Lazer Nedir? Ne İşe Yarar?

Lazer nedir: Aynı fazda ışınım veren ışık kaynağıdır. İngilizce “ışınım uyarılmış yayım ile ışık güçlendirme” kelimelerin baş harflerinden türetilmiştir.

Bir elementi oluşturan atomların elektronları belirli bir yörüngede kararlı bir şekilde dönerler. Bu atomlar, dışarıdan gelen bir enerji ile (ısı, ışık veya elektrik) uyarılır. Bu durumda ışıkları uyarılmış atomlardaki elektronlar yüksek bir halden daha düşük bir hale yörünge değiştirerek geçer. Geçiş yaparken birbirlerinden farklı fazda ve yönde yayılan fotonlar oluşur.

Lazer ışınında ilk uyarılan atomlardan yayılan fotonlar, iki yüzey arasında ileri geri hareket eder. Bu sırada lazer boşluğundaki diğer atomları da uyarır. Aynı fazda, aynı yönde yayılan ışınlardan daha yüksek enerjiye sahip bir ışık yayarlar. Yeni oluşan yüksek enerjili bu ışına lazer denir. (light amplification by the stimulated emission of radiation).

Lazer Nasıl Çalışır?

Lazerin temeli atom veya molekül enerji düzeyleri arasındaki elektron geçişleri ile oluşan ışık fotonlarına dayanır. Her elementin atom yapısında yalnız o elemente has olan elektron yerleşim düzeni vardır. O atomların elektronları, kararlı yörüngeleri olan belli bir enerji düzeyinde bulunurlar. Bu elektronlar, dışarıdan gelen bir enerji ile uyarılıp bir üst yörüngeye çıkar. Yeniden eski kararlı konumuna dönmesi esnasında aldığı enerjiyi dışarıya salma işlemi lazer çalışma prensibini oluşturur.

Atom dalga boyu (rengi) kendisine uygun düşmeyen bir ışık demeti (dalga boyu) ile uyarılmış ise enerjisini spontane ışını şeklinde yayar. Tam olarak uygun düşen bir ışık demeti ile uyarılmış ise çok kısa bir sürede yerleştirildiği ışık demeti ile aynı doğrultuda ve daha parlak bir ışık demeti şeklinde ışınır. Buna yükseltilmiş ışınım olayı adı verilir.

Lazer ışınlarının normal ışıktan farkı nedir? 

Lazer ışını herhangi bir ışık kaynağından daha yoğun ve şiddetlidir. Son derece düzgün bir ışıktır ve çok az sapar. Lazer ışını keskin bir şekilde hedeflendirilir. Fakat normal ışık her yöne dağılır. Bundan dolayı lazer ışını küçük bir yere büyük enerjiler verebilir ve böylece çok ince işler yapılabilir.

Yarı iletken lazer gerilim uygulandığı zaman yalıtkan yüzey ışın veya koharent enfraruj ışın yayar. Lazerlerin bir tür ölümcül ışın olduğu düşünülebilir. Geçen yıllarda lazerler laboratuvarlardan çıkıp, endüstrinin kullandığı faydalı bir araç haline dönüşmüştür.

Lazer ışığı, normal bir kaynaktan çıkan ışıktan iki bakımdan ayrılır. Birincisi, lazer tamamıyla tek renklidir. Lazer  yalnız bir frekanstaki ışıktan meydana gelir. İkincisi ise, lazer dağınık değildir. Yani, tüm ışık (tümü elektromanyetik radyasyonun bir formu olduğundan) doğadaki dalga formuna benzer. Sıradan kaynaklardan elde edilen ışık, gelişigüzel yayılır. Bu sebeple ışık tek renkli olsa dahi, bir miktar yok olma meydana getirecektir. Lazerden çıkan ışık ise yok olmaz (zayıflamaz).

Lazer Işığının Özellikleri

Lazer ışınlarının tek bir dalga boyuna sahip, dağılmaz olması ve yön verilebilme gibi özellikleri vardır. Kısa dalga boylu ve yüksek frekanslı ışınların uyum içerisinde hareket etmesi, lazerin gücünü arttıran en önemli etkendir. Bu özelliklerinden yararlanarak  fiber optik teknolojisi ve mesafe ölçme geliştirilmiştir.

Dalga boyunun küçük olmasından dolayı, dağılmayı da büyük ölçüde azaltır. Uyarılan atomlar her yön değil, belli yönlere hareket ederler. Bu lazerin çok parlak olmasını sağlar. Lazer ışını, dalga boyu tek olduğu için bu ışın monokromatik (tek) özelliğine de sahiptir.

Frekans dağılım aralığı, frekansının bir milyonda biri civarındadır. Bundan dolayı istenilen frekansta çok sayıda dalgalar, lazer dalgası üzerine bindirilir. Bunun sonucu haberleşmede iyi bir sinyal jeneratörü olarak görev yapar. Aynı anda birçok bilgi bir yerden başka yere gönderebilir.

Lazer ışını dağılmaz olduğu için kısa darbeler halinde yayınlanabilir.  Kayıpsız yüksek enerji nakli, bu özellik ile sağlanabilir. Lazer yüksek enerjisi ile delme, kesme ve kaynak endüstrisinde kullanılmaktadır. Lazer darbesinin çok kısa olmasından dolayı yüksek hız fotoğrafçılığında yararlanılmaktadır.

Yönlü bir hareket olmasından ise, ölçüm bilimi  ve holografi de faydalanılır. Lazer ışınının bu özellikleri ile uzak mesafe ölçümleri mümkün hale gelmiştir. Lazer ışını tek dalga boyuna sahip olduğundan lazer cinsine göre çeşitli renkte ışınlar elde edilebilir.

Kullanılan Yerler

Tıbbi Alanlarda

• Hastalıkların teşhis ve tedavisinde,
• Göz hastalıklarının tedavisinde (lazer göz ameliyatı),
• Mikro cerrahi,
• Mikro biyoloji,
• Diod lazer epilasyon uygulamaları
• Kansız ameliyatlar
• Virüslerin yok edilmesinde
• Kan yapımının çoğaltılması
• Kan dolaşımı ve aktivasyonunun artırılması
• Çürük diş çukurlarını dolgu yapılmak üzere acısız delme işlemi
• Hücre yenileme
• Çeşitli kırık tedavileri
• Endoskopi ışınlarında

Endüstri Alanında

• Metal veya diğer maddelerin kesimi
• Uçaklara iniş ve kalkışlarında yol gösterme
• Optik kablolar
• Marketlerde ürün etiketleme
• TV kumandaları
• Uzay teknolojileri
• Eğlence ve oyuncak sektörü
• İnşaatlarda, boru ve tünel yapımı,
• Yön ve doğrultu tayininde ve tespitinde klasik teodolitlerden çok daha iyi ve kullanışlıdır.

Savunma Sanayii

Askeri alandaki uygulamalarda mesafe bulma ve yer tanıma amacı ile kullanılmaktadır.  Hedefe gönderilen güdümlü mermiler, hedef yakalanınca lazer ışını ile patlatılır. Gece karanlığında gece görüş dürbünleri ile sanki gündüzmüş gibi görmek mümkündür.

Lazer Holografi

Lazerin holografi ve fotoğrafçılıkta önemli bir yeri vardır. Lazerle görüntü kaydetme süresi saniyenin 10 trilyonda biri kadardır. (Holografi, lazer ışınları ile üç boyutlu resim çekme ve görüntüleme tekniğidir).

Çoklu ortam sunumlarında, reklamcılıkta, açık hava mekanlarının vitrin düzenlemesinde, oyunların özel efektlerinde, müzelerde, kulüplerde, konserlerde, iletişim alanlarında lazer kullanılır. Lazer yazıcı, CD çalar yaygın kullanım alanlarındandır.

Lazer Tarama Nedir? 

Tarama yapılacak malzemenin, üç boyutlu veri toplamı için yüzeyleri üzerine yansıtıcı kullanılmadan lazer ışını gönderilir. Gönderilen ışınlar, tarayıcıya monte edilmiş bir kamera sensörü ile takip edilir. Devamında verilerin elde edilmesi sağlanır. Toplanan veriler incelenen yüzeyi temsil eden veri kümesi içine dahil edilerek yüzeyin tamamının oluşturulmasını sağlar.

Lazer Kaynağı

Kaynak bölgesinin lazer ışını ile ısıtıldığı kaynak yöntemine lazer kaynak denir. Yaklaşık 10 KW/cm² gücündeki lazer ışını metali eritirken çok ince bir bölgede metali buharlaştırır. Elektron ışını kaynağı gibi görev yapar, ama onun gibi vakum gerektirmez ve X-ışınları yaymaz.

Lazer kaynak diğer konvansiyonel kaynak yöntemlerine göre, ışının kolaylıkla yönlendirilmesidir. Yüksek miktarda enerjinin küçük noktalara odaklanması ile oldukça ileri bir kaynak yöntemidir. Otomotiv, elektronik, beyaz eşya vb gibi sektörlerde yüksek kaynak hızı sayesinde kullanım alanları yaygınlaşmıştır.

Lazer İşleme 

Malzemeyi 0.0001 mm kadar dar bir alana odaklanmış, benzeşik, tek dalga boylu ışıkla (lazer ışığı) eritip buharlaştırmak şeklinde yapılan işleme yöntemidir.

Lazer Kesim

Lazerle kesim malzemenin lazer ışını ile çok dar bir bölgede buharlaştırılması veya eritilip basınçlı yansız gazla uzaklaştırılması yolu ile yapılan kesme işlemidir. Lazer kesim de, 11 000 °C ‘a kadar çıkabilen sıcaklık her malzemeyi kesmek için yeterlidir.

 

 

BENZER KONULAR

Lazer Çeşitleri

Lazer Diyot