima artacaktır.. Class 1 ile 4 arasında değişen risk dereceleri mevcuttur. En basit tür üç düzeyli lazerdir.

Lazerler, günlük yaşamda sıklıkla kullanılmaktadırlar. Örneğin, süper marketlerde ürün fiyatlarını, CD'lerden müziği, DVD'lerden de filmleri okumakta lazerlerden faydalanılmaktadır. 15 mw'ın üstündeki lazerler göze anında zarar verebilir. 100 mw'nin üstü ise kibrit yakabilir ve değişik yüzeylere yazı yazabilir.

Lazerin Tarihi - Tarihçesi

LAZER GELİŞİMİNİN TARİHÇESİ
Tarih	Adı	Başarılan
1916	Albert Einstein	Işığın yayılma teorisi.Uyarılmış ışıma kavramı.
1928	Rudolph W Landenburg	Uyarılmış ışımanın varlığının kanıtlanması ve negatif soğurma.
1940	Valentin A Fabrikant	Sayı yoğunluğu tersiniminin olma olasılığı.
1947	Willis E Lamb R C Retherford	Hidrojen spektrumunda indüklenmiş ışıma şüphesi. Uyarılmış ışımanın ilk gösterimi.
1951	Charles H Townes	Kolombiya üniversitesinde MAZER (Microwave Amplification of Stimulated Emission of Radiation) keşfi- Uyarılmış ışımaya dayanan ilk alet ile 1964 Nobel ödülünü kazandı.
1951	Joseph Weber	Maryland üniversitesinde MAZER bağımsız olarak keşfedildi.
1951	Alexander Prokhorov Nikolai G Basov	Moskova’da Lebedev laboratuarlarında MAZER bağımsız olarak keşfedildi. 1964 Nobel ödülünü kazandı.
1954	Robert H Dicke	"Optik Bomba" patenti. Atımlı sayı yoğunluğu tersinimine dayanan süper-ışıma ve “Moleküler Kuvvetlenme ve Üretim Sistemi” için parçalı Fabry-Perot rezonans çemberi.
1956	Nicolas Bloembergan	Harvard Üniversitesinde üç-seviyeli katı hal MAZER tasarımı.
1957	Gordon Gould	Bir LAZER tanımlayan ilk doküman. 1970’lerde patent şartlarında yaratıldı.
1958	Arthur L Schawlow Charles H Townes	"Optik MAZER"i tanımlayan ilk ayrıntılı makale. Kolombiya üniversitesinde yapılan ilk lazer keşfi ile yaratıldı.
1960	Arthur L Schawlow Charles H Townes	LAZER patent No. 2,929,922.
1960	Theodore Maiman	Yakut (ruby) kristali ile yapılan ilk çalışan LAZER’in keşfi. 16 Mayıs 1960, Hughes Araştırma Laboratuarları.
1960	Peter P Sorokin Mirek Stevenson	İlk Uranyum LAZER – Yapılan lazerlerin ikincisi. Kasım 1960 IBM Laboratuarları.
1961	A G Fox and T Li	Bell Laboratuarlarında optik rezonatörlerin teorik analizleri.
1961	Ali Javan William Bennet Jr. Donald Herriot	Bell Laboratuarlarında Helyum Neon (HeNe) LAZER’in keşfi.
1962	Robert Hall	General Elektrik Laboratuarlarında yarı-iletken LAZER’in keşfi.
1964	J E Geusic H M Markos L G Van Uiteit	Bell Laboratuarlarında ilk çalışan Nd:YAG LAZER’in keşfi.
1964	Kumar N Patel	Bell Laboratuarlarında CO2 LAZER’in keşfi.
1964	William Bridges	Hughes Laboratuarlarında Argon İyon LAZER’in keşfi.
1965	George Pimentel J V V Kasper	Kaliforniya Üniversitesi Berkley’de ilk kimyasal LAZER
1966	William Silfvast Grant Fowles and Hopkins	Utah Üniversitesinde ilk metal buhar LAZER - Zn/Cd
1966	Peter Sorokin, John Lankard	IBM Laboratuarlarında ilk boya lazer etkisinin gözlenmesi.
1969	G M Delco	Otomobil uygulamaları için üçlü lazerlerin ilk endüstriyel donanım.
1970	Nikolai Basov's Group	Moskova Lebedev Laboratuarlarında Xenon (Xe) ile yapılan ilk Excimer LAZER.
1974	J J Ewing and Charles Brau	Avco Everet Laboratuarlarında ilk nadir gaz halojenür excimer.
1977	John M J Madey's Group	Stanford Üniversitesinde ilk serbest elektron lazeri.
1980	Geoffrey Pert's Group	İngilterede Hull Üniversitesinde X-ışını lazer etkisinin ilk raporu.
1981	Arthur Schawlow Nicolas Bloembergen	Lineer olmayan optik ve spektroskopide yapılan çalışma için Nobel fizik ödülü.
1984	Dennis Matthew's Group	Lawrence Livermore Laboratuarlarında X-ışını lazer gözlendiği ilk olarak rapor edildi.

Lazerin Kullanım Alanları - Kullanıldığı Yerler

• Tıpta
• endüstride
• Savunma Sanayisinde
• Telekomünikasyonda
• Mikro Biyolojide
• Uzay Teknolojilerinde
• Oyuncak ve Eğlence Sektöründe

lazer taramalı ölçme istemi
Bir lazer ışını ve ışıkbulucu arasına yerleştirelen cismin gölgesinin mikroişlemci tarafından hesaplanarak cismin boyutlarının belirlenmesi.

Karbondioksit Lazeri
Genellikle 19 mm aralıkta sürekli veya vurulu olarak, uyarılmış azot moleküllerinin CO_2 moleküllerini uyarması esasıyla çalışan, kesme, kaynak ve ısıl işlemlerde kullanılan bir lazer türü.

Lazer ışını Kaynağı
Kaynak bölgesinin lazer ışını ile ısıtıldığı kaynak yöntemi. Yaklaşık 10 KW/cm2 gücündeki lazer ışını metali eritirken çok ince bir bölgede metali buharlaştırır. Elektron ışını kaynağı gibi iş görür, fakat onun gibi vakum gerektirmez ve X-ışınları yaymaz.

lazer ışınlı işleme; lazerle işleme (lı)
Malzemeyi 0.0001 mm kadar dar bir alana odaklanmış, benzeşik, tek dalga boylu ışıkla (lazer ışığı) eritip buharlaştırmak şeklinde yapılan işleme yöntemi.

lazer ışınlı kesme; lazerle kesme (lk)
Malzemenin lazer ışını ile çok dar bir bölgede buharlaştırılması veya eritilip basınçlı yansız gazla uzaklaştırılması yoluyla yapılan kesme işlemi. 11 000 °C 'a kadar çıkabilen sıcaklık her malzemeyi kesmek için yeterli olmaktadır.

Lazerli Bası
Sıvı polimerin morötesi lazer ışını ile, gittikçe alçalan masada parça şekline uygun olarak tabaka tabaka sertleştirilmesi şeklinde yapılan bir ilk örnek üretim yöntemi.

Bilgisayardan aldığı veriye göre hareket eden bir lazer kafasının, ışık ile sertleşen sıvı polimeri tabaka tabaka sertleştirerek şekillendirmesi ile yapılan, genellikle ilkörnek parça üretiminde kullanılan yöntem.

Lazerli Sinterleme
Metal veya metal olmayan tozlardan bir yüzey üzerinde, belirli bölgeleri bilgisayarın verilerine göre tabakalar halinde sinterleyerek yapılan şekilli parça üretme yöntemi.