كتب شعاع الليزر

أشعة الليزر

مُصطلح "الليزر" بالإنجليزيَّة هو اختصار لِـ "تضخيم الضوء بانبعاث الإشعاع المنشط"، وأشعّة الليزر هي الأشعّة التي تنتج عن جهاز إلكتروني بصري؛ حيث يُولّد هذا الجهاز إشعاعاً ضيّقاً جداً ذا لون واحد، من خلال تضخيم الفوتونات بإمدادها بالمزيد من الطاقة الناتجة عن اصطدامها مع الفوتونات الأخرى. يُمكن أن تحمل حزم الليزر كميّاتٍ هائلة من الطاقة حوالي 100 مليون واط لكل سنتيمتر مربع، كما يُمكنها أن تنتقل لمسافاتٍ شاسعة دون أن تتشتّت.

أنواع أشعة الليزر

توجد أنواع مختلفة من أشعة الليزر، ومنها:

• أشعة الليزر فوق البنفسجية، والتي تستخدم الغازات التفاعلية، مثل الكلور، أو الفلور المُختلطة مع الغازات الخاملة مثل الأرجون، أو الزينون، أو الكريبتون؛ فعندما يتمّ تحفيز هذه الغازات كهربائياً يتم إنتاج جزيء بدائي، وهو مركّب ذو جزيئات مكوّنة من مونومر متشابهة، ويقوم هذا الجزيء عند إطلاقه بإنتاج الضوء في نطاق الأشعّة فوق البنفسجية.
• أشعة ليزر الحالة الصلبة، تمتلك مواد ليزر موزّعة في قالب صلب؛ بحيث يبعث ليزر نيوديميوم ضوء الأشعّة تحت الحمراء بطول 1064 نانومتر.
• أشعة أشباه الموصلات، عادةً ما تكون هذه الأجهزة ذات حجمٍ صغير جداً، وتستخدم طاقة مُنخفضة، وهو لا يُعدّ نفس ليزر الحالة الصلبة، ويُمكن أن يتواجد في نُظُم أكبر، مثل: مصدر الكتابة في بعض طابعات الليزر أو مشغلات الأقراص المُدمجة.
• أشعة الليزر الغازية: يعتبرغازا الهيليوم، والهِلْيوم-نِيُون من الأنواع الأكثر شيوعاً، وينتج عنها الضوء الأحمر المرئي بشكل أساسي، أمّا ليزر ثاني أكسيد الكربون فيزوّد الأشعّة تحت الحمراء البعيدة بالطاقة ويستخدم لقطع المواد الصلبة.
• صبغ الليزر التي تستخدم الأصباغ العضوية المعقّدة، مثل رودامين 6G في محلول سائل كوسيلة لإطلاقه، وتكون الأطوال الموجيّة الخاصة بها قابلة للضبط على نطاق واسع.

استخدامات أشعة الليزر

الماسحات الضوئية

يحتوي الماسح الضوئي المُستخدم في المحال التجارية على مرآة دوّراة تفحص شعاعاً أحمر عندما يقوم الموظّف بتمرير السلع عبر هذا الشعاع؛ بحيث تضبط أجهزة الاستشعار البصريّة الضوء المُنعكس من رموز شريطية مخطّطة موجودة على المنتجات، ثم تفك هذه الرموز، وتنقل المعلومات التي حصلت عليها إلى جهاز كمبيوتر، بحيث يُمكن إضافة سعر المنتج إلى الفاتورة.

التطبيقات الصناعية

يُمكن أن تكون طاقة أشعّة الليزر التي يتمّ تركيزها على بقع صغيرة أو خلال فترات زمنية قصيرة هائلة، وذلك مع أنَّ الطاقة الكليّة لشعاع الليزر قد تكون صغيرة، كما أنّ خصائص أشعة الليزر المختلفة تُمكنّها من القيام بمهام صعبة على الرغم من أنّ أشعة الليزر تكلّف أكثر بكثير من المثاقب أو الشفرات الميكانيكية، فلا يقوم شعاع الليزر بتشويه المواد المرنة كالمثاقب الميكانيكية، لذلك يُمكنها حفر ثقوب في المواد المختلفة مثل الحلمات المطاطية اللينة لزجاجات الطفل، كما يُمكن لحزم الليزر حفر أو تقطيع مواد صلبة جداً، مثل حفر ثقوب في الماسة المُستخدمة لتصميم الأسلاك.

التطبيقات الطبية

يعتبر الاستئصال الجراحي للأنسجة من أهمّ التطبيقات الطبية لليزر؛ حيث تقوم أشعة ليزر ثاني أكسيد الكربون بحرق الأنسجة، وذلك لأنّ الماء الذي يُشكّل الجزء الأكبر من الخلايا الحية يمتص الأشعة تحت حمراء، ويُمكن استخدام شعاع الليز لوقف النزيف في الأنسجة الغنيّة بالدم، مثل الجهاز التناسلي الأنثوي، أو اللثة، ويستخدم أيضاً لكيّ الجروح، وتُستخدم نبضات الليزر الأقل كثافة في تدمير الأوعية الدموية غير الطبيعيّة التي تنتشر عبر شبكية العين لدى الأشخاص المُصابين بمرض السكري، ممّا يؤخّر احتماليّة الإصابة بالعمى المُرتبط بهذا المرض.

يُمكن لأشعّة الليزر التي يكون طول موجتها حوالي ميكرومتر واحد أن تخترق العين، وتلحم الشبكيّة المنفصلة لتَعود إلى مكانها، أو تُزيل الأغشية الداخلية التي غالباً ما تُصبح ضبابيّةً بعد جراحة الساد، وهناك تطبيق طبي آخر للليزر في مجال علاج الأمراض الجلدية؛ حيث يُمكن استخدام ليزر نابض في تبييض علامات الولادة الحمراء الداكنة، وأنواع مُعيّنة من الوشم، وتشمل علاجات الليزر التجميلية إزالة شعر الجسم غير المرغوب فيه والتجاعيد.