الليزر


الليزر جهاز يُصدر الضوء من خلال عملية تضخيم ضوئي تعتمد على الانبعاث المحفز للإشعاع الكهرومغناطيسي . كلمة " ليزر" هي اختصار لعبارة " تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث المحفز للإشعاع" . [ 1 ] [ 2 ] بُني أول ليزر عام 1960 على يد ثيودور مايمان في مختبرات هيوز للأبحاث ، استنادًا إلى أعمال نظرية لتشارلز إتش. تاونز وآرثر ليونارد شاولاو ، ومضخم ضوئي حصل غوردون غولد على براءة اختراعه . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
يختلف الليزر عن مصادر الضوء الأخرى في كونه يُصدر ضوءًا متماسكًا . يسمح التماسك المكاني بتركيز الليزر في بقعة ضيقة، مما يُتيح استخداماتٍ مثل الاتصالات الضوئية، [ 6 ] والقطع بالليزر ، والطباعة الحجرية . كما يسمح أيضًا لشعاع الليزر بالبقاء ضيقًا لمسافات طويلة ( التجميع )، وهو ما يُستخدم في مؤشرات الليزر ، وتقنية الليدار ، والاتصالات الضوئية في الفضاء الحر . يمكن أن يتمتع الليزر أيضًا بتماسك زمني عالٍ ، مما يسمح له بإصدار ضوء ذي طيف ترددي ضيق جدًا . يُمكن أيضًا استخدام التماسك الزمني لإنتاج نبضات ضوئية فائقة القصر ذات طيف واسع ولكن مدتها تُقاس بالأتوثانية . [ 7 ]
تُستخدم أشعة الليزر في الاتصالات الضوئية عبر الألياف الضوئية والفضاء الحر، ومحركات الأقراص الضوئية ، وطابعات الليزر ، وماسحات الباركود ، وتصنيع رقائق أشباه الموصلات ( الطباعة الضوئية ، والحفر )، وجراحة الليزر وعلاجات الجلد، وقطع ولحام المواد، والأجهزة العسكرية وأجهزة إنفاذ القانون لتحديد الأهداف وقياس المدى والسرعة، وفي عروض إضاءة الليزر لأغراض الترفيه. يُعتبر الليزر أحد أعظم اختراعات القرن العشرين. [ 8 ] [ 9 ]
مصطلحات
كان أول جهاز يستخدم التضخيم بالانبعاث المحفز يعمل بترددات الميكروويف ، وكان يُسمى " مازر " اختصارًا لـ "تضخيم الميكروويف بالانبعاث المحفز للإشعاع". [ 10 ] وعندما طُوّرت أجهزة بصرية مماثلة ، سُمّيت في البداية " مازرات بصرية "، إلى أن استُبدلت كلمة "ميكروويف" بكلمة "ضوء" في الاختصار، ليصبح "ليزر" . [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
اليوم، تُسمى جميع هذه الأجهزة التي تعمل بترددات أعلى من ترددات الموجات الميكروية (حوالي 300 جيجاهرتز ) بالليزر (مثل ليزر الأشعة تحت الحمراء ، وليزر الأشعة فوق البنفسجية ، وليزر الأشعة السينية ، وليزر أشعة جاما )، بينما تُسمى الأجهزة التي تعمل بترددات الموجات الميكروية أو ترددات الراديو المنخفضة بالميزر. [ 14 ] [ 15 ]
يُستخدم الفعل " to lase " المُشتق من الفعل "الليزري " بكثرة في هذا المجال، ويعني "إصدار ضوء متماسك"، خاصةً فيما يتعلق بوسط التضخيم في الليزر؛ [ 16 ] وعندما يكون الليزر قيد التشغيل، يُقال إنه " يصدر ضوءًا ". [ 17 ] كما تُستخدم مصطلحات الليزر والمازر للانبعاثات المتماسكة التي تحدث بشكل طبيعي، كما في المازر الفلكي وليزر الذرات . [ 18 ] [ 19 ]
الليزر الذي يُصدر الضوء من تلقاء نفسه هو في الواقع مُذبذب ضوئي وليس مُضخِّمًا ضوئيًا كما يوحي الاختصار. [ 20 ] وقد لوحظ، من باب الدعابة، أن الاختصار LOSER، الذي يرمز إلى "تذبذب الضوء بواسطة الانبعاث المُحفَّز للإشعاع"، كان سيكون أكثر دقة. [ 19 ] [ 21 ] تشير بعض المصادر [ 22 ] [ 23 ] إلى كلمة "ليزر" على أنها اختصار شائع الاستخدام ، أي اختصار شائع الاستخدام كاسم لدرجة أنه لم يعد يُعتبر اختصارًا. [ 24 ]
الأساسيات

الفوتونات ، وهي كميات الإشعاع الكهرومغناطيسي ، تُطلق وتُمتص من مستويات الطاقة في الذرات والجزيئات. في المصباح الكهربائي أو النجم، تُشع الطاقة من مستويات طاقة مختلفة، مُنتجةً فوتونات ذات نطاق واسع من الطاقات. تُسمى هذه العملية بالإشعاع الحراري . [ 25 ] : 575
إن العملية الفيزيائية الأساسية التي تُنتج الفوتونات في الليزر هي نفسها في الإشعاع الحراري، لكن الانبعاث الفعلي ليس نتيجة عمليات حرارية عشوائية. بدلاً من ذلك، يُحفز انبعاث الفوتون بمرور فوتون آخر قريب. يُسمى هذا الانبعاث بالانبعاث المُحفز . لكي تنجح هذه العملية، يجب أن يكون الفوتون المار مشابهًا في طاقته، وبالتالي طول موجته، للفوتون الذي يمكن أن تُطلقه الذرة أو الجزيء، ويجب أن تكون الذرة أو الجزيء في حالة إثارة مناسبة. [ 25 ] : 580
الفوتون المنبعث من الانبعاث المحفز هو نفسه الفوتون الذي حفّز انبعاثه، ويمكن لكلا الفوتونين أن يحفزا الانبعاث المحفز في ذرات أخرى، مما يُهيئ إمكانية حدوث تفاعل متسلسل . ولكي يحدث هذا، يجب أن يكون عدد كبير من الذرات أو الجزيئات في حالة الإثارة المناسبة حتى تتمكن الفوتونات من تحفيزها. في معظم المواد، تخرج الذرات أو الجزيئات من حالات الإثارة بسرعة، مما يجعل حدوث تفاعل متسلسل أمرًا صعبًا أو مستحيلاً. المواد المختارة لأجهزة الليزر هي تلك التي تمتلك حالات شبه مستقرة ، والتي تبقى مثارة لفترة طويلة نسبيًا. في فيزياء الليزر ، تُسمى هذه المادة بالوسط الليزري النشط . وبالاقتران مع مصدر طاقة يستمر في "ضخ" الطاقة إلى المادة، يصبح من الممكن الحصول على عدد كافٍ من الذرات أو الجزيئات في حالة إثارة لحدوث تفاعل متسلسل.
تتميز أشعة الليزر عن مصادر الضوء الأخرى بتماسكها . ويُعبّر عن التماسك المكاني (أو العرضي) عادةً من خلال شعاع ضيق محدود الانحراف . ويمكن تركيز أشعة الليزر على بقع متناهية الصغر، ما يُحقق إشعاعًا عاليًا جدًا ، أو يمكن أن يكون لها تباعد منخفض جدًا لتركيز طاقتها على مسافة بعيدة. أما التماسك الزمني (أو الطولي) فيعني موجة مستقطبة بتردد واحد، وتكون أطوارها مترابطة على مسافة كبيرة نسبيًا ( طول التماسك ) على طول الشعاع. [ 26 ] أما الشعاع الناتج عن مصدر ضوئي حراري أو غير متماسك، فيتميز بسعة وطور لحظيين يتغيران عشوائيًا مع الزمن والموقع، وبالتالي يكون طول تماسكه قصيرًا.
تُصنّف الليزرات وفقًا لطول موجتها في الفراغ . تُنتج معظم ليزرات "الطول الموجي الأحادي" إشعاعًا في أنماط متعددة بأطوال موجية مختلفة قليلاً. ورغم أن التماسك الزمني يستلزم درجة من أحادية اللون ، فإن بعض الليزرات تُصدر طيفًا واسعًا من الضوء أو أطوال موجية مختلفة في آنٍ واحد. بعض الليزرات ليست أحادية النمط المكاني، ولها حزم ضوئية تتباعد أكثر مما يتطلبه حدّ الحيود . تُصنّف جميع هذه الأجهزة على أنها "ليزر" بناءً على طريقة إنتاج الضوء عن طريق الانبعاث المحفز. تُستخدم الليزرات عندما يتعذر إنتاج ضوء بالتماسك المكاني أو الزمني المطلوب باستخدام تقنيات أبسط.
تصميم

- كسب متوسط
- طاقة ضخ الليزر
- عاكس عالي
- موصل الإخراج
- شعاع الليزر
يتكون الليزر من وسط تضخيم ، وآلية لتنشيط هذا الوسط، وجهاز لتوفير التغذية الراجعة الضوئية . [ 27 ] وسط التضخيم هو مادة ذات خصائص تسمح لها بتضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز. يتم تضخيم الضوء ذي طول موجي محدد الذي يمر عبر وسط التضخيم (أي تزداد قدرته). تُمكّن التغذية الراجعة الانبعاث المحفز من تضخيم التردد الضوئي بشكل أساسي عند ذروة منحنى التضخيم-التردد. ومع ازدياد الانبعاث المحفز، يهيمن تردد واحد في النهاية على جميع الترددات الأخرى، مما يعني تكوّن حزمة متماسكة. [ 28 ]
تُشابه عملية الانبعاث المُحفَّز عملية مُذبذب الصوت ذي التغذية الراجعة الموجبة، والتي قد تحدث، على سبيل المثال، عند وضع مكبر الصوت في نظام إذاعة عامة بالقرب من الميكروفون. والصرير المسموع هو تذبذب صوتي عند ذروة منحنى كسب التردد للمُضخِّم. [ 29 ]
لكي يُضخّم الوسط المُضخّم الضوء، يحتاج إلى تزويده بالطاقة في عملية تُسمى الضخ . تُزوّد الطاقة عادةً على شكل تيار كهربائي أو ضوء بطول موجي مختلف. ويمكن توفير ضوء الضخ بواسطة مصباح وميضي أو ليزر آخر.
يستخدم النوع الأكثر شيوعًا من الليزر التغذية الراجعة من تجويف بصري - وهو عبارة عن زوج من المرايا على طرفي وسط التضخيم. يرتد الضوء ذهابًا وإيابًا بين المرآتين، مارًا عبر وسط التضخيم ومُضخّمًا في كل مرة. عادةً ما تكون إحدى المرآتين، وهي مرآة الإخراج ، شفافة جزئيًا. يتسرب جزء من الضوء من خلالها. اعتمادًا على تصميم التجويف (سواء كانت المرايا مسطحة أو منحنية )، قد ينتشر الضوء الخارج من الليزر أو يشكل حزمة ضيقة . قياسًا على المذبذبات الإلكترونية ، يُطلق على هذا الجهاز أحيانًا اسم مذبذب الليزر .
تحتوي معظم الليزرات العملية على عناصر إضافية تؤثر على خصائص الضوء المنبعث، مثل الاستقطاب والطول الموجي وشكل الشعاع.
نظرية التشغيل
الانبعاث المحفز
للذرة مستويات طاقة منفصلة أو كمومية. لا تستطيع الذرة امتصاص الطاقة من الضوء ( الفوتونات ) أو الحرارة ( الفونونات ) إلا إذا كان هناك انتقال بين مستويات الطاقة يتوافق مع الطاقة التي يحملها الفوتون أو الفونون. بالنسبة للضوء، يعني هذا أن أي انتقال معين سيمتص طولًا موجيًا واحدًا فقط من الضوء. يمكن للفوتونات ذات الطول الموجي الصحيح أن تُحدث قفزة من مستوى الطاقة الأدنى إلى مستوى الطاقة الأعلى. ويُستهلك الفوتون في هذه العملية. [ 25 ] : 580
في نظام في حالة توازن ديناميكي حراري ، تتوازن أحداث الامتصاص مع الانبعاث التلقائي . وتعمل عملية ثالثة أيضًا: إذ يمكن للفوتون ذي الطول الموجي المناسب للامتصاص بواسطة انتقال ما أن يحفز الانبعاث المحفز . [ 25 ] : 580 ينخفض مستوى طاقة الذرة من المستوى الأعلى إلى المستوى الأدنى، مُصدرًا فوتونًا يُطابق الفوتون الأصلي في الطول الموجي والطور واتجاه الاستقطاب. ويمكن تمثيل الانبعاث المحفز تخطيطيًا كما يلي:

يستخدم الليزر مصدر طاقة لإثارة العديد من الذرات إلى حالة طاقة أعلى، بحيث يمكن للانبعاث التلقائي من ذرة واحدة أن يُحفز سلسلة من أحداث الانبعاث المحفز المتعددة، مما يُولد عددًا كبيرًا من الفوتونات بنفس الطول الموجي والطور والاستقطاب. [ 25 ] : 583
نموذج بسيط
يبدأ نموذج فيزيائي بسيط لليزر بنظرية ألبرت أينشتاين الكمومية للإشعاع عام 1917. اعتمد أينشتاين فرضية كمومية واحدة فقط من نموذج بور للذرات، وهي أنها موجودة في حالات مستقرة . لكل حالة طاقة. يعالج أينشتاين التفاعل بين هذه الذرات ومجال الإشعاع باستخدام مذبذب ماكس بلانك الكلاسيكي ، مستبدلاً بذلك المذبذبات غير المحددة في قانون بلانك بذرات بور. تحدد المرحلة النسبية للمذبذب والمجال الكهرومغناطيسي اتجاه تدفق الطاقة أثناء التفاعل. [ 30 ] يتناسب احتمال التفاعل طرديًا مع كثافة التدفق الطيفي للمجال الكهرومغناطيسي.بافتراض وجود مستويين فقط للطاقة،، يتوافق الامتصاص معمع ثبات التناسب،، والانبعاث يتوافق معمع ثبات التناسب،أضاف أينشتاين ثابتًا ثالثًا،بغض النظر عن كثافة التدفق، فإن معدل الامتصاص يساوي مجموع معدلي الانبعاث في غياب المجال. عندما تكون الذرات في حالة توازن ديناميكي حراري مع مجال إشعاعي، يجب أن يتطابق معدل الامتصاص مع مجموع معدلي الانبعاث: [ 25 ] : 582 إذا قام مصدر مساعد قوي بإثارة الذرات إلى الحالة الأعلى، فإنوسينكسر التوازن. وهذا ما يسمى بانعكاس التوزيع السكاني . بعضستُصدر الذرات ضوءًا تلقائيًا، وستستجيب ذرات أخرى بانبعاث مُحفَّز، مما يُؤدي إلى تدفق هائل من الفوتونات المتوافقة في الطور. [ 25 ] : 583
وسط الكسب والتجويف

يتم تحفيز الوسط الفعال بواسطة مصدر طاقة خارجي. في معظم الليزرات، يتكون هذا الوسط من مجموعة من الذرات التي تم تحفيزها إلى هذه الحالة باستخدام مصدر ضوء خارجي، أو مجال كهربائي يزود الذرات بالطاقة لامتصاصها وتحويلها إلى حالاتها المحفزة.
عادةً ما تكون مادة التضخيم في الليزر مادةً ذات نقاء وحجم وتركيز وشكل مُتحكم بها، تعمل على تضخيم الشعاع من خلال عملية الانبعاث المُحفز الموصوفة سابقًا. يمكن أن تكون هذه المادة في أي حالة : غازية، سائلة، صلبة، أو بلازما . تمتص مادة التضخيم طاقة الضخ، مما يرفع بعض الإلكترونات إلى مستويات طاقة أعلى (" حالات مُثارة ") . تتفاعل الجسيمات مع الضوء إما بامتصاص الفوتونات أو انبعاثها. قد يكون الانبعاث تلقائيًا أو مُحفزًا. في الحالة الأخيرة، ينبعث الفوتون في نفس اتجاه الضوء المار. عندما يتجاوز عدد الجسيمات في حالة مُثارة عدد الجسيمات في حالة طاقة أقل، يتحقق انعكاس التوزيع السكاني . ينتج عن هذه الحالة تضخيم الضوء من الذرات في الحالات المُثارة نظرًا لوجود انبعاثات مُحفزة أكثر من الامتصاصات. لا يمكن أن يحدث انعكاس التوزيع السكاني في نظام طاقة ثنائي المستوى: فكلما زاد عدد الجسيمات في المستوى الأعلى، زادت احتمالية الانبعاث المُحفز. يمنع هذا انعكاس التوزيع السكاني، إذ سيبقى عدد الذرات المنتقلة من الحالة المثارة إلى الحالة المسترخية ثابتًا، مما يجعل العملية غير فعالة. تستخدم الليزرات أنظمة ثلاثية المستويات أو أعلى، حيث يسمح مستوى الطاقة الإضافي للإلكترونات بالاسترخاء بسرعة، مما ينتج عنه انعكاس توزيع سكاني ثابت. [ 31 ] يُطلق على النظام الذي يتمتع بهذه الخاصية اسم المضخم البصري . عند وضع مضخم بصري داخل تجويف بصري رنيني، نحصل على ليزر. [ 32 ]
في الأوساط الليزرية ذات الكسب العالي للغاية، والمعروفة باسم التألق الفائق ، يمكن تضخيم الضوء بشكل كافٍ في مرور واحد عبر وسط الكسب دون الحاجة إلى رنان. على الرغم من الإشارة إليها غالبًا باسم ليزر (انظر، على سبيل المثال، ليزر النيتروجين )، [ 33 ] إلا أن الضوء الناتج من هذا الجهاز يفتقر إلى التماسك المكاني والزماني الذي يمكن تحقيقه باستخدام الليزر. لا يمكن وصف هذا الجهاز بأنه مذبذب، بل هو بالأحرى مضخم بصري عالي الكسب يُضخّم انبعاثه التلقائي. وتصف الآلية نفسها ما يُسمى بالميزرات /الليزرات الفيزيائية الفلكية.
يُشار أحيانًا إلى الرنان البصري باسم "التجويف البصري"، لكن هذا المصطلح غير دقيق: فالليزر يستخدم رنانات مفتوحة، على عكس التجويف الحقيقي المستخدم في الميزر عند ترددات الميكروويف . يتكون الرنان عادةً من مرآتين يمر بينهما شعاع ضوئي متماسك في كلا الاتجاهين، منعكسًا على نفسه، بحيث يمر فوتون متوسط عبر وسط التضخيم بشكل متكرر قبل أن ينبعث من فتحة الخرج أو يُفقد بسبب الانعراج أو الامتصاص. إذا كان التضخيم في الوسط أكبر من خسائر الرنان، فإن قدرة الضوء المُعاد تدويره يمكن أن ترتفع بشكل أُسّي . لكن كل حدث انبعاث مُحفّز يُعيد ذرة من حالتها المُثارة إلى حالتها الأرضية، مما يُقلل من تضخيم الوسط. مع ازدياد قدرة الشعاع، ينخفض صافي التضخيم (التضخيم ناقص الخسارة) إلى واحد، ويُقال حينها إن وسط التضخيم قد وصل إلى حالة التشبع. في ليزر الموجة المستمرة، يُحقق توازن قدرة الضخ مع تشبع الكسب وفقدان التجويف قيمةً متوازنةً لقدرة الليزر داخل التجويف؛ ويُحدد هذا التوازن نقطة تشغيل الليزر. إذا كانت قدرة الضخ المُطبقة صغيرةً جدًا، فلن يكون الكسب كافيًا للتغلب على فقدان التجويف، ولن يُنتج ضوء الليزر. تُسمى أدنى قدرة ضخ لازمة لبدء عمل الليزر عتبة الليزر . يُضخّم وسط الكسب أي فوتونات تمر عبره، بغض النظر عن اتجاهها؛ ولكن الفوتونات التي تقع في نمط مكاني يدعمه الرنان فقط هي التي تمر عبر الوسط أكثر من مرة وتتلقى تضخيمًا كبيرًا.
الضوء المنبعث
في معظم الليزرات، تبدأ عملية الليزر بانبعاث تلقائي في نمط الليزر. ثم يُضخّم هذا الضوء الأولي بواسطة الانبعاث المحفز في وسط التضخيم. ينتج عن الانبعاث المحفز ضوءٌ يطابق إشارة الدخل في الاتجاه والطول الموجي والاستقطاب، بينما يتقدم طور الضوء المنبعث بمقدار 90 درجة على طور الضوء المحفز. [ 34 ] هذا، بالإضافة إلى تأثير الترشيح للرنان البصري، يُكسب ضوء الليزر تماسكه المميز، وقد يمنحه استقطابًا منتظمًا وأحادية اللون، اعتمادًا على تصميم الرنان. يمكن أن يكون عرض خط الليزر الأساسي [ 35 ] للضوء المنبعث من رنان الليزر أضيق بعدة مراتب من عرض خط الضوء المنبعث من الرنان السلبي. تستخدم بعض الليزرات مُلقِّح حقن منفصل لبدء العملية بشعاع متماسك للغاية بالفعل. وهذا يُنتج أشعة ذات طيف أضيق مما هو ممكن في الأحوال العادية.
في عام 1963، أثبت روي ج. غلاوبر أن الحالات المتماسكة تتشكل من تراكيب حالات عدد الفوتونات ، وهو ما نال عنه جائزة نوبل في الفيزياء . [ 36 ] يتكون شعاع الضوء المتماسك من حالات الفوتونات الكمومية أحادية التردد الموزعة وفقًا لتوزيع بواسون . ونتيجة لذلك، يُوصف معدل وصول الفوتونات في شعاع الليزر بإحصاءات بواسون. [ 37 ]
تُنتج العديد من الليزرات شعاعًا يُمكن تقريبه بشعاع غاوسي ؛ إذ تتميز هذه الأشعة بأقل تباعد ممكن لقطر شعاع مُحدد. تُنتج بعض الليزرات، وخاصةً عالية الطاقة منها، أشعة متعددة الأنماط، حيث تُقارب الأنماط المستعرضة غالبًا باستخدام دوال هيرميت - غاوس أو لاغير -غاوس. تستخدم بعض الليزرات عالية الطاقة شكلًا مسطحًا يُعرف باسم " شعاع القبعة ". تُنتج رنانات الليزر غير المستقرة (غير المستخدمة في معظم الليزرات) أشعة ذات شكل كسري. [ 38 ] يُمكن للأنظمة البصرية المتخصصة إنتاج أشكال هندسية أكثر تعقيدًا للشعاع، مثل أشعة بيسل والدوامات البصرية .
بالقرب من "مركز" (أو منطقة التركيز ) شعاع الليزر، يكون الشعاع شديد التوازي : فجبهات الموجة مستوية، عمودية على اتجاه الانتشار، دون أي تباعد للشعاع عند تلك النقطة. مع ذلك، وبسبب الانعراج ، لا يمكن أن يظل هذا صحيحًا إلا ضمن نطاق رايلي . يتباعد شعاع ليزر أحادي النمط المستعرض (شعاع غاوسي) في النهاية بزاوية تتناسب عكسيًا مع قطر الشعاع، كما تنص عليه نظرية الانعراج . وبالتالي، فإن "شعاع القلم" الناتج مباشرة عن ليزر هيليوم-نيون شائع سينتشر إلى حجم قد يصل إلى 500 كيلومتر عند تسليطه على القمر (من مسافة الأرض). من ناحية أخرى، يخرج الضوء من ليزر أشباه الموصلات عادةً من البلورة الصغيرة بتباعد كبير: يصل إلى 50 درجة. مع ذلك، يمكن تحويل حتى هذا الشعاع المتفرق إلى شعاع متوازي مماثل باستخدام نظام عدسات ، كما هو الحال دائمًا، على سبيل المثال، في مؤشر الليزر الذي ينبعث ضوؤه من صمام ثنائي ليزري . هذا ممكن لأن الضوء ذو نمط مكاني واحد. هذه الخاصية الفريدة لضوء الليزر، وهي التماسك المكاني ، لا يمكن محاكاتها باستخدام مصادر الضوء القياسية (إلا بالتخلص من معظم الضوء)، كما يتضح من مقارنة شعاع مصباح يدوي أو كشاف بشعاع أي ليزر تقريبًا.
يُستخدم جهاز قياس خصائص شعاع الليزر لقياس شدة الشعاع وعرضه وتباعده.
ينتج عن الانعكاس المنتشر لشعاع الليزر من سطح غير لامع نمطًا منقطًا بخصائص مثيرة للاهتمام.
عمليات الانبعاث الكمي مقابل عمليات الانبعاث الكلاسيكية
تعتمد آلية إنتاج الإشعاع في الليزر على الانبعاث المحفز ، حيث تُستخلص الطاقة من انتقال في ذرة أو جزيء. الانبعاث المحفز ظاهرة كمومية تنبأ بها ألبرت أينشتاين ، الذي استنتج العلاقة بين معامل A ، الذي يصف الانبعاث التلقائي، ومعامل B الذي ينطبق على الامتصاص والانبعاث المحفز. [ 39 ] [ 25 ] : 580 في غياب المجال الكهربائي، يُمثل معامل الانبعاث التلقائي، A₂₁ ، احتمال الانبعاث لكل وحدة زمنية نتيجة انتقال من حالة مثارة (المستوى 2) إلى الحالة الأرضية (المستوى 1). في وجود مجال كهربائي، يكون كل من الانبعاث والامتصاص ممكنًا. B₂₁ هو احتمال الانبعاث؛ وB₁₂ هو احتمال الامتصاص. [ 31 ] [ 40 ]
أنماط التشغيل



يمكن تصنيف الليزر إلى نوعين: ليزر يعمل بنظام مستمر وليزر يعمل بنظام نبضي، وذلك بناءً على ما إذا كان خرج الطاقة مستمرًا بشكل أساسي مع مرور الوقت، أو ما إذا كان خرجه على شكل نبضات ضوئية على نطاق زمني معين. بالطبع، حتى الليزر الذي يكون خرجه مستمرًا في الوضع الطبيعي، يمكن تشغيله وإيقافه عمدًا بمعدل معين لإنتاج نبضات ضوئية. عندما يكون معدل التعديل على نطاقات زمنية أبطأ بكثير من عمر تجويف الليزر والفترة التي يمكن خلالها تخزين الطاقة في وسط الليزر أو آلية الضخ، فإنه يُصنف حينها على أنه ليزر ذو موجة مستمرة "مُعدَّل" أو "نبضي". تندرج معظم ثنائيات الليزر المستخدمة في أنظمة الاتصالات ضمن هذه الفئة.
التشغيل بالموجة المستمرة
تعتمد بعض تطبيقات الليزر على شعاع ذي قدرة خرج ثابتة مع مرور الوقت. يُعرف هذا النوع من الليزر باسم ليزر الموجة المستمرة ( CW ). يمكن تصميم أنواع عديدة من الليزر للعمل في وضع الموجة المستمرة لتلبية متطلبات هذا التطبيق. يُصدر العديد من هذه الليزرات شعاعًا في عدة أنماط طولية في الوقت نفسه، وتُنتج النبضات بين الترددات الضوئية المختلفة قليلاً لهذه التذبذبات تغيرات في السعة على نطاقات زمنية أقصر من زمن الدورة الكاملة (مقلوب التباعد الترددي بين الأنماط)، وعادةً ما تكون بضع نانوثوانٍ أو أقل. في معظم الحالات، لا تزال هذه الليزرات تُسمى "موجة مستمرة" لأن قدرة خرجها ثابتة عند حساب متوسطها على مدى فترات زمنية أطول، مع تأثير ضئيل أو معدوم لتغيرات القدرة عالية التردد على التطبيق المقصود. (مع ذلك، لا يُستخدم هذا المصطلح مع ليزرات النمط المقفل ، حيث يكون الهدف هو توليد نبضات قصيرة جدًا بمعدل زمن الدورة الكاملة).
في التشغيل المستمر، يتطلب الأمر تجديدًا مستمرًا لانعكاس توزيع الإلكترونات في وسط التضخيم بواسطة مصدر ضخ ثابت. في بعض أوساط الليزر، يكون هذا مستحيلاً. وفي بعض أنواع الليزر الأخرى، يتطلب الأمر ضخ الليزر بمستوى طاقة مستمر عالٍ جدًا، وهو أمر غير عملي، أو قد يؤدي إلى تلف الليزر نتيجة توليد حرارة زائدة. لا يمكن تشغيل هذه الأنواع من الليزر في وضع الموجة المستمرة.
التشغيل النبضي
يشير التشغيل النبضي لليزر إلى أي ليزر لا يُصنف ضمن فئة الليزر ذي الموجة المستمرة، بحيث تظهر الطاقة الضوئية على شكل نبضات ذات مدة زمنية محددة وبمعدل تكرار معين. ويشمل هذا نطاقًا واسعًا من التقنيات التي تلبي دوافع مختلفة. بعض أنواع الليزر تعمل بنظام النبض ببساطة لأنها لا يمكن تشغيلها في الوضع المستمر .
في حالات أخرى، يتطلب التطبيق إنتاج نبضات ذات طاقة عالية قدر الإمكان. ولأن طاقة النبضة تساوي متوسط القدرة مقسومًا على معدل التكرار، يمكن أحيانًا تحقيق هذا الهدف عن طريق خفض معدل النبضات لزيادة تراكم الطاقة بينها. ففي عملية الاستئصال بالليزر ، على سبيل المثال، يمكن تبخير كمية صغيرة من المادة على سطح قطعة العمل إذا سُخّنت في وقت قصير جدًا، بينما يسمح تزويد الطاقة تدريجيًا بامتصاص الحرارة في معظم أجزاء القطعة، دون الوصول إلى درجة حرارة عالية كافية في نقطة معينة.
تعتمد تطبيقات أخرى على ذروة قدرة النبضة (بدلاً من طاقة النبضة نفسها)، لا سيما للحصول على تأثيرات بصرية غير خطية . ويتطلب ذلك ، بالنسبة لطاقة نبضة معينة، توليد نبضات بأقصر مدة ممكنة باستخدام تقنيات مثل تبديل Q.
لا يمكن أن يكون عرض النطاق البصري للنبضة أضيق من مقلوب عرض النبضة. في حالة النبضات القصيرة للغاية، يعني ذلك توليد الليزر عبر نطاق ترددي واسع، على عكس النطاقات الترددية الضيقة جدًا التي تميز ليزرات الموجة المستمرة. ينتج الوسط الليزري في بعض ليزرات الصبغة وليزر الحالة الصلبة الاهتزازي الإلكتروني كسبًا بصريًا عبر نطاق ترددي واسع، مما يجعل من الممكن إنتاج ليزر قادر على توليد نبضات ضوئية قصيرة تصل إلى بضع فيمتوثانية (10⁻¹⁵ ثانية ).
تقنية Q-switching
في ليزر Q-switched، يُسمح بتراكم انعكاس التوزيع السكاني عن طريق إدخال فقد داخل الرنان يتجاوز كسب الوسط؛ ويمكن وصف ذلك أيضًا بانخفاض عامل الجودة (Q) للتجويف. بعد ذلك، وبعد أن تقترب طاقة الضخ المخزنة في وسط الليزر من أقصى مستوى ممكن، تُزال آلية الفقد المُدخلة (غالبًا عنصر كهروضوئي أو صوتي-بصري) بسرعة (أو تحدث تلقائيًا في جهاز سلبي)، مما يسمح ببدء عملية الليزر التي تستعيد الطاقة المخزنة في وسط الكسب بسرعة. ينتج عن ذلك نبضة قصيرة تتضمن تلك الطاقة، وبالتالي قدرة ذروة عالية.
قفل الوضع
يستطيع الليزر ذو النمط المقفل إصدار نبضات قصيرة للغاية، تتراوح مدتها من عشرات البيكوثانية إلى أقل من 10 فيمتوثانية . تتكرر هذه النبضات بزمن ذهاب وإياب، أي الزمن الذي يستغرقه الضوء لإكمال دورة كاملة بين المرآتين المكونتين للرنان. ونظرًا لحد فورييه (المعروف أيضًا بعدم اليقين في الطاقة والزمن )، فإن نبضة بهذا الطول الزمني القصير لها طيف يمتد على نطاق ترددي واسع. لذا، يجب أن يتمتع وسط التضخيم هذا بنطاق ترددي واسع بما يكفي لتضخيم هذه الترددات. ومن الأمثلة على المواد المناسبة الياقوت المُصنّع والمُطعّم بالتيتانيوم ( Ti:sapphire )، الذي يتميز بنطاق ترددي واسع جدًا، وبالتالي يمكنه إنتاج نبضات لا تتجاوز مدتها بضع فيمتوثانية.
تُعدّ ليزرات التزامن النمطي أداةً بالغة التنوع لدراسة العمليات التي تحدث على نطاقات زمنية قصيرة للغاية (المعروفة بفيزياء الفيمتو ثانية، وكيمياء الفيمتو ثانية ، وعلم السرعات الفائقة )، ولتعظيم تأثير اللاخطية في المواد البصرية (مثل توليد التوافقي الثاني ، والتحويل البارامتري السفلي ، والمذبذبات البارامترية البصرية ). وعلى عكس النبضة العملاقة لليزر ذي التبديل Q، فإن النبضات المتتالية من ليزر التزامن النمطي متماسكة الطور؛ أي أن النبضات (وليس فقط أغلفةها ) متطابقة ودورية تمامًا. لهذا السبب، وللقدرات الذروية الهائلة التي تحققها هذه النبضات القصيرة، تُعدّ هذه الليزرات لا غنى عنها في بعض مجالات البحث.
الضخ النبضي
تتمثل إحدى طرق تشغيل الليزر النبضي في ضخ مادة الليزر بمصدر نبضي، إما عن طريق الشحن الإلكتروني كما في حالة مصابيح الوميض، أو باستخدام ليزر نبضي آخر. وقد استُخدم الضخ النبضي تاريخيًا مع ليزرات الصبغة، حيث كان عمر حالة التوازن الإلكتروني لجزيء الصبغة قصيرًا جدًا، مما استدعى استخدام مضخة عالية الطاقة وسريعة. وللتغلب على هذه المشكلة، تم شحن مكثفات كبيرة ، ثم تحويلها للتفريغ عبر مصابيح الوميض، مما ينتج عنه وميض شديد. كما يُعد الضخ النبضي ضروريًا لليزر ثلاثي المستويات، حيث يمتلئ مستوى الطاقة الأدنى بسرعة، مما يمنع استمرار الليزر حتى تعود تلك الذرات إلى حالتها الأرضية. ولا يمكن تشغيل هذه الليزرات، مثل ليزر الإكسيمر وليزر بخار النحاس، في وضع التشغيل المستمر.
تاريخ
المؤسسات
في عام 1917، وضع ألبرت أينشتاين الأسس النظرية لليزر والميزر في بحثه " Zur Quantentheorie der Strahlung " ("حول نظرية الكم للإشعاع")، وذلك من خلال إعادة اشتقاق قانون ماكس بلانك للإشعاع، استنادًا إلى معاملات الاحتمالية ( معاملات أينشتاين ) لامتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي وانبعاثه التلقائي والمحفز. [ 41 ] [ 30 ] وفي عام 1928، أكد رودولف دبليو لادنبورغ وجود ظاهرتي الانبعاث المحفز والامتصاص السلبي. [ 42 ] وفي عام 1939، تنبأ فالنتين أ. فابريكانت بإمكانية استخدام الانبعاث المحفز لتضخيم الموجات "القصيرة". [ 43 ] وفي عام 1947، اكتشف ويليس إي. لامب و ر. س. ريثرفورد انبعاثًا محفزًا واضحًا في أطياف الهيدروجين، وقاما بأول برهان عملي على هذه الظاهرة. [ 44 ] في عام 1950، اقترح ألفريد كاستلر (الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1966) طريقة الضخ الضوئي ، والتي تم إثباتها تجريبياً بعد ذلك بعامين من قبل بروسيل وكاستلر ووينتر. [ 45 ]
ماسر

في عام 1951، قدّم جوزيف ويبر ورقة بحثية حول استخدام الانبعاثات المحفزة لصنع مضخم للموجات الميكروية إلى مؤتمر أبحاث الصمامات المفرغة الذي عقده معهد مهندسي الراديو في يونيو 1952 في أوتاوا ، أونتاريو، كندا. [ 46 ] بعد هذا العرض، طلبت شركة آر سي إيه من ويبر إلقاء ندوة حول هذه الفكرة، وطلب منه تشارلز إتش تاونز نسخة من الورقة البحثية. [ 47 ]

في عام 1953، أنتج تشارلز إتش. تاونز وطلابه جيمس بي. جوردون وهربرت جيه. زايجر أول مضخم للموجات الميكروية، وهو جهاز يعمل وفق مبادئ مشابهة لليزر، ولكنه يُضخّم إشعاع الموجات الميكروية بدلاً من الأشعة تحت الحمراء أو الإشعاع المرئي. لم يكن جهاز الميزر الذي ابتكره تاونز قادراً على إنتاج إشعاع مستمر. [ 48 ] في الوقت نفسه، في الاتحاد السوفيتي، كان نيكولاي باسوف وألكسندر بروخوروف يعملان بشكل مستقل على المذبذب الكمومي ، وقد حلا مشكلة أنظمة الإنتاج المستمر باستخدام أكثر من مستويين للطاقة. يمكن لهذه الوسائط المُضخِّمة إطلاق انبعاثات مُحفَّزة بين حالة مُثارة وحالة مُثارة أدنى، وليس الحالة الأرضية، مما يُسهِّل الحفاظ على انعكاس التوزيع السكاني . في عام 1955، اقترح بروخوروف وباسوف الضخ الضوئي لنظام متعدد المستويات كطريقة للحصول على انعكاس التوزيع السكاني، والذي أصبح فيما بعد طريقة رئيسية للضخ بالليزر.
يذكر تاونز أن العديد من الفيزيائيين البارزين ، من بينهم نيلز بور ، وجون فون نيومان ، وليويلين توماس ، جادلوا بأن الميزر ينتهك مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ ، وبالتالي لا يمكن أن يعمل. وتوقع آخرون، مثل إيزيدور رابي وبوليكارب كوش، أنه سيكون غير عملي ولا يستحق الجهد المبذول. [ 49 ] في عام 1964، تقاسم تشارلز إتش. تاونز، ونيكولاي باسوف، وألكسندر بروخوروف جائزة نوبل في الفيزياء ، "لعملهم الأساسي في مجال الإلكترونيات الكمومية، والذي أدى إلى بناء مذبذبات ومضخمات تعتمد على مبدأ الميزر-الليزر".
الليزر
في أبريل 1957، اقترح المهندس الياباني جون-إيتشي نيشيزاوا مفهوم " الميزر البصري شبه الموصل " في طلب براءة اختراع. [ 50 ] وفي العام نفسه، بدأ تشارلز إتش. تاونز وآرثر ليونارد شاولاو، اللذان كانا يعملان آنذاك في مختبرات بيل ، دراسة جادة للميزرات البصرية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. ومع تطور الأفكار، تخلوا عن الأشعة تحت الحمراء للتركيز بدلاً من ذلك على الضوء المرئي .

في الوقت نفسه، كان غوردون غولد، طالب الدراسات العليا بجامعة كولومبيا، يعمل على أطروحة دكتوراه حول مستويات طاقة الثاليوم المُثار . التقى غولد وتاونز وتحدثا عن انبعاث الإشعاع كموضوع عام، لكنهما لم يتطرقا إلى العمل المحدد الذي كانا يُجريانه. لاحقًا، في نوفمبر 1957، دوّن غولد أفكاره حول كيفية صنع "ليزر"، بما في ذلك استخدام رنان مفتوح (وهو مُكوّن أساسي في أجهزة الليزر). تضمنت مفكرته رسمًا تخطيطيًا لليزر مُضخّم ضوئيًا. كما احتوت على أول استخدام مُسجّل لمصطلح "ليزر"، وهو اختصار لعبارة "تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث المُحفّز للإشعاع"، إلى جانب اقتراحات للتطبيقات المُحتملة لحزم الضوء المُتماسكة الموصوفة. [ 3 ]
في عام 1958، قدمت مختبرات بيل طلب براءة اختراع لجهاز الليزر البصري الذي اقترحه شاولاو وتاونز؛ ونشر شاولاو وتاونز ورقة بحثية تتضمن حساباتهما النظرية في مجلة Physical Review . [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] وفي العام نفسه، اقترح بروخوروف بشكل مستقل استخدام رنان مفتوح، وهو أول ظهور منشور لهذه الفكرة.
في مؤتمر عُقد عام 1959، نشر غوردون غولد لأول مرة اختصار "LASER" في ورقة بحثية بعنوان " الليزر، تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث المحفز للإشعاع" . [ 56 ] [ 19 ] كان هدف غولد هو استخدام اختصارات مختلفة تنتهي بـ "-ASER" لأجزاء مختلفة من الطيف: "XASER" للأشعة السينية، و"UVASER" للأشعة فوق البنفسجية، و"RASER" للموجات الراديوية، وما إلى ذلك. ولكن في النهاية، استُخدم مصطلح "LASER" لجميع الأجهزة التي تعمل بأطوال موجية أقصر من الموجات الميكروية.
تضمنت ملاحظات غولد تطبيقات محتملة لليزر، مثل الاتصالات الضوئية، وقياس الطيف ، والتداخل الضوئي ، والرادار ، والاندماج النووي . وواصل تطوير الفكرة، وقدم طلب براءة اختراع في أبريل 1959. رفض مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي طلبه، ومنح براءة اختراع لمختبرات بيل في عام 1960. وأثار ذلك نزاعًا قانونيًا استمر ثمانية وعشرين عامًا حول حقوق تقنيات الليزر المختلفة وتطبيقاتها. فاز غولد بأول براءة اختراع له في عام 1977 لمضخمات الليزر المضخّمة ضوئيًا، إلا أنه لم يفز بأول دعوى انتهاك براءة اختراع مهمة إلا في عام 1987. [ 57 ] سُجّلت براءات اختراع للعديد من جوانب الليزر العامل من قبل أشخاص مختلفين: ولا يزال سؤال كيفية تحديد الفضل في اختراع الليزر دون إجابة من المؤرخين. [ 58 ]
في 16 مايو 1960، قام ثيودور هـ. مايمان بتشغيل أول ليزر عامل [ 59 ] [ 60 ] في مختبرات هيوز للأبحاث ، ماليبو، كاليفورنيا، متقدمًا على العديد من فرق البحث، بما في ذلك فرق تاونز في جامعة كولومبيا ، وآرثر ل. شاولاو في مختبرات بيل ، [ 61 ] وغولد في شركة TRG (مجموعة الأبحاث التقنية). استخدم ليزر مايمان العامل بلورة ياقوت اصطناعية مضخّة بمصباح وميضي لإنتاج ضوء ليزر أحمر بطول موجي 694 نانومتر. كان الجهاز قادرًا فقط على التشغيل النبضي، نظرًا لتصميمه ثلاثي المستويات للضخ. في وقت لاحق من ذلك العام، قام الفيزيائي الإيراني علي جافان ، وويليام ر. بينيت الابن ، ودونالد ر. هيريوت ، ببناء أول ليزر غازي ، باستخدام الهيليوم والنيون ، والذي كان قادرًا على التشغيل المستمر في نطاق الأشعة تحت الحمراء (براءة اختراع أمريكية رقم 3,149,290). لاحقًا، حصل جافان على جائزة ألبرت أينشتاين العالمية للعلوم عام 1993. في عام 1962، عرض روبرت ن. هول أول ليزر شبه موصل ، مصنوع من زرنيخيد الغاليوم ، ينبعث منه ضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة عند 850 نانومتر. وفي وقت لاحق من ذلك العام، عرض نيك هولونياك الابن أول ليزر شبه موصل ذي انبعاث مرئي. كان هذا الليزر الأول يعمل بنظام النبضات فقط، وعند تبريده إلى درجة حرارة النيتروجين السائل (77 كلفن). في عام 1964، اخترع سي. كومار ن. باتيل في مختبرات بيل للهواتف ليزر ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، وهو أول ليزر غازي عالي الطاقة ذو موجة مستمرة، [ 62 ] والذي أصبح فيما بعد أحد أكثر أنواع الليزر استخدامًا في المجالين الصناعي والطبي. في عام 1970، قام كل من جوريس ألفيروف ، في الاتحاد السوفيتي، وإيزو هاياشي ومورتون بانيش من مختبرات بيل، بشكل مستقل بتطوير ليزرات ثنائية تعمل في درجة حرارة الغرفة وبشكل مستمر، باستخدام بنية الوصلة غير المتجانسة .
الابتكارات الحديثة

منذ الفترة المبكرة لتاريخ الليزر، أنتجت أبحاث الليزر مجموعة متنوعة من أنواع الليزر المحسنة والمتخصصة، والمُحسّنة لتحقيق أهداف أداء مختلفة، بما في ذلك:
- نطاقات أطوال موجية جديدة
- أقصى متوسط قدرة خرج
- أقصى طاقة نبضة ذروة
- أقصى قدرة نبضية قصوى
- الحد الأدنى لمدة نبضة الخرج
- الحد الأدنى لعرض الخط
- أقصى كفاءة في استهلاك الطاقة
- الحد الأدنى للتكلفة
لا تزال الأبحاث جارية حتى اليوم لتحسين هذه الجوانب من الليزر.
في عام 2015، صنع الباحثون ليزرًا أبيض، يتم تعديل ضوئه بواسطة صفيحة نانوية اصطناعية مصنوعة من الزنك والكادميوم والكبريت والسيلينيوم، والتي يمكنها إصدار ضوء أحمر وأخضر وأزرق بنسب متفاوتة، حيث يمتد كل طول موجي على 191 نانومتر. [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]
في عام 2017، عرض باحثون في جامعة دلفت للتكنولوجيا ليزرًا ميكرويًا يعمل بوصلة جوزيفسون ذات التيار المتردد . [ 66 ] ونظرًا لأن هذا الليزر يعمل في نطاق الموصلية الفائقة، فهو أكثر استقرارًا من أنواع الليزر الأخرى القائمة على أشباه الموصلات. ويتمتع الجهاز بإمكانية استخدامه في تطبيقات الحوسبة الكمومية . [ 67 ] وفي عام 2017 أيضًا، عرض باحثون في جامعة ميونخ التقنية أصغر ليزر ذي نمط قفل قادر على إصدار أزواج من نبضات ليزرية متزامنة الطور بتردد تكرار يصل إلى 200 جيجاهرتز. [ 68 ]
في عام 2017، حقق باحثون من المعهد الاتحادي للفيزياء والتقنية (PTB)، بالتعاون مع باحثين أمريكيين من معهد JILA ، وهو معهد مشترك بين المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) وجامعة كولورادو بولدر ، رقماً قياسياً عالمياً جديداً من خلال تطوير ليزر ألياف مشبع بالإربيوم بعرض خط طيفي يبلغ 10 ملي هرتز فقط. [ 69 ] [ 70 ]
الأنواع ومبادئ التشغيل

ليزرات الغاز
بعد اختراع ليزر غاز الهيليوم-نيون، وُجد أن العديد من التفريغات الغازية الأخرى تُضخّم الضوء بشكل متماسك. وقد صُممت ليزرات غازية باستخدام غازات مختلفة واستُخدمت لأغراض عديدة. يمكن لليزر الهيليوم-نيون (HeNe) العمل بأطوال موجية متعددة، إلا أن الغالبية العظمى منها مُصممة للعمل عند 633 نانومتر؛ وتُعد هذه الليزرات منخفضة التكلفة نسبيًا وعالية التماسك شائعة الاستخدام في مختبرات البحث البصري والمختبرات التعليمية. يمكن لليزر ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) التجاري أن يُصدر مئات الواط في نمط مكاني واحد يمكن تركيزه في بقعة صغيرة. يقع هذا الانبعاث في نطاق الأشعة تحت الحمراء الحرارية عند 10.6 ميكرومتر؛ وتُستخدم هذه الليزرات بانتظام في الصناعة للقطع واللحام والتطبيقات الطبية. تتميز كفاءة ليزر ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) بأنها عالية بشكل استثنائي: أكثر من 30%. [ 71 ] يمكن لليزر أيون الأرجون العمل عند عدة انتقالات ليزرية بين 351 و528.7 نانومتر. اعتمادًا على التصميم البصري، يمكن أن يعمل واحد أو أكثر من هذه الانتقالات في وقت واحد؛ وأكثر الخطوط استخدامًا هي 458 نانومتر، و488 نانومتر، و514.5 نانومتر. يُعد ليزر التفريغ الكهربائي المستعرض للنيتروجين في الغاز عند الضغط الجوي (TEA) ليزرًا غازيًا غير مكلف، وغالبًا ما يصنعه الهواة بأنفسهم، وهو يُنتج ضوءًا فوق بنفسجيًا غير متماسك نسبيًا عند 337.1 نانومتر. [ 72 ] ليزرات أيونات المعادن هي ليزرات غازية تُولّد أطوال موجية فوق بنفسجية عميقة . يُعد ليزر الهيليوم -الفضة (HeAg) عند 224 نانومتر وليزر النيون-النحاس (NeCu) عند 248 نانومتر مثالين على ذلك. ومثل جميع ليزرات الغاز منخفضة الضغط، تتميز أوساط التضخيم لهذه الليزرات بعرض خط تذبذب ضيق جدًا ، أقل من 3 جيجاهرتز (0.5 بيكومتر )، [ 73 ] مما يجعلها مرشحة للاستخدام في مطيافية رامان المُثبَّطة للفلورة .
تم إثبات توليد الليزر دون الحفاظ على الوسط المُثار في حالة انعكاس التوزيع السكاني في عام 1992 في غاز الصوديوم ، ومرة أخرى في عام 1995 في غاز الروبيديوم ، وذلك بواسطة فرق دولية مختلفة. [ 74 ] [ 75 ] وقد تحقق ذلك باستخدام ليزر خارجي لتحفيز "الشفافية البصرية" في الوسط عن طريق إدخال تداخل هدام بين انتقالات الإلكترونات الأرضية بين مسارين، مما أدى إلى إلغاء احتمالية امتصاص الإلكترونات الأرضية لأي طاقة.
الليزر الكيميائي
تُشغَّل الليزرات الكيميائية بتفاعل كيميائي يسمح بإطلاق كمية كبيرة من الطاقة بسرعة. تحظى هذه الليزرات عالية الطاقة باهتمام خاص في المجال العسكري؛ ومع ذلك، فقد طُوِّرت ليزرات كيميائية ذات موجة مستمرة بمستويات طاقة عالية جدًا، تُغذَّى بتيارات من الغازات، ولها بعض التطبيقات الصناعية. على سبيل المثال، في ليزر فلوريد الهيدروجين (2700-2900 نانومتر) وليزر فلوريد الديوتيريوم (3800 نانومتر)، يكون التفاعل عبارة عن اتحاد غاز الهيدروجين أو الديوتيريوم مع نواتج احتراق الإيثيلين في ثلاثي فلوريد النيتروجين .
تم عرض أول ليزر كيميائي في عام 1965 بواسطة جيروم في في كاسبر وجورج سي بيمينتل في جامعة كاليفورنيا، بيركلي. وكان ليزر كلوريد الهيدروجين يعمل عند 3.7 ميكرومتر. [ 76 ]
ليزر الإكسيمر
ليزرات الإكسيمر هي نوع خاص من ليزرات الغاز التي تعمل بتفريغ كهربائي، حيث يكون الوسط الليزري عبارة عن إكسيمر ، أو بالأحرى إكسيبلكس في التصاميم الحالية. هذه جزيئات لا يمكن أن توجد إلا بذرة واحدة في حالة إلكترونية مثارة . بمجرد أن ينقل الجزيء طاقة إثارته إلى فوتون، تنفصل ذراته عن بعضها، ويتفكك الجزيء. هذا يقلل بشكل كبير من عدد الذرات في حالة الطاقة المنخفضة، مما يسهل بشكل كبير عملية انعكاس التوزيع. جميع الإكسيمرات المستخدمة حاليًا هي مركبات غازات نبيلة ؛ الغازات النبيلة خاملة كيميائيًا ولا يمكنها تكوين مركبات إلا في حالة الإثارة. تعمل ليزرات الإكسيمر عادةً بأطوال موجية فوق بنفسجية ، ومن تطبيقاتها الرئيسية الطباعة الضوئية لأشباه الموصلات وجراحة الليزك للعيون. من جزيئات الإكسيمر الشائعة الاستخدام: ArF (انبعاث عند 193 نانومتر)، KrCl (222 نانومتر)، KrF (248 نانومتر)، XeCl (308 نانومتر)، وXeF (351 نانومتر). [ 77 ] يُشار أحيانًا إلى ليزر الفلور الجزيئي ، الذي ينبعث عند 157 نانومتر في الأشعة فوق البنفسجية الفراغية، باسم ليزر الإكسيمر؛ ومع ذلك، يبدو أن هذا تسمية خاطئة لأن F2 مركب مستقر.
ليزرات الحالة الصلبة

تستخدم ليزرات الحالة الصلبة قضيبًا بلوريًا أو زجاجيًا مُطعّمًا بأيونات تُوفّر مستويات الطاقة المطلوبة. على سبيل المثال، كان أول ليزر عامل هو ليزر الياقوت ، المصنوع من الياقوت ( الكوروندوم المُطعّم بالكروم ). ويُحافظ على انعكاس التوزيع السكاني في المادة المُطعّمة. تُضخّ هذه المواد ضوئيًا باستخدام طول موجي أقصر من طول موجة الليزر، غالبًا من أنبوب وميض أو ليزر آخر. يُعدّ استخدام مصطلح "الحالة الصلبة" في فيزياء الليزر أضيق نطاقًا من الاستخدام الشائع. ولا يُشار عادةً إلى ليزرات أشباه الموصلات (ثنائيات الليزر) على أنها ليزرات حالة صلبة.
يُعدّ النيوديميوم عنصرًا شائعًا في العديد من بلورات الليزر الصلبة، بما في ذلك أورثوفانادات الإيتريوم ( Nd:YVO₄ ) ، وفلوريد الإيتريوم الليثيوم ( Nd:YLF )، وجارنيت الإيتريوم الألومنيوم ( Nd:YAG ). تُنتج جميع هذه الليزرات طاقة عالية في طيف الأشعة تحت الحمراء عند 1064 نانومتر. وتُستخدم في قطع المعادن والمواد الأخرى ولحامها ووضع العلامات عليها، بالإضافة إلى استخدامها في التحليل الطيفي وضخ ليزرات الصبغة . كما تُضاعف ترددات هذه الليزرات عادةً ، أو تُثلّث ، أو تُربّع، لإنتاج أشعة بأطوال موجية 532 نانومتر (أخضر، مرئي)، و355 نانومتر، و266 نانومتر ( فوق بنفسجي )، على التوالي. [ 78 ] وتُستخدم ليزرات الحالة الصلبة المضخّمة بالديود ذات التردد المضاعف (DPSS) في صناعة مؤشرات ليزر خضراء ساطعة منخفضة الطاقة (<10 ميلي واط)، وليزر طبي عالي الطاقة (>3 واط). [ 79 ]
يُعدّ كلٌّ من الإيتربيوم والهولميوم والثوليوم والإربيوم من المواد الشائعة الأخرى المستخدمة في تصنيع ليزرات الحالة الصلبة. [ 80 ] يُستخدم الإيتربيوم في بلورات مثل Yb:YAG وYb:KGW وYb:KYW وYb:SYS وYb:BOYS وYb:CaF₂ ، والتي تعمل عادةً ضمن نطاق 1020-1050 نانومتر. تتميز هذه البلورات بكفاءة عالية وقدرة فائقة نظرًا لصغر عيبها الكمومي. ويمكن تحقيق قدرات عالية للغاية في نبضات قصيرة جدًا باستخدام Yb:YAG. أما بلورات YAG المُطعّمة بالهولميوم ، فتُصدر إشعاعًا بطول موجي 2097 نانومتر، وتُشكّل ليزرًا فعالًا يعمل ضمن نطاق الأشعة تحت الحمراء التي تمتصها الأنسجة المائية بقوة. ويُستخدم Ho-YAG عادةً في وضع النبضات، ويُمرّر عبر أجهزة جراحية تعمل بالألياف البصرية لإعادة بناء المفاصل، وإزالة تسوس الأسنان، وتبخير الأورام السرطانية، وتفتيت حصى الكلى والمرارة.
يُنتج الياقوت المُطعّم بالتيتانيوم ( Ti:sapphire ) ليزرًا عالي الضبط يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، ويُستخدم عادةً في التحليل الطيفي . كما أنه يتميز باستخدامه كليزر مُقفل النمط، حيث يُنتج نبضات فائقة القصر ذات قدرة ذروة عالية للغاية.
تُغيّر المذبذبات البارامترية البصرية طول موجة ليزرات الحالة الصلبة عبر الطيف من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء. [ 81 ] ويمكن للمذبذبات البارامترية البصرية غير المتوافقة طوريًا تحويل أطوال موجات الليزر بكفاءة تصل إلى 70%، مما يُنتج ليزرات عالية الكفاءة بأطوال موجية "آمنة للعين" تُتيح استخدامها بأمان في الأماكن العامة دون إلحاق الضرر بالعين. [ 82 ]
تنشأ القيود الحرارية في ليزرات الحالة الصلبة من طاقة الضخ غير المحولة التي تُسخّن الوسط. هذه الحرارة، عند اقترانها بمعامل حراري بصري عالٍ (dn / dT ) ، قد تُسبب ظاهرة العدسة الحرارية وتُقلل من الكفاءة الكمية. تتغلب ليزرات الأقراص الرقيقة المضخّة بالديود على هذه المشكلات بفضل وجود وسط كسب أرق بكثير من قطر شعاع الضخ، مما يسمح بتوزيع أكثر تجانسًا لدرجة الحرارة في المادة. وقد أظهرت ليزرات الأقراص الرقيقة قدرتها على إنتاج أشعة تصل قوتها إلى كيلوواط واحد. [ 83 ]
ليزر الألياف
تُسمى ليزرات الحالة الصلبة أو مضخمات الليزر التي يُوجَّه فيها الضوء بفعل الانعكاس الداخلي الكلي في ألياف بصرية أحادية النمط، بليزر الألياف . يسمح توجيه الضوء بمناطق تضخيم طويلة للغاية، مما يوفر ظروف تبريد جيدة؛ إذ تتميز الألياف بنسبة عالية بين مساحة السطح والحجم، مما يُتيح تبريدًا فعالًا. إضافةً إلى ذلك، تُسهم خصائص توجيه الموجات في الألياف في تقليل التشوه الحراري للشعاع. تُعد أيونات الإربيوم والإيتربيوم من الأنواع النشطة الشائعة في هذه الليزرات.
في كثير من الأحيان، يُصمَّم ليزر الألياف على شكل ألياف مزدوجة الغلاف . يتكون هذا النوع من الألياف من لبٍّ ليفي، وغلاف داخلي، وغلاف خارجي. يُختار معامل انكسار الطبقات الثلاث متحدة المركز بحيث يعمل اللب الليفي كألياف أحادية النمط لانبعاث الليزر، بينما يعمل الغلاف الخارجي كلب متعدد الأنماط عالي الكفاءة لليزر الضخ. يسمح هذا لليزر الضخ بنقل كمية كبيرة من الطاقة إلى منطقة اللب الداخلي النشطة وعبرها، مع الحفاظ على فتحة عددية عالية لتسهيل عملية الإطلاق.
يمكن استخدام ضوء الضخ بشكل أكثر كفاءة عن طريق إنشاء ليزر قرصي ليفي ، أو مجموعة من هذه الليزرات.
قد تعاني ليزرات الألياف، كغيرها من الوسائط البصرية، من ظاهرة التعتيم الضوئي عند تعرضها لإشعاع بأطوال موجية معينة. ويؤدي ذلك تحديدًا إلى تدهور المادة وفقدان كفاءة الليزر بمرور الوقت. وتختلف الأسباب والآثار الدقيقة لهذه الظاهرة من مادة إلى أخرى، إلا أنها غالبًا ما تتضمن تكوّن مراكز لونية . [ 84 ]
ليزرات البلورات الضوئية
تُعدّ ليزرات البلورات الضوئية ليزرات تعتمد على هياكل نانوية توفر حصر النمط وكثافة الحالات الضوئية (DOS) اللازمة لحدوث التغذية الراجعة. وهي عادةً ما تكون بحجم الميكرومتر وقابلة للضبط على نطاقات البلورات الضوئية. [ 85 ]
ليزرات أشباه الموصلات

تُعدّ ليزرات أشباه الموصلات ثنائيات تُضخّ كهربائياً. ويؤدي إعادة اتحاد الإلكترونات والفجوات الناتجة عن التيار المطبق إلى كسب بصري. ويشكّل الانعكاس من أطراف البلورة رنانًا بصريًا، مع العلم أن الرنان قد يكون خارجيًا بالنسبة لأشباه الموصلات في بعض التصاميم.
تُصدر ثنائيات الليزر التجارية أطوال موجية تتراوح بين 375 نانومتر و3500 نانومتر. [ 86 ] تُستخدم ثنائيات الليزر منخفضة إلى متوسطة القدرة في مؤشرات الليزر ، وطابعات الليزر ، ومشغلات الأقراص المدمجة/أقراص الفيديو الرقمية. كما تُستخدم ثنائيات الليزر بكثرة لضخ ليزرات أخرى بكفاءة عالية. أما ثنائيات الليزر الصناعية ذات القدرة الأعلى، والتي تصل قدرتها إلى 20 كيلوواط، فتُستخدم في الصناعة لأغراض القطع واللحام. [ 87 ] تتميز ليزرات أشباه الموصلات ذات التجويف الخارجي بوجود وسط نشط من أشباه الموصلات داخل تجويف أكبر. وتستطيع هذه الأجهزة توليد مخرجات طاقة عالية بجودة شعاع جيدة، وإشعاع ضيق النطاق قابل لضبط الطول الموجي ، أو نبضات ليزر فائقة القصر.
في عام 2012، قامت شركتا نيشيا وأوسرام بتطوير وتصنيع ثنائيات ليزر خضراء عالية الطاقة تجارية (515/520 نانومتر)، والتي تنافس ليزرات الحالة الصلبة التقليدية التي يتم ضخها بواسطة الثنائيات. [ 88 ] [ 89 ]
ليزرات انبعاث السطح ذات التجويف الرأسي ( VCSELs ) هي ليزرات أشباه موصلات يكون اتجاه انبعاثها عموديًا على سطح الرقاقة. تتميز أجهزة VCSEL عادةً بشعاع خرج أكثر دائرية من ليزرات الثنائيات التقليدية. اعتبارًا من عام 2005، كانت ليزرات VCSELs ذات الطول الموجي 850 نانومتر فقط متاحة على نطاق واسع، بينما بدأت ليزرات VCSELs ذات الطول الموجي 1300 نانومتر في الظهور تجاريًا [ 90 ] ، أما ليزرات VCSELs ذات الطول الموجي 1550 نانومتر فهي مجال بحثي. ليزرات VECSELs هي ليزرات VCSELs ذات تجويف خارجي. أما ليزرات الشلال الكمومي فهي ليزرات أشباه موصلات تتميز بانتقال نشط بين نطاقات الطاقة الفرعية للإلكترون في بنية تحتوي على عدة آبار كمومية .
يُعدّ تطوير ليزر السيليكون ذا أهمية بالغة في مجال الحوسبة الضوئية . يُعتبر السيليكون المادة المُفضّلة للدوائر المتكاملة ، ولذا يُمكن تصنيع المكونات الإلكترونية والضوئية السيليكونية (مثل الوصلات الضوئية ) على نفس الشريحة. مع ذلك، يُشكّل السيليكون مادةً صعبةً في إنتاج الليزر، نظرًا لخصائصه التي تُعيق هذه العملية. لكن في الآونة الأخيرة، تمكّنت فرق بحثية من إنتاج ليزرات سيليكونية باستخدام طرقٍ مثل تصنيع مادة الليزر من السيليكون ومواد أشباه موصلات أخرى، مثل فوسفيد الإنديوم (III) أو زرنيخيد الغاليوم (III) ، وهي مواد تسمح بإنتاج ضوء متماسك من السيليكون. تُعرف هذه الليزرات باسم ليزرات السيليكون الهجينة . كما أظهرت التطورات الحديثة استخدام ليزرات الأسلاك النانوية المُدمجة بشكل متجانس مباشرةً على السيليكون للوصلات الضوئية، مما يمهد الطريق لتطبيقات على مستوى الشريحة. [ 91 ] تتميز ليزرات الأسلاك النانوية ذات البنية غير المتجانسة هذه، القادرة على الربط البصري في السيليكون، بقدرتها على إصدار أزواج من نبضات البيكوثانية المتزامنة الطور بتردد تكرار يصل إلى 200 جيجاهرتز، مما يسمح بمعالجة الإشارات البصرية على الشريحة. [ 68 ] وهناك نوع آخر هو ليزر رامان ، الذي يستفيد من تشتت رامان لإنتاج ليزر من مواد مثل السيليكون.
تستخدم ليزرات النقاط الكمومية لأشباه الموصلات النقاط الكمومية كوسيط ليزر فعال. تتميز هذه الليزرات بأداء قريب من ليزرات الغاز، وتتجنب بعض عيوب وسائط الليزر التقليدية لأشباه الموصلات. وقد لوحظت تحسينات في عرض نطاق التعديل ، وعتبة الليزر ، وضوضاء الشدة النسبية ، ومعامل تحسين عرض الخط، وعدم تأثرها بدرجة الحرارة. كما يمكن هندسة المنطقة الفعالة للنقاط الكمومية للعمل بأطوال موجية مختلفة عن طريق تغيير حجم النقاط وتركيبها. وهذا يسمح بتصنيع ليزرات النقاط الكمومية للعمل بأطوال موجية لم تكن ممكنة سابقًا باستخدام تقنية ليزر أشباه الموصلات. [ 92 ]
ليزر الصبغة

تستخدم ليزرات الصبغة صبغة عضوية كوسيط تضخيم. يتيح طيف التضخيم الواسع للأصباغ المتاحة، أو مخاليط الأصباغ، إمكانية ضبط هذه الليزرات بدقة عالية، أو إنتاج نبضات قصيرة جدًا ( في حدود بضعة فيمتوثانية ). على الرغم من أن هذه الليزرات القابلة للضبط معروفة بشكل أساسي في صورتها السائلة، فقد أظهر الباحثون أيضًا انبعاثًا قابلًا للضبط ذي عرض خط طيفي ضيق في تكوينات المذبذبات التشتتية التي تتضمن وسائط تضخيم صبغية صلبة. في شكلها الأكثر شيوعًا، تستخدم ليزرات الصبغة الصلبة هذه بوليمرات مطعمة بالصبغة كوسائط ليزر.
تُعدّ ليزرات الفقاعات ليزرات صبغية تستخدم فقاعة كمرنان بصري. تُنتج أنماط الرنين في الفقاعة طيفًا ناتجًا يتألف من مئات القمم المتباعدة بانتظام: مشط ترددي . يرتبط تباعد أنماط الرنين ارتباطًا مباشرًا بمحيط الفقاعة، مما يسمح باستخدام ليزرات الفقاعات كمستشعرات ضغط عالية الحساسية. [ 93 ]
ليزرات الإلكترون الحر

تُنتج ليزرات الإلكترون الحر (FEL) إشعاعًا متماسكًا عالي الطاقة قابلًا للضبط على نطاق واسع، ويتراوح طول موجته حاليًا من الموجات الميكروية مرورًا بإشعاع التيراهيرتز والأشعة تحت الحمراء وصولًا إلى الطيف المرئي والأشعة السينية اللينة. وهي تتميز بأوسع نطاق ترددي بين جميع أنواع الليزر. وبينما تشترك حزم ليزرات الإلكترون الحر في نفس الخصائص البصرية مع أنواع الليزر الأخرى، مثل الإشعاع المتماسك، إلا أن طريقة تشغيلها تختلف تمامًا. فعلى عكس ليزرات الغاز أو السائل أو الحالة الصلبة، التي تعتمد على حالات ذرية أو جزيئية مقيدة، تستخدم ليزرات الإلكترون الحر حزمة إلكترونية نسبية كوسيط ليزري، ومن هنا جاء مصطلح " الإلكترون الحر" .
وسائل الإعلام الغريبة
كان السعي وراء ليزر عالي الطاقة الكمومية باستخدام الانتقالات بين الحالات المتماثلة لنواة الذرة موضوعًا لبحوث أكاديمية واسعة النطاق منذ أوائل سبعينيات القرن الماضي. وقد لُخِّصَ جزء كبير من هذه البحوث في ثلاث مقالات استعراضية. [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] واتسمت هذه البحوث بنطاق دولي، ولكنها تركزت بشكل أساسي في الاتحاد السوفيتي السابق والولايات المتحدة. وبينما لا يزال العديد من العلماء متفائلين باقتراب تحقيق اختراق علمي، إلا أن ليزر أشعة غاما التشغيلي لم يُصنع بعد. [ 97 ]
ركزت بعض الدراسات المبكرة على استخدام نبضات قصيرة من النيوترونات لإثارة حالة الأيزومر العليا في مادة صلبة، بحيث يستفيد انتقال أشعة غاما من تضييق خط تأثير موسباور . [ 98 ] [ 99 ] بالإضافة إلى ذلك، كان من المتوقع تحقيق العديد من المزايا من خلال ضخ نظام ثلاثي المستويات على مرحلتين. [ 100 ] وقد افترض الباحثون أن نواة الذرة المضمنة في المجال القريب لسحابة إلكترونية متذبذبة متماسكة بفعل الليزر ستشهد مجالًا ثنائي القطب أكبر من مجال الليزر المُحفِّز. [ 101 ] [ 102 ] علاوة على ذلك، فإن اللاخطية في السحابة المتذبذبة ستنتج توافقيات مكانية وزمنية، مما يسمح بتحفيز انتقالات نووية ذات تعدد قطبي أعلى عند مضاعفات تردد الليزر. [ 103 ] [ 104 ] [ 105 ] [ 106 ] [ 107 ] [ 108 ] [ 109 ]
في سبتمبر 2007، أفادت بي بي سي نيوز بوجود تكهنات حول إمكانية استخدام إفناء البوزيترونيوم لتشغيل ليزر أشعة غاما فائق القوة . [ 110 ] اقترح ديفيد كاسيدي من جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد، إمكانية استخدام ليزر واحد من هذا النوع لإشعال تفاعل اندماج نووي ، ليحل محل مجموعات من مئات الليزرات المستخدمة حاليًا في تجارب الاندماج بالقصور الذاتي . [ 110 ]
كما تم اقتراح استخدام أشعة الليزر السينية الفضائية التي يتم ضخها بواسطة الانفجارات النووية كأسلحة مضادة للصواريخ. [ 111 ] [ 112 ] ستكون هذه الأجهزة أسلحة ذات طلقة واحدة.
استُخدمت الخلايا الحية لإنتاج ضوء الليزر. [ 113 ] [ 114 ] خضعت هذه الخلايا لهندسة وراثية لإنتاج بروتين فلوري أخضر ، والذي يعمل كوسيط تضخيم لليزر. وُضعت الخلايا بعد ذلك بين مرآتين بعرض 20 ميكرومتر، تعملان كحجرة ليزر. عند إضاءة الخلية بضوء أزرق، انبعث منها ضوء ليزر أخضر مُوجَّه بشدة.
الليزر الطبيعي
على غرار الليزرات الفلكية ، قد تعمل الغازات الكوكبية أو النجمية المشعة على تضخيم الضوء، مما ينتج عنه ليزر طبيعي. [ 115 ] ويُظهر المريخ ، [ 116 ] والزهرة ، و MWC 349 هذه الظاهرة.
مجال الدراسة
يدرس علم الليزر أو فيزياء الليزر الليزرَ من الناحيتين النظرية والتطبيقية. [ 117 ] يهتم علم الليزر بشكل أساسي بالإلكترونيات الكمومية ، وبناء الليزر ، وتصميم التجويف البصري ، وفيزياء إنتاج انعكاس التوزيع السكاني في أوساط الليزر ، والتطور الزمني لحقل الضوء في الليزر. كما يهتم بفيزياء انتشار شعاع الليزر، ولا سيما فيزياء الحزم الغاوسية ، وتطبيقات الليزر ، والمجالات المرتبطة به مثل البصريات غير الخطية والبصريات الكمومية .
الاستخدامات

عندما تم اختراع الليزر لأول مرة، وُصف بأنه "حل يبحث عن مشكلة" [ 118 ]، على الرغم من أن غولد أشار إلى العديد من التطبيقات المحتملة في دفتر ملاحظاته وطلبات براءات الاختراع. [ 119 ] [ 120 ] ومنذ ذلك الحين، أصبح الليزر واسع الانتشار، حيث وجد استخداماته في آلاف التطبيقات المتنوعة للغاية في جميع قطاعات المجتمع الحديث، بما في ذلك الإلكترونيات الاستهلاكية ، وتكنولوجيا المعلومات، والعلوم، والطب، والصناعة، وإنفاذ القانون ، والترفيه، والجيش . وتعتمد الاتصالات عبر الألياف الضوئية على الليزر متعدد الإرسال في أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الموجة الكثيفة (WDM) لنقل كميات كبيرة من البيانات عبر مسافات طويلة. [ 121 ] [ 122 ] [ 123 ]
كان أول استخدام ملحوظ على نطاق واسع لأجهزة الليزر هو ماسح الباركود في السوبر ماركت ، والذي تم تقديمه في عام 1974. وكان مشغل أقراص الليزر ، الذي تم تقديمه في عام 1978، أول منتج استهلاكي ناجح يتضمن ليزرًا، ولكن مشغل الأقراص المدمجة كان أول جهاز مزود بالليزر يصبح شائعًا، وتم تسويقه تجاريًا في عام 1982، وتبعه بعد ذلك بوقت قصير طابعات الليزر .
ومن الاستخدامات الأخرى ما يلي:
- الاتصالات: إلى جانب الاتصالات عبر الألياف الضوئية ، تُستخدم الليزرات للاتصالات البصرية في الفضاء الحر ، [ 124 ] بما في ذلك الاتصالات الليزرية في الفضاء [ 125 ].
- الطب: انظر أدناه
- الصناعة: القطع بما في ذلك تحويل المواد الرقيقة، واللحام ، والمعالجة الحرارية للمواد ، ووضع العلامات على الأجزاء ( النقش والربط )، وعمليات التصنيع الإضافي أو الطباعة ثلاثية الأبعاد مثل التلبيد الانتقائي بالليزر والذوبان الانتقائي بالليزر ، وترسيب المعادن بالليزر ، والقياس غير التلامسي للأجزاء والمسح ثلاثي الأبعاد ، والتنظيف بالليزر .
- الاستخدامات العسكرية: تحديد الأهداف، توجيه الذخائر ، الدفاع الصاروخي ، التدابير المضادة الكهروضوئية ، تقنية الليدار ، إبهار القوات، مناظير الأسلحة النارية . انظر أدناه
- إنفاذ القانون : مراقبة حركة المرور باستخدام تقنية الليدار . تُستخدم أشعة الليزر للكشف عن بصمات الأصابع الكامنة في مجال الأدلة الجنائية [ 126 ] [ 127 ]
- مجالات البحث: التحليل الطيفي ، الاستئصال بالليزر ، التلدين بالليزر ، تشتت الليزر ، قياس التداخل بالليزر ، الليدار ، التشريح المجهري بالتقاط الليزر ، المجهر الفلوري ، القياسات ، التبريد بالليزر
- المنتجات التجارية: طابعات ليزرية ، ماسحات ضوئية للرموز الشريطية ، موازين حرارة ، مؤشرات ليزرية ، صور ثلاثية الأبعاد ، صور فقاعية
- وسائل الترفيه: الأقراص الضوئية ، وشاشات الإضاءة الليزرية ، وأجهزة تشغيل الأسطوانات الليزرية .
- العلامات الإرشادية: يمكن استخدام تقنية عرض الإضاءة الليزرية لعرض علامات إرشادية على أسطح مثل الملاعب والطرق وممرات الطائرات وأرضيات المستودعات. [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ]
في عام 2004، وباستثناء ليزرات الديود، بيع ما يقارب 131 ألف ليزر بقيمة 2.19 مليار دولار أمريكي . [ 131 ] وفي العام نفسه، بيع ما يقارب 733 مليون ليزر ديود بقيمة 3.20 مليار دولار أمريكي . [ 132 ] وبلغت مبيعات الليزر الصناعية العالمية في عام 2023 ما قيمته 21.85 مليار دولار أمريكي.
في الطب
لليزر استخدامات عديدة في الطب، بما في ذلك جراحة الليزر (وخاصة جراحة العيون )، وعلاج العمى، [ 133 ] والعلاج بالليزر (العلاج بالتعديل الضوئي الحيوي)، وعلاج حصى الكلى ، وتنظير قاع العين ، وعلاجات تجميل الجلد مثل علاج حب الشباب ، وتقليل السيلوليت وعلامات التمدد ، وإزالة الشعر .
تُستخدم أشعة الليزر لعلاج السرطان عن طريق تقليص أو تدمير الأورام أو الزوائد ما قبل السرطانية. وهي تُستخدم بشكل شائع لعلاج السرطانات السطحية التي تظهر على سطح الجسم أو بطانة الأعضاء الداخلية. كما تُستخدم لعلاج سرطان الخلايا القاعدية في الجلد، والمراحل المبكرة جدًا من أنواع أخرى مثل سرطان عنق الرحم ، وسرطان القضيب ، وسرطان المهبل ، وسرطان الفرج ، وسرطان الرئة ذي الخلايا غير الصغيرة . غالبًا ما يُدمج العلاج بالليزر مع علاجات أخرى، مثل الجراحة ، أو العلاج الكيميائي ، أو العلاج الإشعاعي . يستخدم العلاج الحراري الخلالي المُحفز بالليزر (LITT)، أو التخثير الضوئي الخلالي بالليزر ، أشعة الليزر لعلاج بعض أنواع السرطان باستخدام فرط الحرارة، الذي يستخدم الحرارة لتقليص الأورام عن طريق إتلاف أو قتل الخلايا السرطانية. تتميز أشعة الليزر بدقة أعلى من طرق الجراحة التقليدية، وتُسبب ضررًا وألمًا ونزيفًا وتورمًا وندوبًا أقل. من عيوبها أن الجراحين يحتاجون إلى تدريب متخصص، وبالتالي من المرجح أن تكون تكلفتها أعلى من العلاجات الأخرى. [ 134 ] [ 135 ]
العلاج بالليزر منخفض المستوى (LLLT) هو علاج يُستخدم فيه ضوء منخفض الطاقة من الليزر أو الثنائيات الباعثة للضوء (LED) على سطح الجسم. [ 136 ] [ 137 ] [ 138 ] [ 139 ] [ 140 ] يُزعم أن هذا العلاج يحفز الشفاء، ويخفف الألم، ويعزز وظائف الخلايا. ويبدو أن تأثيراته تقتصر على أطوال موجية محددة من الضوء. ولا تزال فعالية هذا النوع من العلاج قيد البحث. وقد يكون العلاج المتكرر بالضوء الأحمر منخفض المستوى فعالاً في السيطرة على قصر النظر لدى الأطفال. [ 141 ] [ 142 ] وقد حصلت العديد من هذه الأجهزة على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA)، ويجري اختبار العلاج بالضوء الأحمر منخفض المستوى لعلاج مجموعة من المشاكل الطبية، بما في ذلك التهاب المفاصل الروماتويدي [ 143 ] والتهاب الغشاء المخاطي للفم . [ 144 ]
كأسلحة

سلاح الليزر هو نوع من أسلحة الطاقة الموجهة التي تستخدم أشعة الليزر لإلحاق الضرر. [ 145 ] ولا يزال من غير المؤكد ما إذا كان سيتم نشرها كأسلحة عسكرية عملية عالية الأداء. [ 146 ] [ 147 ] ومن أبرز المشكلات التي تواجه أسلحة الليزر ظاهرة التوهج الحراري في الغلاف الجوي ، والتي لا تزال غير محلولة إلى حد كبير. وتتفاقم هذه المشكلة في وجود الضباب أو الدخان أو الغبار أو المطر أو الثلج أو الضباب الدخاني أو الرغوة أو المواد الكيميائية المعتمة المنتشرة عمدًا. وقد اختبرت البحرية الأمريكية نظام سلاح الليزر قصير المدى جدًا (ميل واحد) بقدرة 30 كيلوواط ، أو LaWS، لاستخدامه ضد أهداف مثل الطائرات المسيرة الصغيرة وقذائف آر بي جي ومحركات الزوارق أو المروحيات المرئية . [ 148 ] [ 149 ] وقد وُصف بأنه "ستة ليزرات لحام متصلة ببعضها". ويجري تطوير نظام HELIOS بقدرة 60 كيلوواط لسفن فئة المدمرات اعتبارًا من عام 2020. [ 150 ] [ 151 ]

يمكن استخدام أشعة الليزر كأسلحة غير فتاكة تُسبب العجز . [ 152 ] إذ يُمكن أن تُسبب فقدانًا مؤقتًا أو دائمًا للبصر عند توجيهها نحو العينين. حتى أشعة الليزر ذات القدرة الأقل من واط واحد يُمكن أن تُسبب فقدانًا فوريًا ودائمًا للبصر في ظروف معينة، مما يجعلها أسلحة غير فتاكة ولكنها تُسبب العجز. يُعد استخدام هذه الأشعة مثيرًا للجدل الأخلاقي نظرًا للإعاقة الشديدة التي يُسببها العمى الناتج عن الليزر. يحظر بروتوكول أسلحة الليزر المُسببة للعمى استخدام الأسلحة المصممة لإحداث عمى دائم. أما الأسلحة المصممة لإحداث عمى مؤقت، والمعروفة باسم "المُبهرات "، فتستخدمها المؤسسات العسكرية، وأحيانًا منظمات إنفاذ القانون.
هوايات
في السنوات الأخيرة، أبدى بعض الهواة اهتمامًا بالليزر. يستخدم الهواة عادةً ليزرات من الفئة IIIa أو IIIb ، مع أن بعضهم صنع ليزرات من الفئة الرابعة. [ 153 ] ومع ذلك، ونظرًا لتكلفتها ومخاطرها المحتملة، تُعد هذه الهواية غير شائعة. يلجأ بعض الهواة إلى استخراج ثنائيات الليزر من مشغلات أقراص DVD المعطلة (الحمراء)، أو مشغلات Blu-ray (البنفسجية)، أو حتى ثنائيات ليزر ذات طاقة أعلى من ناسخات أقراص CD أو DVD . [ 154 ]
استخدم الهواة أيضاً أشعة الليزر الفائضة من التطبيقات العسكرية المتقاعدة وقاموا بتعديلها لأغراض التصوير المجسم . وتُعدّ أشعة الليزر النبضية من نوعي الياقوت والياج مناسبةً تماماً لهذا التطبيق.
أمثلة حسب القوة

تتطلب التطبيقات المختلفة ليزرات ذات قدرات خرج متفاوتة. يمكن مقارنة الليزرات التي تُنتج شعاعًا مستمرًا أو سلسلة من النبضات القصيرة بناءً على متوسط قدرتها. كما يمكن تصنيف الليزرات التي تُنتج نبضات بناءً على ذروة قدرة كل نبضة. وتكون ذروة قدرة الليزر النبضي أكبر بكثير من متوسط قدرته. ويكون متوسط قدرة الخرج دائمًا أقل من القدرة المستهلكة.
| قوة | يستخدم |
|---|---|
| 1-5 ميلي واط | مؤشرات الليزر |
| 5 ميلي واط | محرك أقراص CD-ROM |
| 5-10 ميلي واط | مشغل أقراص DVD أو محرك أقراص DVD-ROM |
| 100 ميلي واط | ناسخ أقراص CD-RW عالي السرعة |
| 250 ميلي واط | ناسخ أقراص DVD-R للمستهلكين بسرعة 16× |
| 400 ميلي واط | تسجيل DVD مزدوج الطبقات 24× [ 155 ] |
| 1 واط | تطوير نموذج أولي للقرص الهولوغرافي متعدد الاستخدامات باستخدام الليزر الأخضر |
| 1-20 واط | مخرجات غالبية ليزرات الحالة الصلبة المتوفرة تجارياً والمستخدمة في التصنيع الدقيق |
| 30-100 واط | ليزرات ثاني أكسيد الكربون الجراحية المغلقة النموذجية [ 156 ] |
| 100–3000 واط | ليزر ثاني أكسيد الكربون المغلق النموذجي المستخدم في القطع بالليزر الصناعي |
أمثلة على الأنظمة النبضية ذات القدرة القصوى العالية:
أمان
حتى أول ليزر اعتُبر خطيرًا. وصف ثيودور مايمان أول ليزر بأنه يمتلك قوة شفرة حلاقة واحدة من نوع "جيليت"، إذ كان قادرًا على حرق شفرة حلاقة واحدة من جيليت . [ 159 ] [ 160 ] واليوم، من المسلّم به أن حتى الليزر منخفض الطاقة، الذي لا تتجاوز قدرته بضعة ميلي واط، قد يُشكّل خطرًا على بصر الإنسان عندما يصطدم شعاعه بالعين مباشرةً أو بعد انعكاسه عن سطح لامع. عند الأطوال الموجية التي تستطيع القرنية والعدسة تركيزها جيدًا، فإن تماسك ضوء الليزر وانخفاض تشتته يعنيان أنه يمكن للعين تركيزه في بقعة صغيرة جدًا على الشبكية ، مما يؤدي إلى حرق موضعي وتلف دائم في غضون ثوانٍ أو حتى أقل.
عادة ما يتم وضع علامة على أجهزة الليزر برقم فئة السلامة، والذي يحدد مدى خطورة الليزر:
- تُعتبر الفئة 1 آمنة بطبيعتها، وذلك عادةً لأن الضوء يكون محصورًا داخل غلاف، على سبيل المثال في مشغلات الأقراص المدمجة.
- تُعتبر الفئة الثانية آمنة أثناء الاستخدام العادي؛ إذ يمنع رد فعل رمش العين حدوث أي ضرر. عادةً ما تصل الطاقة إلى 1 ميلي واط، كما هو الحال في مؤشرات الليزر.
- تصل قوة ليزر الفئة 3R (المعروفة سابقًا باسم IIIa) عادةً إلى 5 ميلي واط، وتنطوي على خطر ضئيل لتلف العين خلال فترة رد فعل الرمش. ومن المرجح أن يؤدي التحديق في مثل هذا الشعاع لعدة ثوانٍ إلى تلف بقعة على الشبكية.
- يمكن أن تسبب أشعة الليزر من الفئة 3B (5-499 ميلي واط) تلفًا فوريًا للعين عند التعرض لها.
- يمكن لأشعة الليزر من الفئة الرابعة (≥ 500 ميلي واط) أن تسبب حروقًا جلدية، وفي بعض الحالات، حتى الضوء المتناثر منها قد يُلحق الضرر بالعين و/أو الجلد. ويندرج العديد من أجهزة الليزر الصناعية والعلمية ضمن هذه الفئة.
القدرات المذكورة خاصة بأشعة الليزر ذات الموجة المستمرة والضوء المرئي. أما بالنسبة لأشعة الليزر النبضية والأطوال الموجية غير المرئية، فتُطبق حدود قدرة أخرى. يمكن للعاملين مع أشعة الليزر من الفئة 3B والفئة 4 حماية أعينهم باستخدام نظارات واقية مصممة لامتصاص الضوء ذي طول موجي محدد.
تُعرف أشعة الليزر تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية التي تزيد عن 1.4 ميكرومتر تقريبًا باسم "آمنة للعين"، لأن القرنية تميل إلى امتصاص الضوء عند هذه الأطوال الموجية، مما يحمي الشبكية من التلف. مع ذلك، قد يكون مصطلح "آمنة للعين" مُضللًا، إذ ينطبق فقط على أشعة الموجة المستمرة ذات الطاقة المنخفضة نسبيًا؛ بينما قد تتسبب أشعة الليزر عالية الطاقة أو أشعة الليزر ذات مفتاح Q عند هذه الأطوال الموجية في حرق القرنية، مما يؤدي إلى تلف شديد في العين، بل إن أشعة الليزر متوسطة الطاقة قد تُلحق الضرر بالعين.
قد تشكل أشعة الليزر خطراً على الطيران المدني والعسكري على حد سواء، نظراً لقدرتها على تشتيت انتباه الطيارين أو إعمائهم مؤقتاً. راجع قسم "أشعة الليزر وسلامة الطيران" لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع.
قد تكون الكاميرات التي تعتمد على أجهزة اقتران الشحنات أكثر حساسية لتلف الليزر من العيون البيولوجية. [ 161 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ تايلور، نيك (2000). الليزر: المخترع، الحائز على جائزة نوبل، وحرب براءات الاختراع التي استمرت ثلاثين عامًا . سايمون وشوستر . ص 66. ISBN 978-0-684-83515-0.
- ↑ روس ت.، آدم؛ بيكر ج.، دانيال (2001). وقائع جراحة الليزر: التوصيف المتقدم، والعلاجات، والأنظمة . SPIE . ص 396. ISBN 978-0-8194-3922-2.
- 1 2 تايلور ن (2022). "اختراع الليزر" . الملاقط الضوئية . طرق البيولوجيا الجزيئية. المجلد 2478. الصفحات 3-10 . doi : 10.1007/978-1-0716-2229-2_1 . ISBN 978-1-0716-2228-5PMID 36063315
- ↑ "غوردون غولد" . صحيفة الإندبندنت . 23 سبتمبر 2005. تم الاطلاع عليه في 10 يناير 2025 .
- ↑ "ديسمبر 1958: اختراع الليزر" . aps.org . مؤرشف من الأصل في 10 ديسمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 27 يناير 2022 .
- ↑ نينغ، جينا؛ تشانغ، وينروي؛ كاو، تشانغتشينغ؛ فنغ، تشيجون؛ تسنغ، شياودونغ؛ وانغ، تينغ؛ وانغ، روي؛ سونغ، تشي؛ فان، شوانغلين (2019). "تجميع حزم أشعة ليزر الديود للاتصالات البصرية في الفضاء الحر" . فيزياء وتكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء . 102 102996. دار النشر Elsevier BV. Bibcode : 2019InPhT.10202996N . doi : 10.1016/j.infrared.2019.102996 . ISSN 1350-4495 .
- ↑ كاستلفيكي، دافيد؛ ساندرسون، كاثرين (3 أكتوبر 2023). "فيزيائيون يبنون ليزرات فائقة السرعة تعمل بنبضات الأتوثانية يفوزون بجائزة نوبل" . مجلة نيتشر . 622 (7982): 225-227 . Bibcode : 2023Natur.622..225C . doi : 10.1038/d41586-023-03047-w . PMID 37789199. تاريخ الاسترجاع: 14 نوفمبر 2024 .
- ↑ ترينر، ماثيو (2010). "الذكرى الخمسون لليزر" . معلومات براءات الاختراع العالمية . 32 (4): 326-330 . Bibcode : 2010WPatI..32..326T . doi : 10.1016/j.wpi.2010.06.005 .
- ↑ صالح، بهاء (2016)، العمري، محمد د.؛ الجوماتي، محمد؛ الزبيري، م. سهيل (محررون)، "الليزر" ، البصريات في عصرنا ، تشام: دار نشر سبرينغر الدولية، ص 71-85 ، Bibcode : 2016oot..book...71S ، doi : 10.1007/978-3-319-31903-2_4 ، ISBN 978-3-319-31902-5
{{citation}}: CS1 maint: work parameter with ISBN ( link ) - ↑ هيلبرون، جون ل. ( 27 مارس 2003). موسوعة أكسفورد لتاريخ العلوم الحديثة . مطبعة جامعة أكسفورد . ص 447. ISBN 978-0-19-974376-6.
- ^ ماريو بيرتولوتي (1 أكتوبر 2004). تاريخ الليزر . الصحافة اتفاقية حقوق الطفل . ص 215 ، 218 – 219 . رقم ISBN 978-1-4200-3340-3.
- ↑ هول، كارلا (17 ديسمبر 1987). "مخترع يتفوق على براءات اختراع الليزر: بعد 30 عامًا، يحصل غوردون غولد على التقدير الذي يستحقه" . صحيفة لوس أنجلوس تايمز . تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ ماو، توماس هـ. الثاني (21 سبتمبر 2005). "غوردون غولد، 85 عامًا؛ عالم فيزياء ينال أخيرًا حقه في اكتشاف الليزر" . صحيفة لوس أنجلوس تايمز . تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ ماكولي ، ألاستير د. (31 مايو 2011). تكنولوجيا الليزر العسكرية للدفاع: تكنولوجيا لإحداث ثورة في حروب القرن الحادي والعشرين . جون وايلي وأولاده . ص 127. ISBN 978-0-470-25560-5.
- ↑ رينك ، كارل ف. (9 فبراير 2012). أساسيات فيزياء الليزر: لطلاب العلوم والهندسة . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 4. ISBN 978-3-642-23565-8.
- ↑ "LASE" . قاموس كولينز . تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2024 .
- ↑ "LASING" . قاموس كولينز . تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2024 .
- ↑ ستريلنيتسكي، فلاديمير (1997). "الميزرات، الليزر، والوسط بين النجوم". الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء . 252 ( 1-2 ): 279-287 . Bibcode : 1997Ap & SS.252..279S . doi : 10.1023/A:1000892300429 . S2CID 115181195 .
- 1 2 3 تشو، ستيفن ؛ تاونز، تشارلز (2003). "آرثر شاولاو". في إدوارد ب. لازير (محرر). مذكرات سيرية . المجلد 83. الأكاديمية الوطنية للعلوم. ص 202. ISBN 978-0-309-08699-8.
- ↑ العامري، محمد د. القماطي، محمد؛ الزبيري، محمد سهيل (12 ديسمبر 2016). البصريات في عصرنا . سبرينغر . ص. 76 . رقم ISBN 978-3-319-31903-2.
- ↑ هيشت، جيف ( 27 ديسمبر 2018). فهم الليزر: دليل للمبتدئين . جون وايلي وأولاده . ص 201. ISBN 978-1-119-31064-8.
- ↑ "خط العلوم بجامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا" . scienceline.ucsb.edu . تم الاطلاع عليه في 9 ديسمبر 2024 .
- ↑ فيلدمان، ساشا (2 أغسطس 2023). "ترويض أصغر الليزرات: الانبعاث التلقائي المُضخّم كهربائيًا من البلورات النانوية" . المادة . 6 (8): 2568-2570 . doi : 10.1016/j.matt.2023.06.022 . ISSN 2590-2393 .
- ↑ "الاختصار" . Wordsmith.org . تم الاطلاع عليه في 9 ديسمبر 2024 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 هيشت، يوجين (1998). البصريات ( الطبعة الثالثة). ريدينغ، ماساتشوستس: أديسون-ويسلي. ISBN 978-0-201-83887-9.
- ↑ الفيزياء المفاهيمية ، بول هيويت، 2002
- ^ سيجمان ، أنتوني إي. (1986). الليزر . كتب العلوم الجامعية. ص. 2 . رقم ISBN 978-0-935702-11-8.
- ↑ بيرسال 2020 ، ص. 276=285.
- ↑ بيرسال، توماس (2010). أساسيات الفوتونيات، الطبعة الثانية . ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-162935-5أُرشف من المصدر الأصلي في 17 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 23 فبراير 2021 .
- 1 2 كليبنر، دانيال (1 فبراير 2005). "إعادة قراءة آينشتاين حول الإشعاع" . فيزياء اليوم . المجلد 58، العدد 2. ص 30. doi : 10.1063/1.1897520 . تاريخ الاسترجاع: 20 مايو 2026 .
- 1 2 ماكواري، دونالد أ.؛ سيمون، جون د. (200). الكيمياء الفيزيائية: مدخل جزيئي . سوساليتو، كاليفورنيا: منشورات جامعة العلوم. ISBN 978-0-935702-99-6.
{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة ) - ^ سيجمان ، أنتوني إي. (1986). الليزر . كتب العلوم الجامعية. ص. 4 . رقم ISBN 978-0-935702-11-8.
- ↑ سترونغ، سي إل (يونيو 1974). "ليزر النيتروجين". الضوء واستخداماته: صنع واستخدام الليزر، والهولوغرامات، ومقاييس التداخل، وأجهزة التشتيت . دبليو إتش فريمان. الصفحات 40-43 . ISBN 978-0-7167-1185-8.
- ↑ بولناو، م. (2018). "جانب الطور في انبعاث وامتصاص الفوتون" (ملف PDF) . أوبتيكا . 5 (4): 465-474 . Bibcode : 2018Optic...5..465P . doi : 10.1364/OPTICA.5.000465 . مؤرشف من الأصل في 8 فبراير 2023. تم الاطلاع عليه في 28 يونيو 2020 .
- ↑ بولناو، م.؛ إيشهورن، م. (2020). "التماسك الطيفي، الجزء الأول: عرض خط الرنان السلبي، وعرض خط الليزر الأساسي، وتقريب شاولاو-تاونز" . التقدم في الإلكترونيات الكمومية . 72 100255. Bibcode : 2020PQE....7200255P . doi : 10.1016/j.pquantelec.2020.100255 .
- ↑ غلاوبر، آر. جيه. (1963). "حالات متماسكة وغير متماسكة لحقل الإشعاع" (ملف PDF) . مجلة الفيزياء ، 131 (6): 2766-2788 . رمز Bibcode : 1963PhRv..131.2766G . doi : 10.1103/PhysRev.131.2766 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 8 مايو 2021. تم الاطلاع عليه في 23 فبراير 2021 .
- ↑ بيرسال 2020 ، ص 276.
- ↑ كارمان، جي بي؛ ماكدونالد، جي إس؛ نيو، جي إتش سي؛ ووردمن، جي بي (نوفمبر 1999). "بصريات الليزر: الأنماط الكسورية في الرنانات غير المستقرة" . مجلة نيتشر . 402 (6758): 138. رمز Bibcode : 1999Natur.402..138K . doi : 10.1038/45960 . S2CID 205046813 .
- ^ أينشتاين ، ألبرت (1916). "Zur Quantentheorie der Strahlung" . Physikalische Gesellschaft زيورخ . 18 : 47 – 62.
- ↑ "علم الفلك 505" . astronomy.nmsu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 نوفمبر 2025 .
- ^ أينشتاين، أ (1917). "Zur Quantentheorie der Strahlung". Physikalische Zeitschrift . 18 : 121– 128. بيب كود : 1917PhyZ...18..121E .
- ^ ستين، وم. ستين، وليام م. مازومدر، ج. (2010). معالجة المواد بالليزر (الطبعة الرابعة ). سبرينغر. ص 5، 11. ردمك 978-1-84996-062-5.
- ^ باتاني ، ديمتري (2004). "Il rischio da Laser: cosa è e Come affrontarlo; analisi di unproblem not così lontano da noi" [ الخطر من الليزر: ما هو عليه وكيف يكون مواجهته؛ تحليل مشكلة ليست بعيدة عنا إذن ] . wwwold.unimib.it . Programma Corso di Formazione Obbligatorio (باللغة الإيطالية). جامعة ميلانو بيكوكا. ص. 12. مؤرشفة من الأصلي (Powerpoint) في 14 يونيو 2007 . تم استرجاعه في 1 يناير 2007 .
- ^ ستين، وم. ستين، وليام م. مازومدر، ج. (2010). معالجة المواد بالليزر (الطبعة الرابعة ). سبرينغر. ص. 5. رقم ISBN 978-1-84996-062-5.
- ↑ جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1966. مؤرشفة في 4 يونيو 2011 على موقع Wayback Machine . خطاب تقديمي للأستاذ إيفار والر. تم الاطلاع عليه في 1 يناير 2007.
- ↑ "مقابلة تاريخية شفهية مع جوزيف ويبر أجراها المعهد الأمريكي للفيزياء" . 4 مايو 2015. مؤرشفة من الأصل في 8 مارس 2016. تم الاطلاع عليها في 16 مارس 2016 .
- ^ برتولوتي، ماريو (2015). الماسرز والليزر: نهج تاريخي ( الطبعة الثانية). الصحافة اتفاقية حقوق الطفل. ص 89 – 91. ISBN 978-1-4822-1780-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مارس 2016 .
- ↑ "دليل الليزر" . هوبارت . مؤرشف من الأصل في 24 أبريل 2019. تم الاطلاع عليه في 24 أبريل 2017 .
- ↑ تاونز، تشارلز هـ. (1999). كيف ظهر الليزر: مغامرات عالم ، مطبعة جامعة أكسفورد ، رقم ISBN 978-0-19-512268-8، الصفحات 69-70.
- ↑ نيشيزاوا، جون-إيتشي (ديسمبر 2009). "توسيع نطاق الترددات من الميزر إلى الليزر" . وقائع الأكاديمية اليابانية، السلسلة ب ، العلوم الفيزيائية والبيولوجية . 85 (10): 454-465 . Bibcode : 2009PJAB...85..454N . doi : 10.2183/pjab.85.454 . PMC 3621550. PMID 20009378 .
- ↑ شاولاو، آرثر؛ تاونز، تشارلز (1958). "الميزرات بالأشعة تحت الحمراء والضوئية" . مجلة Physical Review . 112 (6): 1940-1949 . Bibcode : 1958PhRv..112.1940S . doi : 10.1103/PhysRev.112.1940 .
- ↑ "اختراع الليزر" . مجلة الاختراع والتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ "مختبرات بيل" . مجلة الاختراع والتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ "الصفحة الأخيرة" . الجمعية الفيزيائية الأمريكية . 4 مايو 2005. تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ "الليزر يبلغ 50 عامًا (صور)" . سي بي إس نيوز . 15 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ غولد، ر. غوردون (1959). "الليزر، تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث المحفز للإشعاع". في فرانكن، بنسلفانيا؛ ساندز، ر. هـ. (محرران). مؤتمر آن أربور حول الضخ الضوئي، جامعة ميشيغان، من 15 إلى 18 يونيو 1959. ص 128. OCLC 02460155 .
- ↑ تايلور، نيك (2000). الليزر: المخترع، الحائز على جائزة نوبل، وحرب براءات الاختراع التي استمرت ثلاثين عامًا . نيويورك: سايمون وشوستر. الفصل 35، 47. ISBN 978-0-684-83515-0.
- ↑ جوان ليزا برومبيرغ، الليزر في أمريكا، 1950-1970 (1991)، الصفحات 74-77، منشور إلكترونيًا، مؤرشف في 28 مايو 2014، على موقع Wayback Machine
- ↑ مايمان، تي إتش (1960). "الإشعاع الضوئي المحفز في الياقوت". مجلة نيتشر . 187 (4736): 493-494 . Bibcode : 1960Natur.187..493M . doi : 10.1038/187493a0 . S2CID 4224209 .
- ↑ تاونز، تشارلز هارد . "أول ليزر" . جامعة شيكاغو . مؤرشف من الأصل في 4 أبريل 2004. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2008 .
- ↑ هيشت، جيف (2005). الشعاع: السباق نحو صنع الليزر . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-514210-5.
- ↑ باتيل، سي كيه إن (30 نوفمبر 1964). "تأثير الليزر ذي الموجة المستمرة على الانتقالات الاهتزازية الدورانية لثاني أكسيد الكربون" . مجلة Physical Review . 136 (5A): A1187– A1193. doi : 10.1103/physrev.136.a1187 . ISSN 0031-899X . مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2024.
- ↑ "لأول مرة، ليزر يُشعّ ضوءًا أبيض نقيًا" . مجلة العلوم الشعبية . ١٨ مارس ٢٠١٩. مؤرشف من الأصل في ١٦ ديسمبر ٢٠١٩. تم الاطلاع عليه في ١٦ ديسمبر ٢٠١٩ .
- ↑ "باحثون يستعرضون أول ليزر أبيض في العالم" . phys.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 ديسمبر 2019 .
- ↑ «العلماء أخيراً ابتكروا ليزراً أبيض - ويمكنه إنارة منزلك» . gizmodo.com . 30 يوليو 2015. مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 16 ديسمبر 2019 .
- ↑ "باحثون يستعرضون نوعًا جديدًا من الليزر" . Phys.org . مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2017. تم الاطلاع عليه في 4 مارس 2017 .
- ↑ كاسيدي، ماك. برونو، أ. رابرت، س.؛ عرفان، م.؛ كامهوبر، J .؛ شوتن، RN؛ أخميروف، أر. كووينهوفن، إل بي (2 مارس 2017). “عرض ليزر تقاطع جوزيفسون”. علوم . 355 (6328): 939-942 . أرخايف : 1703.05404 . بيب كود : 2017Sci...355..939C . دوى : 10.1126/science.aah6640 . بميد 28254938 . S2CID 1364541 .
- 1 2 ماير، ب.؛ ريجلر، أ.؛ ستيرزل، س.؛ ستيتنر، ت.؛ كوبلمولر، ج.؛ كانيبر، م.؛ لينجناو، ب.؛ لودج، ك.؛ فينلي، ج. ج. (23 مايو 2017). "التزامن الطوري المتبادل طويل الأمد لأزواج نبضات البيكوثانية المُولَّدة بواسطة ليزر سلك نانوي شبه موصل" . نيتشر كوميونيكيشنز . 8 15521. arXiv : 1603.02169 . Bibcode : 2017NatCo...815521M . doi : 10.1038/ncomms15521 . PMC 5457509. PMID 28534489 .
- ↑ إريكا شو (29 يونيو/حزيران 2017). "طوّر المعهد الاتحادي للفيزياء والتقنية ليزرًا بعرض خط طيفي يبلغ 10 ملي هرتز فقط" (بيان صحفي). مؤرشف من الأصل في 3 يوليو/تموز 2017.
- ↑ ماتي، دي جي؛ ليجيرو، تي؛ هافنر، إس؛ وآخرون (30 يونيو 2017). "ليزر بطول موجي 1.5 ميكرومتر وعرض خط طيفي أقل من 10 ملي هرتز". مجلة Physical Review Letters ، المجلد 118 (26)، العدد 263202. arXiv : 1702.04669 . Bibcode : 2017PhRvL.118z3202M . doi : 10.1103/PhysRevLett.118.263202 . PMID: 28707932. S2CID : 206293342 .
- ↑ نولين، جيم؛ ديريك فيرنو. "ليزر ثاني أكسيد الكربون" . فيزياء ديفيدسون. مؤرشف من الأصل في 11 أكتوبر 2014. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2014 .
- ↑ سيل، مارك (2004). "ليزر غاز النيتروجين TEA" . صفحة الليزرات المصنعة منزليًا . مؤرشف من الأصل في 11 سبتمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 15 سبتمبر 2007 .
- ↑ "ليزر الأشعة فوق البنفسجية العميقة" (ملف PDF) . شركة فوتون سيستمز، كوفينا، كاليفورنيا. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 1 يوليو 2007. تم الاطلاع عليه في 27 مايو 2007 .
- ^ مومبارت، ج. كوربالان، ر. (2000). "الليزر بدون انقلاب". J. اختيار. ب . 2 (3): آر 7 – آر 24. بيب كود : 2000JOptB...2R...7M . دوى : 10.1088/1464-4266/2/3/201 . S2CID 121209763 .
- ↑ جافان، أ. (2000). "عن معرفة مارلان". قصيدة لعالم فيزياء الكم: كتاب تذكاري تكريماً لمارلان أو. سكالي . إلسيفير.
- ↑ غوبتا، ديفاريان (29 سبتمبر 2016). "تطبيقات تكنولوجيا الليزر: هدية للبشرية" . المجلة الدولية للبحوث التطبيقية . 1 (7). أكينيك: 476-486 . ISSN 2394-5869 . تاريخ الاسترجاع: 13 مارس 2025 .
- ↑ شوكر، د. (1998). دليل أكاديمية يوروليزر . سبرينغر. ISBN 978-0-412-81910-0.
- ↑ "بدأت الليزرات المضخّمة بالديود بتحقيق وعودها" . مجلة ليزر فوكس وورلد . 1 يونيو 1998. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2025 .
- ↑ "براءة اختراع أمريكية لليزر المضاعفة داخل التجويف المستقر سلبياً (براءة الاختراع رقم 5,511,085 الصادرة في 23 أبريل 1996) - بحث براءات الاختراع في جاستيا" . patents.justia.com . تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2025 .
- ↑ باس، مايكل؛ ديكوساتيس، كاسيمير؛ إينوك، جاي؛ لاكشمينارايانان، فاسوديفان؛ لي، غيفانغ؛ ماكدونالد، كارولين؛ ماهاجان، فيريندرا؛ سترايلاند، إريك فان (13 نوفمبر 2009). دليل البصريات، الطبعة الثالثة، المجلد الخامس: البصريات الجوية، والمعدِّلات، والألياف البصرية، وبصريات الأشعة السينية والنيوترونات . ماكجرو هيل بروفيشنال. ISBN 978-0-07-163314-7أُرشف من الأصل في 8 فبراير 2023. تم الاطلاع عليه في 16 يوليو 2017 .
- ↑ جونز-بي، حسون أ. (1 أغسطس 1997). "الاستقطاب الدوري يوسع نطاق أطوال موجات الخرج" . مجلة ليزر فوكس وورلد . تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2025 .
- ↑ "براءة اختراع أمريكية لنظام ليزر آمن للعين (براءة الاختراع رقم 5,181,211 الصادرة في 19 يناير 1993) - بحث براءات الاختراع في جاستيا" . patents.justia.com . تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2025 .
- ↑ C. Stewen, M. Larionov, and A. Giesen, "Yb:YAG thin disk laser with 1 kW output power", in OSA Trends in Optics and Photonics, Advanced Solid-State Lasers, H. Injeyan, U. Keller, and C. Marshall, ed. (Optical Society of America, Washington, DC, 2000) pp. 35–41.
- ↑ باشوتا، روديجر (2 فبراير 2007). "التعتيم الضوئي" . www.rp-photonics.com . مؤرشف من الأصل في 25 يونيو 2023. تم الاطلاع عليه في 22 يوليو 2023 .
- ↑ وو، إكس.؛ وآخرون . (25 أكتوبر 2004). "ليزر بلوري ضوئي فوق بنفسجي". رسائل الفيزياء التطبيقية . 85 (17): 3657. arXiv : physics/0406005 . Bibcode : 2004ApPhL..85.3657W . doi : 10.1063/1.1808888 . S2CID 119460787 .
- ↑ "سوق ثنائيات الليزر" . هانيل فوتونيكس. مؤرشف من الأصل في 7 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 26 سبتمبر 2014 .
- ↑ "ليزر ثنائي مباشر عالي الطاقة للقطع واللحام" . industrial-lasers.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 أغسطس 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أغسطس 2018 .
- ↑ "صمام ليزر ثنائي" . nichia.co.jp . مؤرشف من الأصل في 18 مارس 2014. تم الاطلاع عليه في 18 مارس 2014 .
- ↑ "الليزر الأخضر" . osram-os.com . ١٩ أغسطس ٢٠١٥. مؤرشف من الأصل في ١٨ مارس ٢٠١٤. تم الاطلاع عليه في ١٨ مارس ٢٠١٤ .
- ↑ "شركة بيكولايت تُطلق أول أجهزة إرسال واستقبال VCSEL بسرعة 4 جيجابت/ثانية وطول موجي 1310 نانومتر" . موقع Laser Focus World الإلكتروني . 9 ديسمبر 2005. مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2006. تم الاطلاع عليه في 27 مايو 2006 .
- ↑ ماير، ب.؛ جانكر، ل.؛ لويتش، ب.؛ ترو، ج.؛ كوستنبادر، ت.؛ ليختمانيكر، س.؛ رايشرت، ت.؛ موركوتر، س.؛ كانيبر، م.؛ أبسترايتر، ج.؛ جيس، س.؛ كوبلمولر، ج.؛ فينلي، ج. ج. (13 يناير 2016). "ليزر أسلاك نانوية عالية بيتا متكاملة بشكل متجانس على السيليكون". رسائل نانو . 16 (1): 152-156 . Bibcode : 2016NanoL..16..152M . doi : 10.1021/acs.nanolett.5b03404 . PMID 26618638 .
- ↑ " شركة فوجيتسو وجامعة طوكيو تطوران أول ليزر بنقاط الكم في العالم بسرعة 10 جيجابت في الثانية يتميز بإخراج مستقل عن درجة الحرارة - فوجيتسو العالمية" . info.archives.global.fujitsu
- ↑ ميلر، جوانا (2024). "يمكن أن تكون ليزرات الفقاعات متينة وحساسة" . فيزياء اليوم . 77 (3). المعهد الأمريكي للفيزياء: 12-14 . Bibcode : 2024PhT....77c..12M . doi : 10.1063/pt.xafv.lnix .
- ↑ بالدوين، جي سي؛ سوليم، جي سي؛ غولدانسكي، في آي (1981). "مناهج تطوير ليزرات أشعة غاما". مراجعات الفيزياء الحديثة . 53 (4): 687-744 . Bibcode : 1981RvMP...53..687B . doi : 10.1103/RevModPhys.53.687 .
- ↑ بالدوين، جي سي؛ سوليم، جي سي (1995). "مقترحات حديثة لأشعة الليزر غاما". فيزياء الليزر . 5 (2): 231-239 .
- ↑ بالدوين، جي سي؛ سوليم، جي سي (1997). "ليزر أشعة غاما عديم الارتداد" . مراجعات الفيزياء الحديثة . 69 (4): 1085-1117 . رمز Bibcode : 1997RvMP...69.1085B . doi : 10.1103/RevModPhys.69.1085 . مؤرشف من الأصل في 28 يوليو 2019. تم الاسترجاع في 13 يونيو 2019 .
- ↑ بالدوين، جي سي؛ سوليم، جي سي (1982). "هل حان الوقت؟ أم يجب أن ننتظر طويلاً لتحقيق اختراقات؟". تركيز الليزر . 18 (6): 6 و8.
- ↑ سوليم، ج. س. (1979). "حول جدوى ليزر أشعة غاما المُشغَّل بالنبضات". تقرير مختبر لوس ألاموس العلمي LA-7898 . doi : 10.2172/6010532 . OSTI 6010532 .
- ↑ بالدوين، جي سي؛ سوليم، جي سي (1979). "الكثافة القصوى ومعدلات التقاط النيوترونات المُعدّلة من مصدر نبضي" . العلوم والهندسة النووية . 72 (3): 281-289 . Bibcode : 1979NSE....72..281B . doi : 10.13182/NSE79-A20384 . مؤرشف من الأصل في 7 فبراير 2016. تم الاسترجاع في 13 يناير 2016 .
- ↑ بالدوين، جي سي؛ سوليم، جي سي (1980). "ضخ ثنائي المراحل لأشعة غاما من نوع موسباور ثلاثية المستويات". مجلة الفيزياء التطبيقية . 51 (5): 2372-2380 . Bibcode : 1980JAP....51.2372B . doi : 10.1063/1.328007 .
- ↑ سوليم، ج. س. (1986). "آليات نقل المستويات وتطبيقها على الليزرات" . وقائع مؤتمر معهد الفيزياء الأمريكي . وقائع مؤتمر التقدم في علوم الليزر - الجزء الأول، المؤتمر الدولي الأول لعلوم الليزر، دالاس، تكساس 1985 (معهد الفيزياء الأمريكي، العلوم البصرية والهندسة، السلسلة 6). المجلد 146. الصفحات 22-25 . رمز Bibcode : 1986AIPC..146...22S . doi : 10.1063/1.35861 . مؤرشف من الأصل في 27 نوفمبر 2018. تم الاسترجاع في 27 نوفمبر 2018 .
- ↑ بيدنهارت، إل سي؛ بوير، ك؛ سوليم، جيه سي (1986). "إمكانية الحصول على انعكاسات مائلة بواسطة الإثارة النووية المُحفزة بالليزر". وقائع مؤتمر معهد الفيزياء الأمريكي . وقائع مؤتمر معهد الفيزياء الأمريكي للتقدم في علوم الليزر - الجزء الأول، دالاس، تكساس، 18-22 نوفمبر 1985. المجلد 146. الصفحات 50-51 . رمز Bibcode : 1986AIPC..146...50B . doi : 10.1063/1.35928 .
- ↑ رينكر، جي إيه؛ سوليم، جي سي؛ بيدنهارت، إل سي (27 أبريل 1988). "حساب الإشعاع التوافقي والاقتران النووي الناتج عن الذرات في مجالات الليزر القوية". في: جونز، راندي سي (محرر). وقائع SPIE 0875، ليزرات الأطوال الموجية القصيرة وفائقة القصر . ندوة لوس أنجلوس 1988: OE/LASE '88، 1988، لوس أنجلوس، كاليفورنيا، الولايات المتحدة. ليزرات الأطوال الموجية القصيرة وفائقة القصر. المجلد 146. الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات. الصفحات 92-101 . doi : 10.1117/12.943887 .
- ↑ رينكر، جي إيه؛ سوليم، جي سي؛ بيدنهارت، إل سي (1987). لاب، إم؛ ستوالي، دبليو سي؛ كيني-والاس، جي إيه (محررون). "انتقال الطاقة بين المستويات النووية مدفوعًا بإثارات إلكترونية جماعية في الغلاف الخارجي". وقائع المؤتمر الدولي الثاني لعلوم الليزر، سياتل، واشنطن (تطورات في علوم الليزر - الجزء الثاني) . 160. نيويورك: المعهد الأمريكي للفيزياء: 75-86 . OCLC 16971600 .
- ↑ سوليم، ج. س. (1988). "نظرية تربط التوافقيات المكانية والزمانية لانتقال الطاقة بين المستويات النووية الناتج عن التذبذب الإلكتروني الجماعي" . مجلة التحليل الطيفي الكمي ونقل الإشعاع . 40 (6): 713-715 . رمز Bibcode : 1988JQSRT..40..713S . doi : 10.1016/0022-4073(88)90067-2 . مؤرشف من الأصل في 18 مارس 2020. تم الاطلاع عليه في 8 سبتمبر 2019 .
- ↑ سوليم، جيه سي؛ بيدنهارت، إل سي (1987). "مقدمة في ربط التذبذبات الإلكترونية الجماعية بالنوى" (ملف PDF) . تقرير مختبر لوس ألاموس الوطني LA-10878 : 1. رمز Bibcode : 1987pcce.rept.....S . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 13 يناير 2016 .
- ↑ سوليم، جيه سي؛ بيدنهارت، إل سي (1988). "الاقتران الليزري بالنوى عبر التذبذبات الإلكترونية الجماعية: دراسة نموذجية استدلالية بسيطة". مجلة التحليل الطيفي الكمي ونقل الإشعاع . 40 (6): 707-712 . Bibcode : 1988JQSRT..40..707S . doi : 10.1016/0022-4073(88)90066-0 .
- ↑ بوير، ك.؛ جافا، هـ.؛ لوك، ت.س.؛ ماكنتاير، إ.أ.؛ ماكفرسون، أ.؛ روزمان، ر.؛ سوليم، ج.س.؛ رودس، س.ك.؛ زوكي، أ. (1987). "مناقشة دور حركات الإلكترونات المتعددة في التأين والإثارة متعددة الفوتونات". في: سميث، س.؛ نايت، ب. (محرران). وقائع المؤتمر الدولي الرابع حول عمليات الفوتونات المتعددة (ICOMP)، 13-17 يوليو 1987، بولدر، كاليفورنيا . كامبريدج، إنجلترا: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 58. OSTI 10147730 .
- ↑ بيدنهارت، إل سي؛ رينكر، جي إيه؛ سوليم، جي سي (1989). "نموذج تقريبي قابل للحل لاستجابة الذرات المعرضة لحقول كهربائية تذبذبية قوية" . مجلة الجمعية البصرية الأمريكية ب . 6 (2): 221-227 . رمز Bibcode : 1989JOSAB...6..221B . doi : 10.1364/JOSAB.6.000221 . مؤرشف من الأصل في 21 مارس 2020. تم الاسترجاع في 13 يونيو 2019 .
- 1 2 فيلدز، جوناثان (12 سبتمبر 2007). "جسيمات المرآة تُشكّل مادة جديدة" . بي بي سي نيوز . مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2009. تم الاطلاع عليه في 22 مايو 2008 .
- ↑ هيشت، جيف (مايو 2008). "تاريخ ليزر الأشعة السينية". أخبار البصريات والضوئيات . 19 (5): 26-33 . Bibcode : 2008OptPN..19R..26H . doi : 10.1364/opn.19.5.000026 .
- ↑ روبنسون، كلارنس أ. (23 فبراير 1981). "تقدم في مجال الليزر عالي الطاقة". أسبوع الطيران وتكنولوجيا الفضاء . ص 25-27 .
- ↑ بالمر، جيسون (13 يونيو 2011). "يتم إنتاج الليزر بواسطة خلية حية" . بي بي سي نيوز . مؤرشف من الأصل في 13 يونيو 2011. تم الاسترجاع في 13 يونيو 2011 .
- ↑ مالتي سي. غاذر وسيوك هيون يون (12 يونيو 2011). "الليزر البيولوجي أحادي الخلية". مجلة نيتشر فوتونيكس . 5 (7): 406-410 . Bibcode : 2011NaPho...5..406G . doi : 10.1038/nphoton.2011.99 .
- ↑ تشين، صوفيا (1 يناير 2020). "ضوء فضائي" . SPIE . مؤرشف من الأصل في 14 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2021 .
- ↑ ماما، مايكل جيه (3 أبريل 1981). "اكتشاف تضخيم طبيعي في نطاقات ليزر ثاني أكسيد الكربون بطول 10 ميكرومتر على سطح المريخ: ليزر طبيعي" . مجلة ساينس . 212 (4490): 45-49 . Bibcode : 1981Sci...212...45M . doi : 10.1126/science.212.4490.45 . PMID 17747630. مؤرشف من الأصل في 17 فبراير 2022. تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2021 .
- ↑ تايلور، ترافيس س. (2020). مقدمة في علم وهندسة الليزر (الطبعة الأولى ). بوكا راتون، لندن، نيويورك: مطبعة سي آر سي، مجموعة تايلور وفرانسيس. رقم ISBN 978-1-138-03639-0.
- ↑ تشارلز إتش. تاونز (2003). "أول ليزر" . في: لورا غاروِن ؛ تيم لينكولن (محرران). قرن من الطبيعة: واحد وعشرون اكتشافًا غيّرت العلم والعالم . مطبعة جامعة شيكاغو. ص 107-112 . ISBN 978-0-226-28413-2.
- ↑ "مخترع الليزر، رائد علم البصريات" . موسوعة بريتانيكا . 12 سبتمبر 2024. تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ هيشت، جيف (1 أكتوبر 2016). "لمحات من الذكرى المئوية لجمعية البصريات الأمريكية: هوس الألياف الضوئية" . أخبار البصريات والفوتونيات . تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ أولهورن، برايان ل. (2010). "فصل القنوات باستخدام تقنية WDM في التطبيقات العسكرية" . مؤتمر إلكترونيات الطيران والألياف الضوئية وتقنيات الفوتونيات لعام 2010. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 39-40 . doi : 10.1109/avfop.2010.5637716 . ISBN 978-1-4244-5312-2.
- ↑ الاتصالات الضوئية بتقنية تقسيم الطول الموجي (WDM) . science.gov .
- ↑ "أضواء، بيانات، تحرك!" (ملف PDF) . وزارة الدفاع الأمريكية . 27 يناير 2023. تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2024 .
- ↑ بريسكو، جاكوبو (9 أكتوبر 2024). "الليزر قد يوفر النطاق العريض حيث لا تستطيع الألياف الضوئية الوصول إليه" . سي إن إن . تم الاطلاع عليه في 31 يناير 2025 .
- ↑ سيز، أنطونيوس؛ روبنسون، برايان؛ شيه، تينا؛ خاتري، فرزانة؛ برومفيلد، مارك (12 يوليو 2019). كارافولاس، نيكوس؛ سودنيك، زوران؛ كوجني، برونو (محررون). أنظمة الاتصالات البصرية لبعثات رحلات الفضاء البشرية التابعة لناسا . المؤتمر الدولي للبصريات الفضائية - ICSO 2018. المجلد 11180. خانيا، اليونان: SPIE. ص 16. doi : 10.1117/12.2535936 . hdl : 2060/20180007086 . ISBN 978-1-5106-3077-2.
- ↑ دالريمبل، بي. إي.، داف، جيه. إم.، مينزل، إي. آر. "التألق الذاتي لبصمات الأصابع - الكشف بواسطة الليزر". مجلة العلوم الجنائية ، 22(1)، 1977، 106-115
- ↑ دالريمبل، ب. إي. "التألق المرئي والأشعة تحت الحمراء في الوثائق : الإثارة بواسطة الليزر". مجلة العلوم الجنائية ، 28(3)، 1983، 692-696
- ↑ "تقنية الليزر تُحسّن تجربة مشجعي الرياضة والحكام" . Photonics.com . 10 سبتمبر 2014. تاريخ الاطلاع: 23 أغسطس 2023 .
- ↑ وودز، سوزان (13 أبريل 2015). "الخطوط الأمامية" . ليزرات أرضيات الورش . تم الاسترجاع في 23 أغسطس 2023 .
- ↑ راندال، كيفن (20 أبريل 2022). "تقنية كرة القدم التي تتجاوز مجرد عرض ليزر وضوئي" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه في 30 أغسطس 2023 .
- ↑ كينكيد، كاثي؛ أندرسون، ستيفن (1 يناير 2005). "سوق الليزر 2005: تطبيقات المستهلك تعزز مبيعات الليزر بنسبة 10%" . مجلة ليزر فوكس وورلد . المجلد 41، العدد 1. مؤرشف من الأصل في 13 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2015 .
- ↑ ستيل، روبرت ف. (1 فبراير 2005). "سوق ليزر الديود ينمو بوتيرة أبطأ" . مجلة ليزر فوكس وورلد . المجلد 41، العدد 2. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2015 .
- ↑ مارشال، لاري (1 يونيو 1996). "أطباء العيون يتطلعون إلى الليزر المضخّم بالديود" . ريسيرش جيت .
- ↑ "العلاج بالليزر للسرطان: موسوعة ميدلاين بلس الطبية" . medlineplus.gov . مؤرشف من الأصل في 24 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه في 15 ديسمبر 2017 .
- ↑ يتضمن هذا المقال نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم : " الليزر في علاج السرطان" . المعاهد الوطنية للصحة، المعهد الوطني للسرطان. 13 سبتمبر 2011. مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2020. تم الاطلاع عليه في 15 ديسمبر 2017 .

- ↑ هامبلين، مايكل ر. (2016). "التعديل الحيوي الضوئي أو العلاج بالليزر منخفض المستوى" . مجلة البيوفوتونيات . 9 ( 11-12 ): 1122-1124 . doi : 10.1002/jbio.201670113 . PMC 5215795. PMID 27973730 .
- ↑ هامبلين، إم آر (1 أكتوبر 2016). "تسليط الضوء على الرأس: التعديل الحيوي الضوئي لاضطرابات الدماغ" . مجلة بي بي إيه السريرية . 6 : 113-124 . doi : 10.1016/j.bbacli.2016.09.002 . PMC 5066074. PMID 27752476 .
- ↑ هامبلين، مايكل ر.؛ كارول، جيمس د.؛ دي فريتاس، لوكاس فريتاس؛ هوانغ، يينغ يينغ؛ فيراريسي، كليبر (12 يناير 2018)، "مقدمة" ، العلاج بالضوء منخفض المستوى: التعديل الحيوي الضوئي ، SPIE، doi : 10.1117/3.2295638.ch1 ، ISBN 978-1-5106-1416-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 فبراير 2021
{{citation}}: CS1 maint: work parameter with ISBN ( link ) - ↑ "التعديل الحيوي الضوئي" . www.aslms.org . تم الاطلاع عليه في 2 سبتمبر 2019 .
- ↑ هامبلين، مايكل ر.؛ غوبتا، أشيش (2013). "تاريخ وأساسيات العلاج بالليزر (الضوء) منخفض المستوى". في هامبلين، مايكل ر.؛ هوانغ، يينغ يينغ (محرران). دليل الطب الضوئي . مطبعة سي آر سي. doi : 10.1201/b15582-10 . ISBN 978-0-429-19384-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2023 .
- ↑ جيانغ إم دي، يو، وآخرون، تأثير العلاج المتكرر بالضوء الأحمر منخفض المستوى للسيطرة على قصر النظر عند الأطفال ، طب العيون ، الأكاديمية الأمريكية لطب العيون، المجلد 129، العدد 5P509–519، مايو 2022.
- ^ جيانغ، يو؛ زوتينج، تشو؛ شينغ بينغ، تان؛ شيانغبين، كونغ؛ تشونغ، هوي؛ تشانغ، جيان. شيونغ، رويلين؛ يوان، ييشونغ؛ تسنغ ، جونوين (1 ديسمبر 2021). "تأثير العلاج المتكرر بالضوء الأحمر منخفض المستوى للتحكم في قصر النظر عند الأطفال" . طب العيون . 129 (5): 509-519 . دوى : 10.1016/j.ophtha.2021.11.023 . بميد 34863776 .
- ↑ بروسو، ل.؛ ويلش، ف.؛ ويلز، ج. أ.؛ دي بي، ر.؛ جام، أ.؛ هارمان، ك.؛ مورين، م.؛ شيا، ب.؛ توغويل، ب. (2005). "العلاج بالليزر منخفض المستوى (الفئات الأولى والثانية والثالثة ) لعلاج التهاب المفاصل الروماتويدي" . قاعدة بيانات كوكرين للمراجعات المنهجية . 2010 (4) CD002049. doi : 10.1002/14651858.CD002049.pub2 . PMC 8406947. PMID 16235295. S2CID 40986179 .
- ↑ أوبيروي، إس؛ زامبرليني-نيتو، جي؛ بيني، جيه؛ تريستر، إن إس؛ سونغ، إل (2014). "تأثير العلاج الوقائي بالليزر منخفض المستوى على التهاب الغشاء المخاطي الفموي: مراجعة منهجية وتحليل تجميعي" . PLOS ONE . 9 (9) e107418. Bibcode : 2014PLoSO...9j7418O . doi : 10.1371/journal.pone.0107418 . PMC 4157876. PMID 25198431 .
- ↑ "الطاقة الموجهة" . www.globalsecurity.org .
- ↑ غوشروي، سوبراتا (18 مايو 2015). "سلاح الليزر الجديد للبحرية: ضجة إعلامية أم حقيقة؟" . نشرة علماء الذرة . تم الاطلاع عليه في 17 يناير 2020 .
- ↑ هيشت، جيف (27 سبتمبر 2017). "الأسلحة الليزرية ليست جاهزة بعد للدفاع الصاروخي" . مجلة IEEE Spectrum . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . تم الاطلاع عليه في 17 يناير 2020 .
- ↑ لويس مارتينيز (9 أبريل 2013). "سلاح ليزر جديد للبحرية يُفجّر الأعداء من الجو والبحر" . ABC . تم الاطلاع عليه في 9 أبريل 2013 .
- ↑ "الجيش الأمريكي يخطط لنشر أقوى سلاح ليزر حتى الآن" . 7 أغسطس 2019.
- ↑ «عندما يتعلق الأمر بأشعة الليزر المضادة للصواريخ، فإن البحرية الأمريكية مستعدة لحرق سفنها» . 28 مايو 2019.
- ↑ أثيرتون، كيلسي د. (27 يونيو 2017). "ها هي المروحيات المزودة بأشعة ليزر مسلحة قادمة" . مجلة العلوم الشعبية . تم الاطلاع عليه في 17 يناير 2020 .
- ↑ «ليزر الحالة الصلبة الذي يعمل بالبطارية ويُضخّم بالديود يُنتج أربعة واط من الضوء الأخضر» . مجلة ليزر فوكس وورلد . 1 يونيو 1997. تاريخ الاطلاع: 29 أغسطس 2025 .
- ↑ ليزر ثاني أكسيد الكربون من باور لابس ! مؤرشف في 14 أغسطس 2005، في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) بقلم سام باروس، 21 يونيو 2006. تم الاطلاع عليه في 1 يناير 2007.
- ↑ ماكس، ستيفاني. "كيفية تحويل ناسخ أقراص DVD إلى ليزر عالي الطاقة" . رسائل من كوكب ستيفاني . مؤرشف من الأصل في 17 فبراير 2022. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2015 .
- ↑ "مخرج طاقة ثنائي الليزر بناءً على مواصفات DVD-R/RW" . elabz.com. 10 أبريل 2011. مؤرشف من الأصل في 22 نوفمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 10 ديسمبر 2011 .
- ↑ بيفي، جورج م. (23 يناير 2014). "كيفية اختيار ليزر جراحي بيطري" . إيسكولايت . مؤرشف من الأصل في 19 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه في 30 مارس 2016 .
- ↑ هيلر، آرني، " تنسيق أقوى ليزر في العالم ". مؤرشف في 21 نوفمبر 2008 على موقع Wayback Machine . مجلة مراجعة العلوم والتكنولوجيا . مختبر لورانس ليفرمور الوطني، يوليو/أغسطس 2005. تم الاطلاع عليه في 27 مايو 2006.
- ↑ دراغان، أوريل (13 مارس 2019). "أصبح ليزر ماغوريل رسميًا أقوى ليزر في العالم" . مجلة الأعمال . مؤرشف من الأصل في 14 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه في 23 مارس 2021 .
- ↑ زورير، راشيل (27 ديسمبر 2011). "ثلاثة أشياء ذكية عن الليزر" . وايرد . تم الاسترجاع في 16 فبراير 2024 .
- ↑ جون جونسون الابن (11 مايو 2007). "ثيودور مايمان، 79 عامًا؛ سخّر الضوء لبناء أول ليزر عامل في العالم" . صحيفة لوس أنجلوس تايمز . تم الاطلاع عليه في 16 فبراير 2024 .
- ↑ هيشت، جيف (24 يناير 2018). "هل يمكن لأجهزة الليدار أن تُتلف رقائق الكاميرا؟" . مجلة IEEE Spectrum . مؤرشف من الأصل في 2 فبراير 2019. تم الاطلاع عليه في 1 فبراير 2019 .
للمزيد من القراءة
الكتب
- بيرتولوتي، ماريو (1999، ترجمة 2004). تاريخ الليزر . معهد الفيزياء. ISBN 0-7503-0911-3.
- برومبيرغ، جوان ليزا (1991). الليزر في أمريكا، 1950-1970 . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0-262-02318-4.
- سيل، مارك (2004). أساسيات مصادر الضوء والليزر . وايلي. ISBN 0-471-47660-9.
- كوشنر، والتر (1992). هندسة الليزر ذي الحالة الصلبة . الطبعة الثالثة. سبرينغر-فيرلاغ. ISBN 0-387-53756-2.
- سيجمان، أنتوني إي. (1986). الليزر . كتب العلوم الجامعية. رقم ISBN 0-935702-11-3.
- سيلفاست، ويليام ت. (1996). أساسيات الليزر . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-55617-1.
- سفيلتو، أورازيو (1998). مبادئ الليزر . الطبعة الرابعة. عبر. ديفيد حنا. سبرينغر. رقم ISBN 0-306-45748-2.
- تايلور، نيك (2000). الليزر: المخترع، الحائز على جائزة نوبل، وحرب براءات الاختراع التي استمرت ثلاثين عامًا . نيويورك: سايمون وشوستر. ISBN 978-0-684-83515-0.
- بيرسال، توماس (2020). الفوتونيات الكمومية، الطبعة الثانية . نصوص الدراسات العليا في الفيزياء. سبرينغر. doi : 10.1007/978-3-030-47325-9 . ISBN 978-3-030-47324-2S2CID 240934073. مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 فبراير 2021 .
- ويلسون، ج. وهاوكس، ج. ف. ب. (1987). الليزر: المبادئ والتطبيقات . سلسلة برنتيس هول الدولية في الإلكترونيات الضوئية، برنتيس هول . ISBN 0-13-523697-5.
- ياريف، أمنون (1989). الالكترونيات الكمومية . الطبعة الثالثة. وايلي. رقم ISBN 0-471-60997-8.
الدوريات
- الفيزياء التطبيقية ب: الليزر والبصريات ( ISSN 0946-2171 )
- مجلة IEEE لتكنولوجيا الموجات الضوئية ( ISSN 0733-8724 )
- مجلة IEEE للإلكترونيات الكمومية ( ISSN 0018-9197 )
- مجلة IEEE للمواضيع المختارة في الإلكترونيات الكمومية ( ISSN 1077-260X )
- رسائل تقنية الفوتونات IEEE ( ISSN 1041-1135 )
- مجلة الجمعية البصرية الأمريكية ب: الفيزياء البصرية ( ISSN 0740-3224 )
- عالم تركيز الليزر ( ISSN 0740-2511 )
- رسائل البصريات ( ISSN 0146-9592 )
- أطياف الفوتونيات ( ISSN 0731-1230 )
روابط خارجية
- موسوعة فيزياء الليزر وتكنولوجيا الليزر من تأليف روديجر باشوتا
- دليل عملي لأجهزة الليزر للمُجرِّبين والهواة، بقلم صموئيل م. غولدواسير
- صفحة الليزر المصنوع منزليًا بقلم البروفيسور مارك سيل، مؤرشفة في 1 يونيو 2009 على موقع Wayback Machine
- الليزر القوي هو "أكثر الأضواء سطوعاً في الكون" - قد يُحدث أقوى ليزر في العالم حتى عام 2008 موجات صدمية شبيهة بانفجارات المستعرات العظمى، وربما حتى مادة مضادة.
- " أساسيات الليزر مؤرشفة في 13 أبريل 2015، في Wayback Machine " دورة عبر الإنترنت من إعداد F. Balembois و S. Forget.
- بيان صحفي من شركة نورثروب غرومان حول منتج الليزر التكتيكي فايرسترايك بقوة 15 كيلوواط
- موقع إلكتروني بمناسبة الذكرى الخمسين لليزر من تنظيم جمعية الفيزياء الأمريكية (APS) وجمعية البصريات الأمريكية (OSA) وجمعية مهندسي البصريات والتصوير الفوتوغرافي (SPIE).
- موقع SPIE الخاص بالذكرى السنوية لتقنية الليزر: مقابلات فيديو، مقالات متاحة للجميع، ملصقات، أقراص DVD. مؤرشف بتاريخ 23 أبريل 2021 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
- فكرة رائعة: الليزر الأول مؤرشف في 3 أكتوبر 2012، في Wayback Machine تاريخ الاختراع، مع مقاطع صوتية للمقابلات.
- برنامج مجاني لمحاكاة ديناميكيات الليزر العشوائية
- عروض فيديو توضيحية في مجال الليزر والبصريات من إنتاج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). يتم عرض التأثيرات في الوقت الفعلي بطريقة يصعب رؤيتها في بيئة الفصل الدراسي.
- محاضرة فيديو من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: فهم الليزر والألياف البصرية
- متحف تاريخ الليزر الافتراضي، من المعرض المتنقل الذي نظمته SPIE
- موقع إلكتروني يحتوي على رسوم متحركة وتطبيقات وأبحاث حول الليزر والظواهر الكمومية الأخرى، جامعة باريس الجنوبية
- مقدمات عام 1960
- الليزر
- الاختراعات الأمريكية
- الفوتونيات
- البصريات الكمية
- الاختراعات الروسية
- الاختراعات السوفيتية
