ما هو ليزر CW DPSS؟ شرح تعريفي

الموجة المستمرة (CW):يشير هذا إلى وضع تشغيل الليزر. في وضع CW، يُصدر الليزر شعاعًا ضوئيًا ثابتًا ومتواصلًا، على عكس الليزر النبضي الذي يُصدر الضوء على شكل دفعات. يُستخدم ليزر CW عند الحاجة إلى إخراج ضوء مستمر ومستمر، كما هو الحال في تطبيقات القطع واللحام والنقش.

ضخ الصمام الثنائي:في الليزرات المضخوخة بالديودات، تُزوَّد الطاقة المستخدمة لإثارة وسط الليزر بواسطة ثنائيات ليزر شبه موصلة. تُصدر هذه الثنائيات ضوءًا يمتصه وسط الليزر، مما يُثير الذرات داخله ويسمح لها بإصدار ضوء متماسك. يُعد ضخ الثنائيات أكثر كفاءة وموثوقية مقارنةً بطرق الضخ القديمة، مثل مصابيح الفلاش، كما يسمح بتصميمات ليزر أكثر إحكامًا ومتانة.

ليزر الحالة الصلبة:يشير مصطلح "الحالة الصلبة" إلى نوع وسط الكسب المستخدم في الليزر. بخلاف ليزرات الغاز أو السائل، تستخدم ليزرات الحالة الصلبة مادة صلبة كوسيط. عادةً ما يكون هذا الوسط بلورة، مثل Nd:YAG (عقيق ألومنيوم الإيتريوم المشبع بالنيوديميوم) أو الياقوت، مضاف إليها عناصر أرضية نادرة تُمكّن من توليد ضوء الليزر. تُضخّم البلورة المضاف إليها الضوء لإنتاج شعاع الليزر.

الأطوال الموجية والتطبيقات:يمكن أن تُصدر ليزرات DPSS أطوالًا موجية مختلفة، وذلك حسب نوع مادة التنشيط المستخدمة في البلورة وتصميم الليزر. على سبيل المثال، يستخدم تكوين ليزر DPSS الشائع مادة Nd:YAG كوسيط كسب لإنتاج ليزر بطول موجة 1064 نانومتر في طيف الأشعة تحت الحمراء. يُستخدم هذا النوع من الليزر على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية لقطع ولحام ووضع علامات على مختلف المواد.

المزايا:تتميز ليزرات DPSS بجودة شعاعها العالية وكفاءتها وموثوقيتها. فهي أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من ليزرات الحالة الصلبة التقليدية التي تُضخّ بواسطة مصابيح الوميض، كما أنها تتميز بعمر تشغيلي أطول بفضل متانة ليزرات الثنائيات. كما أنها قادرة على إنتاج أشعة ليزر عالية الدقة والثبات، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الدقيقة عالية الدقة.

→ اقرأ المزيد:ما هو ضخ الليزر؟

التطبيقات الرئيسية لليزر الحالة الصلبة المضخوخ بالديود CW:

1.قطع الماس بالليزر:

يستخدم ليزر G2-A تكوينًا نموذجيًا لمضاعفة التردد: يُحوَّل شعاع الأشعة تحت الحمراء المُدخَل بطول موجي 1064 نانومتر إلى موجة خضراء بطول موجي 532 نانومتر عند مروره عبر بلورة غير خطية. تُعرف هذه العملية بمضاعفة التردد أو توليد التوافقيات الثانية (SHG)، وهي طريقة مُعتمدة على نطاق واسع لتوليد الضوء بأطوال موجية أقصر.

بمضاعفة تردد الضوء الصادر من ليزر بطول موجي 1064 نانومتر، مصنوع من النيوديميوم أو الإيتربيوم، يُنتج ليزر G2-A الخاص بنا ضوءًا أخضر بطول موجي 532 نانومتر. تُعد هذه التقنية أساسية لإنتاج ليزر أخضر، يُستخدم عادةً في تطبيقات تتراوح من مؤشرات الليزر إلى الأجهزة العلمية والصناعية المتطورة، كما أنه شائع الاستخدام في مجال قطع الماس بالليزر.

2. معالجة المواد:

 تُستخدم هذه الليزرات على نطاق واسع في تطبيقات معالجة المواد، مثل قطع ولحام وحفر المعادن وغيرها من المواد. دقتها العالية تجعلها مثالية للتصاميم والقطع المعقدة، وخاصةً في صناعات السيارات والفضاء والإلكترونيات.

3. التطبيقات الطبية:

في المجال الطبي، تُستخدم ليزرات CW DPSS في العمليات الجراحية التي تتطلب دقة عالية، مثل جراحات العيون (مثل الليزك لتصحيح البصر) ومختلف إجراءات طب الأسنان. قدرتها على استهداف الأنسجة بدقة تجعلها قيّمة في الجراحات قليلة التوغل.

4. البحث العلمي:

تُستخدم هذه الليزرات في مجموعة من التطبيقات العلمية، بما في ذلك التحليل الطيفي، وقياس سرعة الجسيمات بصورها (المستخدمة في ديناميكيات الموائع)، والمجهر المسحي بالليزر. يُعدّ استقرار إنتاجها ضروريًا لإجراء قياسات وملاحظات دقيقة في الأبحاث.

5. الاتصالات:

في مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية، يتم استخدام ليزر DPSS في أنظمة الاتصالات بالألياف البصرية بسبب قدرته على إنتاج شعاع ثابت ومتسق، وهو أمر ضروري لنقل البيانات لمسافات طويلة عبر الألياف البصرية.

6. النقش والوسم بالليزر:

دقة وكفاءة ليزرات CW DPSS تجعلها مناسبة لنقش ووضع علامات على مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن والبلاستيك والسيراميك. تُستخدم عادةً في الترميز الشريطي والترقيم التسلسلي وتخصيص العناصر.

7. الدفاع والأمن:

تُستخدم هذه الليزرات في الدفاع لتحديد الأهداف، وتحديد المدى، والإضاءة بالأشعة تحت الحمراء. وتُعدّ موثوقيتها ودقتها بالغتي الأهمية في هذه البيئات عالية المخاطر.

8. تصنيع أشباه الموصلات:

في صناعة أشباه الموصلات، تُستخدم ليزرات CW DPSS في مهام مثل الطباعة الحجرية، والتلدين، وفحص رقائق أشباه الموصلات. دقة الليزر أساسية لإنشاء هياكل مجهرية على شرائح أشباه الموصلات.

9. الترفيه والعرض:

كما يتم استخدامها أيضًا في صناعة الترفيه للعروض الضوئية والإسقاطات، حيث تكون قدرتها على إنتاج أشعة ضوئية ساطعة ومركزة ميزة.

10. التكنولوجيا الحيوية:

وفي مجال التكنولوجيا الحيوية، تُستخدم هذه الليزرات في تطبيقات مثل تسلسل الحمض النووي وفرز الخلايا، حيث تعد دقتها وناتجها المتحكم من الطاقة أمرًا بالغ الأهمية.

11. القياس:

من أجل قياس الدقة والمحاذاة في الهندسة والبناء، توفر ليزرات CW DPSS الدقة اللازمة للمهام مثل التسوية والمحاذاة والتشكيل الجانبي.