Lazer Nedir - Lazer Nasıl Çalışır - Ansiklopedi.biz
Lazer Nedir – Lazer nasıl Çalışır – Lazer Nasıl Yapılır
Lazer, bir ışık kaynağıdır. Lazer ışınları Güneş ışığından milyarlarca kere daha yoğun bir ışık demeti oluştururlar. Bunlar çelik bir levhada, hatta en sert cisim olarak bilinen elmasta bile, bir delik açabilecek güçtedir. Lazer ışınları haberleşmede, çok duyarlı ölçmelerde, tıp ve dişçilik alanında, çok çeşitli bilim ve mühendislik alanlarında kullanılır.
Lazer ışını, Güneş ışığından veya lamba ışığından çok farklar gösterir. Bunları anlamak için, önce normal ışığın özelliklerini iyi tanımak gerekir. Işık, bir enerji türüdür. Ses gibi, ışık da dalgalar şeklinde yayılır; fakat sesin aksine, boşlukta da yayılabilir. Bu özellikteki diğer enerji çeşitleri radyo dalgaları, kızılötesi ve morötesi ışınlar, X— ışınları ve gamma ışınlarıdır. Bunlara elektromanyetik dalgalar denir; çünkü hızla değişen elektrik ve manyetik alanların etkisindedirler. Elektromanyetik dalgalar arasındaki en belirgin fark, dalga boylarının değişik oluşudur. Dalga boyu, iki dalga tepesi arasındaki uzaklıktır. Radyo dalgalarının dalga boyları birkaç metre ile iki bin metre arasında değişir. Fakat bazı X— ışınlarının dalga boyları, santimetrenin 50 milyonda biri kadardır; gamma ışınlarınınki daha da kısa olabilir. Görülebilen ışınlar, elektromanyetik tayfın yalnızca çok küçük kısmını kapsarlar. Bunun dışındaki bölgelerde bulunan ışınları insan gözü göremez, insan gözünün görebildiği en kısa dalga boylu ışık mor ışıktır ve dalga boyu santimetrenin bir milyonda 35’idir. Görülebilen en uzun dalga boylu ışık olan kırmızı ışığın dalga boyu ise santimetrenin bir milyonda 70’idir. Beyaz ışık, bütün renklerin bir karışımıdır. Her rengin dalga boyu değişiktir.
Bu dalga kuramı, ışığın özelliklerini açıklamakta yardımcı olur. Ayrıca, fizikçilerin deneylerine göre, ışık, foton denilen küçük enerji gruplarından oluşmaktadır. Foton, olabilecek en küçük dalga boyundaki ışığın enerjisinin en küçük parçasıdır. Fotonun yarısı diye bir şey söz konusu değildir. Işık, çok kere atomlar veya iyon denilen elektrik yüklü tanecikler şeklinde çıkar. Atomların ışık verebilmesi için onlara ek bir miktar enerji vermek gereklidir. Normalden daha fazla enerjiye sahip atomlara, uyarılmış durumda atom denir. Atom bu durumda sürekli kalamaz ve normal duruma geçer. Bu sırada, ışık dalgaları şeklinde, enerji yayar.
Yanan bir mumun ışığı, alevden çıkan kimyasal enerjiyle ısınmış atomlardır. Televizyon ekranındaki parlaklık da, hızla hareket eden elektronlardan olur.
Atomlar, ışık emerek de uyarılabilir. Lazer ışınları da bu şekildedir. Normal ışıkla atomlar uyarılarak lazer ışınları elde edilir. Normal ışığın aksine, lazer ışınlarındaki dalga boyları hep aynıdır ve dalgalar, iniş ve çıkışları birbirine uygun olacak şekilde ilerlerler. Lazer ışını, çıktığı kaynaktan çevreye çok az dağılır. Paralel bir ışık demeti şeklindedir.
İlk lazer ışını, 1960’da elde edildi. Bunun için, yapay bir yakutla çevresine sarılan bir flaş tüpü kullanıldı. Yapay yakut, renksiz bir madde olan alüminyum oksitten yapılır. Kırmızı renk, az bir miktar kromla sağlanır. Krom atomları, yakut kristali içinde gelişigüzel dağılırlar. Yakut kristali, uzun bir silindir şeklindedir. Krom atomları, bir flaş tüpünden çıkan yoğun flaş ışığıyla uyarılır. Sonra atomlar yeniden normal durumlarına geçerler. Daha sonra kısmen dengeli durum alırlar. Bir kısmı daha çok enerji verir ve normale döner. Enerjileri, kırmızı ışık şeklinde çıkar. Bunda da foton denilen enerji grupları vardır. İşlemin bu aşamasına normal ışınım denir.
Fotonların bir kısmı, yakutun kenarlarından çıkıp kaybolur. Fakat diğerleri yakut boyunca hareket ederler. Bu fotonlardan her biri, henüz kısmen dengeli durumdaki krom atomlarına çarpar. Bu atomları normal duruma geçirir ve atomlardan aynı değerde bir foton çıkmasına yol açar. Bu işleme uyarılmış ışınım denir. İkinci foton, birincisini uygun şekilde izler.
Şimdi fotonların sayısı iki olmuştur. Bunlar birlikte, kısmen dengedeki başka krom atomlarına çarparlar ve onlar da yeni fotonlar çıkarırlar. Her çıkan foton, öncekilerin gidişine uyar. Olay bu şekilde sürer. Zaman geçtikçe kırmızı ışık gittikçe şiddetlenir.
Yakutun uçları, ayna gibi olması için, gümüşle kaplanmıştır, ön taraftaki uç, kısmen gümüşle kaplıdır, bu yüzden yarı geçirgendir. Üzerine gelen ışığın çoğunu yansıtır, bir kısmını da geçirir. Yansıyan fotonlar ileri ve geri hareket ederler. Böylece, kısmen dengeli olan daha çok atomun normal duruma geçmesini sağlarlar. İleri-geri hareket eden fotonların sayısı, bütün atomlar normal duruma geçene kadar, sürekli olarak artar.
Sonunda ışık, kristalin yarı geçirgen ucundan dışarı süzülür. Bu ışık, saniyenin milyonda 100’ü kadar sürede çıkar.
Böylece, yakut tüplü lazerde, bir flaştan çıkan normal ışığın enerjisi uyarılmış atomlarda depo edilmiş olur. Sonra kırmızı bir ışık şeklinde ara ara çıkar.
Yakuttan elde edilen lazer ışığında dalga boyu düzgündür ve aynıdır. Normal kırmızı ışıkta çeşitli dalga boylu ışıklar vardır ve çeşitli renklerin karışımıdır; fakat kırmızı olarak görülür.
Böyle ışıklara düzgün ışık denir yani dalgalar bir birine uygun hareket eder. Yakut lazerleri, ilk yoğun düzgün ışık kaynağıdır. Bu ışık ışınları birbirine paraleldir. Diğer tür ışıklarda ışınlar her doğrultuya dağılır. 1962 yılında, birkaç santimetrelik bir lazer demeti Aya yöneltildi. Uzayda 400 000 milyon kilometre yol almasına karşılık, yalnızca 3 km. genişlikte bir alana yayıldı.
Günümüzde, sürekli olarak çıkan lazer ışınları elde edilebilmektedir. Bunun için uçları aynalı bir tüpteki gazdan yararlanılmaktadır. Karbondioksit gazı, kızılötesi, görülemeyen ışık dalgaları elde etmekte kullanılabilir. Başka laserler morötesi ışınlardan elde edilebilir. Lazere benzeyen ve maser denilen araçlar, küçük radyo dalgalarını kuvvetlendirir.
Lazerlerin haberleşmede önemli kullanılma alanları vardır. Düzgün ışık dalgaları kullanarak, aynı anda birçok haber iletilebilir. Henüz deneysel aşamada olmakla birlikte, televizyon sinyallerini göndermekte de lazer kullanılabilecektir. Lazer ışığıyla, 80 milyon televizyon kanalı ve 800 milyon telefon kanalı, birbiriyle girişim yapmadan birlikte iletilebilmektedir. Lazerle haberleşme, uzay istasyonları ve uzay araçları arasında da yapılmaktadır. Fakat bulutlara çarpan ışık, çok kere parçalanmakta ve Dünya ile haberleşme her zaman olamamaktadır. La-serin hızla gelişmesiyle, üç boyutlu fotoğraf çekilebilir olmuştur.
Bir lazer ışığındaki enerji miktarı çok fazla olmayabilir. Fakat bu ışık bir cisim üzerine gönderilirse, çok kısa zamanda büyük bir enerji oluşur. Cismin yüzeyi, ısıyı çok çabuk yitiremez. Bu şekilde, cismin belli bir noktası çok fazla ısınır. Böylece lazerle delme, kesme, ergitme, kaynak yapılabilir.
Buradasın Ansiklopedi.biz » Fizik » Lazer Nedir – Lazer Nasıl Çalışır
Yazar: Kemal Türker Tarih: 5 Nisan,2015
Etiketler: Lazer Nasıl Yapılır