LAZER,LAZERİN ÇALIŞMA PRENSİBİ VE LAZER ÇEŞİTLERİ

   Arkadaşlar merhaba bugün sizlere lazerin ne olduğu ,lazerin çalışma prensibi ve elektroniği,lazer çeşitleri ve bunların özellikleri anlatılacaktır.

Lazer Nedir?

   Lazerin türkçe anlamı ışığın uyarılmış emisyonla yükseltgenmesi olarak adlandırılır .Ayrıca  tek dalga boylu ,eşfazlı ve tüm dalgalar birbiri ile uyumlu olan bir ışık hüzmesi oluşturan bir  aygıttır. Bu ışık hüzmesi çok şiddetlidir yani başka herhangi bir kaynaktan çıkan ışıktan daha şiddetlidir.

Lazerin Ana Özellikleri Nelerdir ?

1. Tek dalga boyludur.
2. Lazer dalgalarının tümü aynı frekanstadır.
3. Lazer dalgaları birbirlerine göre aynı fazdadır.

• Bu 3 özellik ile lazer hüzmesi aynı zamanda iyi toplandığından uzun mesafeler boyunca yaygınlaşması çok az olur.

Lazerin Çalışma Prensibi Nedir?

     Lazerin çalışma prensibini anlamak için öncelikle ışığın temel yapısı üzerine biraz bilgi vermekte fayda var. Işık, foton denilen enerji paketlerinden  oluşur. Işığın sahip olduğu enerji fotonlar tarafından taşınır. Fotonların hem dalga hem de parçacık gibi davranma özelliği vardır. Ayrıca ışığın rengini fotonların sahip olduğu dalga boyu belirler. Işık ve fotonlar hakkındaki kısa bilgiden sonra lazerin çalışma prensibine geçebiliriz.

    Lazerin çalışma prensibi fotonların uyarılmasına dayanır. Bu bilgi ışığında lazer ışığı elde etmek için bazı gazlar kullanılır. En sık kullanılan gaz karbondioksittir. Karbondioksit atomu elektrik, ışık veya başka bir yolla uyarıldığında  diğer bir deyişle enerji verildiğinde  atomun elektronları uyarılır ve düşük enerji seviyesinden yüksek enerji seviyesine geçer(E0->E1). Fakat  bu uyarılmış elektron sonsuza kadar bu yüksek enerji seviyesinde kalamaz. Bu yüzden uyarılan elektron yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine geçer(E1->E0). Geçiş sırasında yüksek enerji seviyesi ile düşük enerji seviyesi arasındaki fark kadar enerjiyi foton olarak dışarıya salar. Salınan foton başka bir atomun elektronunu uyararak aynı şekilde foton açığa çıkmasını sağlar.

   Uyarılma süreci sisteme enerji verilmesiyle devam eder. Lazerin iki ucuna yerleştirilen aynalar vasıtasıyla fotonlar her iki tarafa yansıtılarak daha fazla atomu uyarmaları sağlanır. Lazerin bir ucundaki ayna %100 yansıtma kapasitesine sahipken, diğer uçtaki ayna %1′ lik geçirgenliğe sahiptir. Demet haline getirilen  fotonlar aybı faz ve aynı frekansta olacak şekilde birbirleriyle uyumlu olarak buradan dışarıya çıkar ve lazer ışını meydana gelir.

Lazerin Çeşitleri Nelerdir ?

Bu bölümde lazer çeşitlerinden sektörde en çok kullanılan lazerler anlatılacaktır.

• Diyot Lazer : Diyot lazer, yarı iletken lazer türlerinden bir tanesidir. Diyotlazerde P-N ekleminden elektrik akım geçirilmesi lazer oluşturulur. Diyot lazerlerin en önemli özelliği düşük güce sahip olmalarıdır(0.5 W ) .Bu güç değerinden dolayı telekominakasyon sistemlerinde, fiber optik iletişiminde ,epilasyon cihazlarında ve CD & DVD okuyucularda kullanılır.
• Yakut Lazer : Yakut lazer, Katı Hal Lazer türlerinden bir tanesidir. Yakut bilindiği üzere içerisinde az miktarda krom içeren alüminyum oksit  içeren bir kristaldir. İçerisine bulunan bu krom atomlarından dolayı bu tür lazer kırmızı ışık yayar. Yakut içerisindeki krom atomlarının optik uyarılması için ise yeşil ve mor ışık  kullanılır. Yakut lazerin kullanıldığı  alanlar ise genelde deri,kumaş fabrikaları gibi  tekstil endüstrisinde kullanılır.
• Nd Yag Lazer :Nd YAG lazer, Katı Hal Lazer türlerinden bir tanesidir. Neodimyum  safsızlığı içeren camsı katı itriyum alüminyum lal taşından meydana gelir. Bu lazer diyot lazer veya flaş lambası ile uyarılır. Diyot lazer veya flaş lambaları ile uyarılan nd yag lazerlerin gücü 600 W olup atım süresi 1 ms ile 50 ms arasındadır. Kullanım alanları ise epilasyon cihazları , metal olmayan seramik malzemelerin işlenmesinde ve ameliyatta kullanılan robotik cihazlarında kullanılır.
• Kabondioksit  Lazer : Karbondipksit lazer , Molekül lazer türlerinden bir tanesidir. Çalışma prensibi helyum-neon gaz lazerlerine benzeyen çok güçlü bir lazerdir. Dalga boyu 10.6 um olup güçleri 40 kWatt’ a kadar çıkabilir. Temelinde ise sürekli veya darbeli olarak uyarılan azot moleküllerinin CO2 moleküllerini uyarması prensibine dayanır. Uyarılan atomların oluşturduğu demet ise mercek veya ayna ile taşınabilir. Kullanım alanları ise genelde ağaç, cam işlerinde ,metal,kuvars,plastik ve seramikte kesme ,kaynak ve ısıl işlemlerde kullanılır. 

Lazerin Kullanım Alanları Nelerdir ?

• İmalat sanayisinde malzeme üretiminde ve işlenmesinde,
• Ölçmede, muayenede ve analizlerde,
• Kumanda kontrol tekniğinde,
• Tıpta ve kozmetikte,
• Savunma sanayisinde,
• Gösteri, eğlence ve reklam sektöründe,
• İletişimde ve haberleşmede kullanılır.

Yararlanılan Kaynaklar

1. Modern Fiziğin Kavramları (Arthur Beiser)
2. Optoelectronics and Photonics : Princeples and Practices (S.O. Kasap)
3. Yarıiletkenler ve Optoelektronik Uygulamaları (Ayşe Erol- Naci Balkan)
4. Lasers (Charlene W. Billings – John Tabak)