تبلیغات
ابلحانه - چگونگی ساخت لیزر

چگونگی ساخت لیزر

دوشنبه 11 اردیبهشت 1391 08:43 ق.ظ

لیزر اسباب بازی نیست؛ مواظب چشمهایتان باشید/ چراغ قوه لیزر سبز نخرید!



  محققان آمریکا با تحقیق روی مدلهای بی کیفیت چراغ قوه های سرگرم کننده لیزر سبز نشان دادند پرتوهای مادون قرمز این لیزرها به شبکیه چشم آسیب می رسانند. خبرگزاری مهر بدلیل گستردگی این چراغ قوه ها در ایران مصاحبه ای با یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی انجام داد.

چراغ قوه های لیزری سبز به دلیل اینکه نور درخشان تری نسبت به لیزرهای قرمز دارند امروزه به یک ابزار مصرفی پرطرفدار تبدیل شده اند. این درحالی است که اخباری در اینترنت درباره خطرات بالقوه مدلهای ارزان این محصولات منتشر شده است.

در این راستا تیم تحقیقاتی چارلز کلارک، جمیلی گالانگ، الساندرو رستلی و ادوارد هاگی از موسسه ملی استاندار و فناوری آمریکا (NIST) با بررسی برخی از این مشکلات کشف کردند که یک چراغ قوه لیزر سبز حداقل دو برابر سطح نوری بیشتری نسبت به لیزرهای قرمز تابش می کند. همچنین خطرات بالقوه و نامرئی طول موجهای مادون قرمز این چراغ قوه ها بسیار خطرناکتر از سطح نور سبز تابیده شده از آنها است.

این چراغ قوه ها و همچنین سایر دستگاههای لیزری که برای تزئین خیابانها و ساختمانها استفاده می شود در کشورمان نیز رواج بسیاری دارند. هر چند در ایران بیشتر چراغ قوه های لیزر قرمز رواج دارند اما چراغ قوه های با نور سبز نیز در برخی موارد دیده می شوند. به همین منظور گروه فناوریهای نوین خبرگزاری مهر مصاحبه ای با الساندرو رستلی (Alessandro Restelli) پژوهشگر موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) در مریلند و یکی از سه مولف اول این تیم تحقیقاتی انجام داده است که در ادامه می خوانید:
خبرگزاری مهر- گروه فناوریهای نوین: دلیل شما برای انجام تحقیقات بر روی چراغ قوه های لیزر سبز چه بود؟

- الساندرو رستلی: این تحقیقات با تحقیقاتی که به طور کلی گروه ما انجام می دهد ارتباط ندارد. ما بر روی رمزنویسی کوانتومی و گسترش و ردیابی فوتونهای مجزا تحقیق می کنیم. یک روز ادوارد هاگلی یکی از همکاران ما پنج چراغ قوه لیزر را برای هدیه از یک سایت آنلاین خریداری کرد. یکی از این لیزرها نور بسیار ضعیفی داشت. به این ترتیب تصمیم گرفت توان نور تابیده شده را با یک توان سنج اندازه گیری کند و به این ترتیب کشف کرد که این چراغ قوه توانی معادل 20 میلی وات تابش می کند. واضح بود که این 20 میلی وات نمی تواند تنها از نور سبز ساطع شود. چشم انسان نسبت به این طول موج بسیار حساس است و یک نقطه نورانی لیزر با این توان می تواند به چشم آسیب برساند.

به این ترتیب چارلز کلارک رئیس بخش تحقیقاتی ما برای جمیلی گالانگ یکی از مولفان این تحقیقات، پروژه ای را برای انجام یکسری آزمایشات بر روی ویژگیهای این انتشارات تعریف کرد. انجام این آزمایشات برای ما که در لابراتوار مجهز به دستگاههای OSA (تجزیه گر طیف نوری) هستیم بسیار ساده بود.

انتظار ما این بود که انتشار پرتوهای مادون قرمز 808 نانومتر و 1064 نانومتر را مشاهده کنیم چرا که مکانیزم عملکرد چراغ قوه های لیزر سبز از سالها قبل در کلاسهای پایه الکترونیک کوانتوم تدریس می شوند و یک نمونه کاربردی از دو کشف بسیار جالب قرن بیستم به شمار می روند. این دو کشف عبارتند از لیزر و نور غیرخطی.

اما در مقاله ای که در مجلات علمی منتشر کردید نوشته شده که شما یکسری آزمایشات خانگی را هم با استفاده از یک وب کم معمولی انجام دادید، بله؟

- بله. این آزمایشات نیز ایده رئیس بخش یود. پس از جستجو در اینترنت متوجه مشکلاتی عینی شدیم که انتشارات خطرناک مادون قرمز این چراغ قوه ها ایجاد کرده اند. با توجه به اینکه در ادبیات علم هیچ مقاله ای که درباره این مشکلات صحبت کرده باشد پیدا نکردیم تصمیم گرفتیم کاری را منتشر کنیم که بتواند هم از دیدگاه علمی و هم از دیدگاه عمومی مورد قبول باشد. این تحقیقات ما از سوی وبلاگهای مختلف آنلاین و بسیاری از افرادی که شیفته عملکرد لیزرها هستند و از آنها برای انجام آزمایشات نوری استفاده می کنند با استقبال مواجه شد.

شیفته نه... در حقیقت افرادی که جنون لیزر دارند...

- دقیقا! ما می خواستیم مقاله خود را برای طیف وسیعی از مردم ارائه کنیم. همچنین امیدوار بودیم که یک متد آزمایشی را شرح دهیم که همه بتوانند از آن در خانه خودشان به ساده ترین و موثرترین روش برای ردیابی و درک این مشکل استفاده کنند. علاوه بر روش استفاده از وب کم برای ردیابی پرتوهای مادون قرمز، روش دیگری هم برای کسی که به فکر استفاده از یک دماسنج مادون قرمز افتاده است ارائه کردیم.


آیا این بدان معنی است که حتی یک کاربر عادی نیز می تواند از این متد برای آزمایش کیفیت چراغ قوه لیزر خود استفاده کند؟

- دقیقا. برای انجام این آزمایش یک سی. دی، یک ورق کاغذ و لیوان کاغذی کافی است. برای مقایسه تصویر مرئی با تصویر مادون قرمز یک دوربین ویدیویی که دارای گزینه دید در شب (NightVision) باشد کفایت می کند (اگر خودتان آن را ندارید می توانید از دوستان قرض کنید!). این دوربینهای ویدیویی مکانیزمی را دارند که از طریق فیلتر می تواند پرتو مادون قرمز را مسدود کند. این یک آزمایش آسان و سریع برای درک این نکته است که چراغ قوه لیزر سبز شما پرتو مادون قرمز ساطع می کند یا خیر. به طور حتم، نور سبز به موازات پرتوهای ماودن قرمز تابش می شود اما در صورت برخورد این پرتوها به چشم، یک پدیده طبیعی در کسری از ثانیه به نام بازتاب پلک زدن می تواند از چشم محافظت می کند.

آیا قبل از خرید آن پنج چراغ قوه لیزر سبز هرگز اخباری درباره خطرات این دستگاهها خوانده بودید؟

- نه. ما هرگز فکرش را نمی کردیم. فکر می کردیم که تمام این چراغ قوه ها مجهز به یک فیلتر با عملکرد تداخلی هستند که پرتوهای مادون قرمز را مسدود می کند. این فیلترها اگر میزان وسیع تولید شوند می توانند بسیار اقتصادی باشند. در حقیقت این آزمایش ما را شگفت زده کرد. برای محققی که هر روز با لیزرها کار می کند تمام لیزرها می توانند به طور بالقوه خطرناک باشند.

حداقل در تهران از لیزرهای سبز و قرمز برای تزئین آسمان، آسمانخراشها و سطح خیابانها استفاده می شود. به نظر شما این لیزرهای بزرگ نیز این پرتوهای مادون قرمز را دارند و خطری مردمی را که به این لیزرها نگاه می کنند تهدید می کند؟

- برای این نوع از لیزرها توان تابیده شده می تواند خطرناک باشد. بنابراین همانند آتش بازی، این لیزرها نیز باید توسط افراد کاملا متخصص ایجاد شوند. به طور حتم، در این مورد نیز بسیار مهم است که پرتوهای مادون قرمز توسط فیلترهای ویژه مسدود شوند چرا که سطوحی وجود دارند که پرتوهای مادون قرمز را منعکس می کنند و آنها را از نور مرئی عبور می دهند. برای مثال پنجره های ساختمانهای مدرن پرتو مادون قرمز را در طول تابستان برای کاهش گرمای داخل ساختمان منعکس می کنند.

از نظر پرتوهای مادون قرمز چه تفاوتی میان لیزرهای سبز و قرمز وجود دارد؟

- چراغ قوه های لیزر قرمز انتشار مادون قرمز ندارند. چرا که چراغ قوه قرمز که حدود 650 نانومتر تابش می کند برپایه یک لیزر نیمه رسانا قرار دارد. این نیمه رسانا یک تراشه ساده آرسنیک گالیوم و ایندیم است. از این مواد که مستقیما نور لیزر را تابش می کنند برای ساخت نشانگرهای ال. ای. دی هم استفاده می شود. از نظر الکتریکی، این تراشه یک دیود ساده است که تنها از یک باتری برای تامین انرژی و یک لنز پلاستیکی برای تنظیم نور تابیده شده استفاده می کند.

لیزرهای سبز نیز در داخل خود از یک دیود مشابه استفاده می کنند اما این دیود برای تولید پرتوهای مادون قرمز 808 نانومتری مورد استفاده قرار می گیرد. این دیود برای پمپاژ یک لیزر جعبه ای با طول موج 1064 نانومتری (که هنوز در طیف مادون قرمز است) استفاده می شود. به علاوه، این چراغ قوه ها یک کریستال غیرخطی دارند که پرتوهای 1064 نانومتر را به 532 نانومتر تبدیل می کند و به این ترتیب یک نور درخشان سبز تولید می شود. این در حالی است که دیود لیزری که می تواند مستقیما نور سبز را تولید کند به عرضه تجاری نمی رسد. بنابراین تمام چراغ قوه های لیزر سبز پرتوهای مادون قرمز تولید می کند در حالی چراغ قوه های لیزر قرمز این پرتوها را ندارند. تنها تفاوت میان لیزرهای سبز در انتشار پرتوهای مادون قرمز مربوط به فیلترهایی است که در برخی مدلها استفاده می شود.


بنابراین لیزرهای قرمز کم و بیش ایمن هستند!

- به طور کلی یک لیزر نمی تواند امن باشد. هر چند برای مسدود کردن انتشار مادون قرمز، یک فیلتر می تواند کافی باشد اما باید بگویم که لیزرهای سبز گرانتر در داخل خود این فیلتر را دارند اما لیزرهای ارزان بدون فیلتر هستند.

این درست است؛ اما بهرحال از این لیزرها به عنوان یک اسباب بازی استفاده می شود!

- تکرار می کنم که یک لیزر هرگز نباید به عنوان یک وسیله امن مورد ملاحظه قرار گیرد و برای مثال هرگز نباید در دسترس کودکان باشد. نور لیزر خاصیت کانونی شدن در یک نقطه بسیار کوچک را دارد. اگر یک پرتو لیزر از مردمک چشم ما عبور کند، قرنیه، آن را بر روی شبکیه کانونی می کند و در روی شبکیه شدت توان لیزر حتی زمانی که کمتر از چند میلی وات باشد می تواند به هزاران و یا میلیونها وات بر سانتیمتر مربع برسد. این بدین دلیل است که تمام توان لیزر در یک نقطه چند میکرونی متمرکز شده است. به طور خلاصله لیزر یک اسباب بازی نیست، همانطور که یک قیچی یا ماهی تابه داغ اسباب بازی نیستند. درست است که لیزر چیزی را نمی برد یا نمی سوزاند اما چشمان ما بی نهایت مهم هستند.




آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :