مقدمه ای بر لیزر (کاربرد لیزر)

لیزر در پزشکی

بکارگیری لیزر در پزشکی در دو دهه اخیر گسترش چشمگیری یافته است به طوری که در بعضی از شاخه های پزشکی استفاده از آن کاملاً رایج شده است و در بعضی موارد دیگر امکان بکارگیری آن مورد تحقیق و بررسی است.

امواج الکترومغناطیس شامل امواج رادیویی ، مادون قرمز ، ماوراء بنفش و پرتو X و گاما سالها است که در خدمت پزشکی است. اما ، لیزرها به دلیل ویژگی های مهمی که دارند امروزه به سرعت مورد بهره برداری در پزشکی قرار گرفته اند. خاصیت تکافمی لیزر این امکان را فراهم می سازد که با انتخاب طول موج مشخصی که توسط رنگدانه معینی جذب می شود واکنشهای شیمیایی خاصی را تقویت و واکنشهای موجود دیگر را تضعیف نمود و این امر باعث می گردد که فرایند های بیوشیمیایی در جهت دلخواه سوق داده شود. خواص کانونی پذیری و درخشندگی زیاد باعث می شود که بتوان انرژی زیادی بر سطح بسیار کوچک در حد میکرون متمرکز و دما را بطور موضعی افزایش داد و یا آن که در مقیاس های کوچک حتی در حد سلولی به بررسی دگرگونی های انجام شده پرداخت. با لیزرها می توان حتی عناصر تشکیل دهنده یک سلول را تجزیه و تحلیل نمود.

طیف سنجی لیزری

طیف سنجی مطالعة اندرکنش نور با ماده است و در نتیجه این اندرکنش می توان اطلاعات فراوانی از ترازهای انرژی اتم ها یا مولکولهای تشکیل دهنده جسم به دست آورد. در طیف سنجی جذبی ، نورهای تک رنگ وارد محیط شده و میزان عبور به صورت تابعی از طول موج اندازه گیری می شود. بیشترین جذب هنگامی است که انرژی فوتون تابشی با تفاوت دو تراز انرژی اتم یا مولکول ماده برابری داشته باشند و لذا با بررسی خطوط جذب می توان وضعیت ترازها را مشخص کرد.

یکی از روشهای معمول برای به دست آوردن نور تک رنگ استفاده از منابع با پهنای بیناب زیاد (مانند لامپ پرفشار جیوه) و استفاده از پالایه ها است. اما پالایه باعث کم شدن شدید شدت نور شده و ضمناً خود دارای یک پهنای باند عبوری هستند و در واقع نور خروجی تک رنگ کامل نیست. لیزرها منابع تک رنگ اند و علاوه بر این لیزرها می توانند کوک شده و در طول موجهای مختلفی تولید نور نمایند و لذا ، با ساخته شدن لیزرها که منابع پر انرژی تک رنگ هستند . مطالعة بیناب اجسام ساده تر و دقیق تر گردیده است. امروزه با استفاده از لیزرهای بسیار تک رنگ می توان حتی بیناب های مختلف ایزوتوپهای یک جسم را تشکیل داد و اثر نوترون اضافی موجود درهسته ایزوتوپهای عناصر را بر ترازهای انرژی بررسی نمود. البته ، طیف سنجی جذبی به دلیل اثر پهن شدگی دوپلری در دماهای معمولی کاری دقیق نیست و لذا اغلب به خصوص در گازها در دماهای پایین عمل طیف سنجی انجام می شود.

کاربرد تسلیحاتی لیزرها

یکی از مهمترین کاربردهای لیزر کاربردهای نظامی آن است و در این نوع کاربرد می توان به فاصله یابی با لیزر ، علامت گذاری و سلاحهای هدایت شونده و متلاشی کننده اشاره کرد. در فاصله یابی با لیزر تحت عنوان (لیدار مشابه رادار است. در رادار از تپ های میکرو موجی استفاده می شود اما در لیدار از تپ های لیزری) تپ های کوتاه پر انرژی و اغلب غیر قابل مشاهده به سمت مانع ارسال می گردد و نور پراکنده برگشتی دریافت و آشکار می گردد با تجزیه و تحلیل امواج برگشتی فاصله مشخص می گردد. از لیزرهای تپی Nd:YAG و گازکربنیک (Co₂ ) برای این منظور استفاده می شود.