اتساع زمانی ,معجزه قرآن
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ۳٠ بهمن ،۱۳۸٦  

اتساع زمانی ,معجزه قرآن

بسیار عجیب است که مسلمانان از معادله ی دیگری استفاده می کنند تا این مطلب را آشکار نمایند که فرشتگان به سرعت نور شتاب می گیرند.

قرآن آنها در یک آیه بیان می کند که ظاهرا زمان برای فرشتگان با سرعت ثابت از برای انسانها کمتر می گذرد.

که این مطلب با نسبیت خاص اینشتین صدق می کند که در آن نیز در سرعتهای بالا زمان برای اشیایی با آن سرعت آرام تر می گذرد.

مسلمانان از نسبیت خاص اینشتین و این آیه استفاده کرده اند تا از این مطلب که فرشتگان در حقیقت به سرعت نور شتاب می گیرند حمایت کنند.

آیه: "فرشتگان و ارواح در یک روز به او (مذکر) صعود کردند که این معادل پنجاه هزار سال برای انسان است"!

در اینجا فرشتگان یک روز را معادل پنجاه هزار سال برای انسان گذر می کنند. (زمان در مقابل زمان و نه زمان در مقابل فاصله مانند آیه ی قمری قبل).

اگرچه طبق نظریه ی نسبیت خاص اینشتین و بوسیله ی این تغییرات زمان (تاخیرات زمانی) بدست آمده به عنوان یک ادعا از مسلمین (که واقعا آن فرشتگان به سرعت نور شتاب می گیرند) را می توانیم تصدیق یا انکار کنیم.

این ادعا می تواند در دو دقیقه تصدیق شود که آنگاه هیچ نیازی به عقاید کورکورانه نخواهد بود.

آلبرت اینشتین یک مسلمان نبود اما یهودی ای بود که نظریه ی معروف نسبیت خاص را ارائه داد.

هرچه سرعت بیشتر بشود زمان آرام تر می گذرد.

در بیرون یک میدان گرانشی زمان اینگونه است:

t= ∆t0/ (1-v^2/c^2) ^0.5∆

جاییکه t0∆ زمانی می باشد که برای متحرک بوسیله ی متحرک معادل است.

t∆ زمانی است که برای متحرک معادل گذر ایستگاهی است.

V سرعتی است که به شاهد ایستگاهی نسبت داده می شود.

t0∆ زمانی است که برای فرشتگان می گذرد. (یک روز).

t∆ زمانی است که معادل زمان برای انسانها است. (پنجاه هزار سال قمری در دوازده ماه قمری بر سال قمری در 27.321661 روز بر ماه قمری).

و V سرعت فرشتگان در این مورد است. (که ما قصد داریم آنرا حساب و با سرعت شناخته شده ی نور مقایسه کنیم). سرعت نور در خلا 299792.458 کیلومتر بر ثانیه است.

از معادله ی بالا می توانیم آن سرعت ناشناخته را حساب کنیم:

v=c (1-∆t0 ^2/∆t^2) ^0.5

حال بهتر است اظهارات مسلمین را در معادله جایگزین کنیم و ببینیم که فرشتگان مسلمین واقعا به سرعت نور شتاب می گیرند یا نه؟

ارقام را از آیه در این معادله جایگزین می کنیم:

v =c (1-(1^2/(50000*12*27.321661)^2))^0.5

v = c * 0.99999999999999981

v = 299792.4579999994 km / s

این اتساع زمانی (تغییرات زمانی) نشان می دهد که فرشتگان در بیرون از میادین گرانشی به سرعت نور شتاب می گیرند. (کمی کمتر از سرعت نور زیرا جرم دارند).

این نمی تواند یک تصادف باشد زیرا سرعت حساب شده دقیقا یکسان با آیه ی قمری قبلی همچنین در بیرون از یک میدان گرانشی است.

مسلمانان همواره می پرسند که چگونه یک مرد بی سواد 1400 سال پیش توانسته اتساع زمانی و هسته نسبیت را بدست آورد!

پس قرآن کلام خداست.

.................................................. .............................

لینک ترجمه (انگلیسی به فارسی)/ علیرضا یعقوبی:http://physicstext.blogspot.com/2006_11_01_archive.html

.................................................. .............................

لینک منبع اصلی: http://www.speed-light.info

منبع


کلمات کلیدی:
گرانش و نور چه می‌دانیم؟
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٩ بهمن ،۱۳۸٦  

از گرانش و نور چه می‌دانیم؟  

گرانش (جاذبه) یکی از نیروهای چهارگانه و برای ما از همه آشناتر است.

در کودکی به ما یاد داده‌اند که هنگامی که بستنی می‌خوریم، اگر روی قالی بریزد یا وقتی از روی تاب به زمین می‌افتیم، گناه از نیروی گرانش است. اگر از شما بخواهند حدس بزنید که آیا نیروی جاذبه خیلی ضعیف یا خیلی قوی است، چه میگویید؟ احتمالا خواهید گفت: « فوق‌العاده قوی است!». در این صورت در اشتباه خواهید بود. این نیرو به‌مراتب، از سه نیروی دیگر ضعیف‌تر است. گرانشی که در زندگی روزمره ما، این قدر محسوس است، گرانش سیاره بسیار بزرگی است که روی آن زندگی می‌کنیم یا در حقیقت، برآیند گرانش همه ذرات موجود در زمین است. سهم هر ذره، ناچیز است. برای اندازه‌گیری جاذبه گرانشی ضعیف بین اشیاء کوچکی که هر روز با آن‌ها سروکار داریم، به‌دستگاه‌های خیلی‌ دقیق، نیازمندیم. ضمن این که گرانش همیشه حالت جذب دارد و هرگز دفع نمی‌کند، پس خصوصیت جمع‌پذیری دارد.

 جان ویلر فیزیکدان، مایل است گرانش را شبیه یک سیستم دموکراتیک فرض کند. هر ذره یک رأی دارد که می‌تواند بر هر ذره دیگر موجود در جهان اثر بگذارد. اگر ذرات جمع شوند و رأی جمعی بدهند(مثلاْ در یک ستاره یا زمین)، تأثیر بیشتری اعمال می‌کنند. جاذبه گرانش بسیار ضعیف تک‌تک ذرات، در اجسام بزرگی مثل زمین مانند همان رای دسته جمعی، با هم جمع می‌شوند و نیروی قابل توجهی پدید می‌آورند.

هر چقدر ذرات مادی که یک جسم را تشکیل می‌دهند، زیادتر باشد، جرم آن جسم بیشتر است. جرم با اندازه یک جسم تفاوت دارد. جرم تعیین می‌کند که چه قدر ماده در جسمی وجود دارد، یا تعداد آرا، در این رأی دسته جمعی چقدر است (بدون توجه به تراکم و تفرق این ذرات ماده)

سر ایزاک نیوتن، در سالهای 1600 پروفسور کرسی لوکاشین ریاضیات در کمبریج بود. وی همان مقامی را داشت که هاوکینگ امروزه دارد. نیوتن قوانینی را کشف کرد که چگونگی عمل گرانش را در شرایط کم و بیش عادی، توضیح می‌دهند. نخست این که اجسام درجهان درحال سکون نیستند. آن‌ها به‌حال سکون نمی‌مانند تا نیرویی آن‌ها را با کشیدن یا راندن به حرکت درآورد و سپس با « از کار افتادن » این نیرو، بار دیگر به حال سکون درآیند. بلکه بر عکس، اگر جسمی کاملاْ به حال خود گذارده شود، در امتداد یک خط راست بدون تغییر جهت و تغییر تندی به حرکت خود ادامه می‌دهد. بهترین دیدگاه آن است که فکر کنیم، در جهان، همه چیز در حال حرکت است. ما می‌توانیم سرعت یا جهت حرکت خود را نسبت به سایر اجسامی که در جهان وجود دارند، بسنجیم، اما نمی‌توانیم آن را نسبت به سکون مطلق یا چیزی مثل شمال و جنوب، بالا یا پایین مطلق اندازه‌گیری کنیم.

 

به عنوان مثال، اگر کره ماه در فضا تنها بود، در حال سکون نمی‌ماند بلکه در امتداد خط راست بدون تغییر سرعت، به حرکت خود ادامه می‌داد.

البته اگر ماه واقعاْ تنها بود، امکان نداشت که حرکت آن را به گونه‌ای که گفته شد، بیان کنیم زیرا چیزی نبود که حرکت ماه را به آن نسبت دهیم. اما ماه کاملاْ تنها نیست. نیرویی موسوم به گرانش، ماه را وادار می‌کند که تندی حرکت و جهت حرکت خود را تغییر دهد. این نیرو از کجا می‌آید؟ این نیرو از مجموعه آراء ذرات نزدیک به‌هم (جسمی با جرم زیاد) می‌آید که همان زمین باشد. ماه در برابر این تغییر، مقاومت می‌کند و سعی می‌کند که حرکت خود را روی یک خط راست نگه دارد. در همین حال، گرانش ماه نیز روی زمین تأثیر می‌گذارد. می‌دانیم که نمونه بارزش جذر و مد اقیانوس‌هاست.

نظریه گرانش نیوتن به ما می‌گوید که مقدار جرم یک جسم، چگونه بر شدت گرانش بین آن جسم و جسم دیگر، تأثیر می‌گذارد. اگر عوامل دیگر تغییر نکنند، هر قدر جرم زیادتر باشد، جاذبه شدیدتر خواهد بود. اگر زمین دو برابر جرم فعلی خود را داشت، جاذبه‌‌ای که بین زمین و ماه وجود دارد، نسبت به جاذبه کنونی آن، دو برابر می‌شد. اما اگر فاصله ماه تا زمین، دو برابر فاصله کنونی بود، شدت جاذبه بین آنها یک‌چهارم شدت فعلی می‌شد. (نظریه گرانش نیوتن را در کتب پایه فیزیک ببینید)

نظریه گرانش نیوتن، نظریه بسیار موفقی بود و تا 200 سال بعد، مورد تجدید نظر واقع نشد. هنوز هم ما از آن استفاده می‌کنیم در حالی که می‌دانیم، در بعضی شرایط، مثلاْ اگر نیروهای گرانشی فوق‌العاده شدید باشند(به عنوان مثال در نزدیکی یک سیاهچاله)، یا زمانی که اجسام با سرعتی معادل نور حرکت کنند، این نظریه دیگر صادق نیست.

آلبرت اینشتین، در اوایل این قرن، به مشکلی در نظریه نیوتن پی برد. دانستیم که نیوتن، شدت گرانی بین دو جسم را به فاصله آنها، مربوط می‌دانست. در صورتی که این فرضیه درست باشد، اگر خورشید در یک لحظه به هر دلیلی به فاصله خیلی دورتر از زمین برود، می‌بایستی جاذبه بین خورشید و زمین در همان لحظه تغییر کند. آیا چنین چیزی ممکن است؟

نظریه نسبیت خاص اینشتین می‌گوید که سرعت نور ثابت است. در هر مکان از جهان و با هر سرعتی که اجسام حرکت کنند، سرعت نور تغییر ناپذیر است و هیچ سرعتی، بالاتر از سرعت نور نیست. نور خورشید در زمانی معادل 8 دقیقه به ما می‌رسد. بنابراین، ما همیشه خورشید را آن طور می‌بینیم که هشت دقیقه پیش بوده است. اگر خورشید از زمین دور شود، 8 دقیقه بعد، ما به هر اثری که این تغییر فاصله داشته باشد، پی خواهیم برد. برای 8 دقیقه،‌ما خورشید را در همان مدار می‌بینیم که قبلاً دیده‌ایم. مثل اینکه خورشید حرکتی نکرده است. به عبارت دیگر، اثر گرانی یک جسم بر جسم دیگر، نمی‌تواند فوراْ تغییر کند! زیرا سرعت انتقال گرانش که زیادتر از سرعت نور نیست. اطلاع از اینکه خورشید چه اندازه دور شده است، نمی‌تواند فوراْ از طریق فضا به ما برسد. این اطلاع‌رسانی، به هر وسیله‌ای که باشد، سریعتر از سرعت نور، یعنی 300000 کیلومتر در ثانیه که نخواهد بود. بنابر این، روشن است که اگر بخواهیم در باره حرکت اجسام در جهان گفتگو کنیم، واقع بینانه نخواهد بود که تنها سه بعد فضا را در نظر بگیریم. اگر هیچ چیز نمی‌تواند سریعتر از نور منتقل شود، چیزهایی در فاصله‌های نجومی، صرفاْ بدون یک عامل زمان نه برای ما وجود دارند و نه برای خود آن چیزها بین یکدیگر! توصیف جهان در سه بعد همان قدر ناکافی است که بخواهیم یک مکعب را در دو بعد توصیف کنیم. بسیار پرمعنی‌تر خواهد بود که بعدی به‌نام زمان را به ابعاد دیگر اضافه کنیم. یعنی بپذیریم که در واقع، چهار بعد وجود دارد و به بحث فضا ـ زمان بپردازیم.

بر گرفته شده از سایت :http://fiziknesbiat.persianblog.com

 


کلمات کلیدی:
پراش
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز یکشنبه ٢۸ بهمن ،۱۳۸٦  

پراش

وقتی جسم کدری میان یک پرده و یک چشمه نقطه‌ای نور قرار گیرد، سایه‌ای پیچیده متشکل از نواحی روشن و تاریک ایجاد می‌شود. این اثر به آسانی قابل روییت است، اما یک چشمه نسبتا قوی ضروری است. لامپی با شدت زیاد که از یک سوراخ کوچک می‌درخشد، این کار را به خوبی انجام می‌دهد. اگر به نقش سایه حاصل از یک قلم ، تحت روشنایی یک چشمه نقطه‌ای نگاه کنید یک ناحیه روشن غیر معمولی در کناره خواهید دید.
حتی نواری با روشنایی ضعیف در وسط این سایه تشکیل می‌شود. به سایه‌ای که توسط دستتان در امتداد نور خورشید ایجاد می‌شود، نگاهی دقیق بیندازید. معمولا پراش مربوط به موانع شفاف مورد نظر قرار نمی‌گیرد. هر چند اگر در شب رانندگی کرده باشید، در حالیکه چند قطره باران بر روی شیشه عینکتان نشسته باشد، فریزهای روشن و تاریک را مشاهده خواهید کرد.

تاریخچه:
اولین مطالعه تفضیلی منتشر شده درباره انحراف نور از مسیر مستقیم توسط فرانسسیکو گریمالدی در قرن هفدهم انجام گرفت و آن را پراشه نامید.

انواع پراش
پراش فرانهوفر:
فرض کنید که یک مانع کدر حاوی یک روزنه کوچک داریم که امواج تخت حاصل از یک چشمه نقطه‌ای شکل خیلی دور (
S) ، آن را روشن کرده است. صفحه مشاهده ، پرده‌ای است موازات با مانع کدر ، دورتر بودن صفحه مشاهده به آرامی باعث تغییر پیوسته در فریزها می‌شود. در فاصله خیلی دور از مانع نقش تصویر شده بطور قابل ملاحظه‌ای پخش خواهد شد. بطوری که به روزنه واقعی بی‌شباهت است و یا شباهت اندکی با آن خواهد داشت. از آنجا به بعد حرکت دادن پرده تنها اندازه نقش پراش را تغییر می‌دهد ولی شکل آن را بدون تغییر می‌گذارد. این پراش را فرانهوفر یا پراش میدان- دور می‌گویند.

پراش فرنهوفر تک شکاف:
در این نمونه شکاف مستطیل شکل که پهنای کوچک و طول چند سانتی متردارد، در مقابل منبع نور قرار می‌گیرد. پرتوهای نور بعد از عبور از شکاف بر روی پرده تشکیل تصویر می‌دهند، که قسمت مرکزی در مقایسه با کناره‌ها شدت بیشتری دارد. نقش‌های پراش در اطراف این ناحیه بوضوح دیده می‌شود و ضمن اینکه شدت نور با دور شدن از ناحیه مرکزی کاهش ی‌یابد، نوارهای تاریک در بین نوارهای روشن قابل روییت است.

شکاف دوگانه:
در این نمونه مانع کدر که در مقابل نور قرار می‌گیرد از دو شکاف مستطیل شکل موازی تشکیل شده است. هر روزنه به خودی خود همان نقش پراش تک شکافی را روی پرده دید ایجاد خواهد کرد. در هر نقطه روی پرده سهم‌های مربوط به این دو شکاف روی هم می‌افتد. گرچه دامنه هر کدام از آنها اساسا باید باهم مساوی باشد، ممکن است اختلاف فاز قابل توجهی پیدا کنند. در داخل قله مرکزی پراش وجود خواهد داشت. ممکن است یک بیشینه تداخل و یک کمینه پراش با یک مقدار از (زاویه انحراف از قسمت مرکزی) متناظر باشند. در چنین حالتی نوری وجود ندارد، که در آن موقعیت دقیق در تداخل شرکت کند و قله حذف شده را مرتبه گم شده می‌نامند.

پراش فرنل:
فرض کنید یک مانع کدر حاوی روزنه کوچک که اموج تخت حاصل از یک چشمه نقطه‌ای شکل خیلی دور (
S) ، آن را روشن کرده است. در این حالت صفحه مشاهده پرده‌ای موازی با مانع است. در این شرایط یک تصویر از روزنه بر روی پرده می‌افتد، که علی‌رغم وجود برخی فریزهای جزیی در اطراف محیط آن ، به روشنی قابل تشخیص است. بتدریج که صفحه مشاهده از مانع دور می‌شود، تصویر روزنه گر چه هنوز به راحتی قابل تشخیص است، هرچه شکل مشخص‌تری به خود می‌گیرد، و این در حالی است که فریزها نمایانتر می‌شوند. این پدیده مشاهده شده پراش فرنل یا میدان- نزدیک نامیده می‌شود.

 

اصل بابینه:
دو پرده پراشان را مکمل می‌گویند، هرگاه نواحی شفاف روی یک پرده با نواحی کدر پرده دیگر و بر عکس متناظر باشند. وقتی که دو پرده مکمل روی هم بیافتند، آشکار است که ترکیب آنها کاملا کدر است.

توری پراش :
آرایه‌ای تکراری از عناصر پراشان ، نظیر روزنه‌ها یا موانعی که اثر آنها ایجاد تغییرات متناوبی در فاز ، دامنه یا هر دوی آنها در یک موج خروجی است، یک توری پراش نامیده می‌شود. غالبا توریهای تخت تراشه‌ای ، یا شیارهایی تقریبا مستطیلی چنان سوار می‌شوند که بردار انتشار فرودی تقریبا بر هر یک از وجوه شیارها عمود باشند.

منبع


کلمات کلیدی:
فروش کتاب و مجله
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز شنبه ٢٧ بهمن ،۱۳۸٦  

بسمه تعالی

 

با سلام خسته نباشید

 

امروز حدود 2 سال ازآغاز تلاش و کوشش برای تهیه و جمع آوری یک مجموعه غنی علمی در زمینه مهندسی اپتیک و لیزرمی گذرد. و امروز می توانم به جرات بگویم که اولین مرکز غنی از اطلاعات  و کتاب در زمینه مهندسی اپتیک و لیزر را فراهم کرده و در اختیار شما عزیزان که در راه ارتقاء سطح علمی و پژو هشی جامعه فعالیت می کنید قرارمی دهم. و این باعث افتخار ماست. همیشه یکی از معضلات موجود در این راه نبود منابع اطلاعاتی بوده که با یاری خداوند متعال توانستیم بر بخشی لز این مشکل غلبه کنم.

در لیست های جداگانه ای که همراه این فایل برای شما قرارداده شده است، مشخصات کتابها را که در موضوعات مختلف دسته بندی شده  آورده  است. برای هر کتاب نام نویسنده یا نویسندگان، سال نشر، ناشر و قیمت کتاب در سایت آمازون آورده شده است. و شما می توانید با توجه به مشخصاتی که از کتاب ها آورده شده، کتاب مورد نظر خود را انتخاب کنید.

جهت دریافت اطلاعات بیشتر می توانید به سایت آمازون مراجعه کنید.

از نکات قابل توجه این است که تمامی کتابها به صورت فایل  PDF OR DJVU  می باشند. و شما در صورتی که تمایل داشته باشید، می توانید کتاب را به صورت پرینت و صحافی شده با کیفیت عالی دریافت کنید.

 در هر لیست ابتدا نام کتاب  و سپس دیگر مشخصات کتاب آمده است . بعد از آن قیمت کتاب در سایت آمازون آورده شده است. در ستون اخر قیمت کتاب که ما به ما ارائه می دهیم  اورده شده است.

 

پس از انتخاب کتب مورد نظر خود، جهت دریافت ان ابتدا مجموع قیمت کتابها را به حساب 0303064064000 سپهر بانک صادرات به نام سید محمد امین موحد ابطحی واریز کرده و سپس نام کتاب های درخواستی، شماره و مشخصات فیش، ادرس کامل خود به همراه کد پستی به ادرس زیر ایمیل کنید. پس از دریافت ایمیل شما ، کتابها به صورت سی دی یا پرینت شده ( بنابر نوع در خواست شما ) در مدت 48 ساعت به آدرس داده شده ارسال می گردد.

amin_abtahi5250@yahoo.com

جهت دریافت قیمت کتابهای مورد نظر خود، ابتدا نام کتابها را به آدرس زیر ایمیل کرده  تا قیمت پرینت شده آن برای شما ارسال گردد. وپس از ان سفارش خود را انجام دهید.

amin_abtahi5250@yahoo.com

 

 نرم افزارهای  تخصصی

با توجه به کاربرد روز افزون رشته اپتیک و طراحی اپتیکی در کشور، 3 نرم افزار تخصصی طراحی اپتیکی به صورت کامل تهیه شده است که تقدیم شما می گردد :

 

1-                                               OSLO VER 6.2                                       1.000.000 R

2-                                               ZEMAX 2003                                          1.000.000 R

3-                                               TRACE PRO                                           1.500.000 R

TracePro® is the first optical analysis program with the industry standard solid modeling engine, ACIS®, at its core. TracePro performs stray light analysis, illumination analysis, and optical systems analysis.

TRACE PRO MADE BY Lambda Research Corporation .

 

جهت سفارش هر کدام از این نرم افزارها می توانید طبق راهنمایی بالا عمل کنید.

در صورت خرید دو نرم افزار از سه نرم افزار معرفی شده، نرم افزار سوم با 50% تخفیف ارائه می شود.

 

نرم افزار های زیر نیز به صورت DEMO   موجود می باشد .

برای تهیه این بسته  نرم افزار ها بر روی یک CD می توانید مبلغ ۱۰۰.000 ریال به حساب 0303064064000 سپهر بانک صادرات به نام سیدمحمد امین موحد ابطحی واریز کرده و شماره فیش و آدرس کامل خود به هراه نام  وکد پستی خود را به آدرس زیر ایمیل کنید.

توجه : در صورت خرید بیش از 4.000.000 ریال ، این بسته نرم افزاری رایگان برای شما ارسال می گردد.

 

1-                                               BEAM ALYZER  MEASURMENT SYSTEM

VER 1.02

The BeamAlyzer is a beam diagnostics measurement system for real-time measurement and display of CW lasers, fiber-optic and laser diode beam profiles. The BeamAlyzer is designed to provide maximum flexibility, speed, and user-friendliness for a variety of beam measurements. Measurements include beam width, shape, position, power, and intensity profiles. Some of the applications include; beam alignment, on-line monitoring, gaussian fit analysis, beam position measurement, laser beam optimization, and quality control.

- From BeamAlyzer Help Version 1.0 © 2005 Duma Optronics ltd.

 

2-                                               DATA RAY VER 6.00

3-                                               MICROBEAM MEASURMENT SYSTEM VER 1.00

Main applications include:

-        Laser beam alignment (laser scanners)

-        Relative alignment of multiple beams

-        Quality control of laser beams

-        Laser to Fiber alignment

4-                                               BEAMALYZER COMUNICATION PROGRAM

VER 1.8.5

For increased versatility and as an answer to the market needs, a new communication program was recently introduced, which works through USB or RS232 interface.

This communication program allows full Master - Slave operation of the BeamAlyzer console and receiving data information in a remote computer with a similar GUI as in the BeamAlyzer Stand Alone console.

5-                                               SPECTROMETER VER 6.2.1

6-                                               Optical Beam Position and Power Measurement System

VER 4.13

The system is designed to measure the Position and Power of laser beams, using Position sensing detectors

7-                                               SPOT ON ANALOG USB MEASURMENT SYSTEM

VER 1.4

The system is designed to measure the Position and Power of laser beams, using Position sensing detectors

8-                                               SPOT ON CCD PCI MEASURMENT SYSTEM

VER 4.01

The system provides extensive graphical and analysis capabilities for real time measurements of laser beam centroid position.

Utilizing a unique software feature multiple laser beams position measurements can be made   simultaneously in real time. SpotOn CCD is a powerful tool for various positioning needs and for analysis of various parameters, such as: beam centroid of several beams, relative position between several beams, zooming and monitoring of CW or Pulsed lasers.

9-                                               SPOT ON CCD PCI MEASURMENT SYSTEM

VER  1.08

The SpotOn USB 2.0 is an optical beam positioning measurement system for real time position measurements of single or multiple beams.

The system provides extensive graphical and analysis capabilities for real time measurements of laser beam centroid position.

Utilizing a unique software feature multiple laser beams position measurements can be made simultaneously in real time. SpotOn USB 2.0 is a powerful tool for various positioning needs and for analysis of various parameters, such as: beam centroid of several beams, relative position between several beams, zooming and monitoring of CW or Pulsed lasers.

 

 لینک دانلود لیست کتابها

 با تشکر از حسن انتخاب شما

سید محمد امین موحد ابطحی

 


کلمات کلیدی:
معرفی شرکت
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز جمعه ٢٦ بهمن ،۱۳۸٦  

معرفی شرکت

با سلام امروز می خواهم یک شرکت فعال در زمینه مهندسی لیزر را برایتان معرفی کنم. البته خودم با این شرکت همکاری دارم. شرکت فناوری جلوه سازان پیشرو مستقر در پارک فناوری شهر اصفهان می باشد که با ایده محوری نمایشگرهای لیزری وارد شهرک علمی و تحقیقاتی شد. این شرکت در حال حاضر به دانش فنی طراحی و ساخت انواع نمایشگرهای لیزری (LASER DISPLAY AND  LASER SHOWS) دست پیدا کرده و هم اکنون نمایندگی انحصاری سیستم های نمایشگر لیزری شرکت  LPS المان را که یکی از بزرگترین کمپانی های ساخت این سیستم ها در دنیا می باشد را به مدت 10 سال در اختیار دارند.

شرکت فناوری جلوه سازان پیشرو از مجموعه ای از مهندسین لیزر، برق، کامپیوتر و فارغ التحصیلان فیزیک تشکیل شده است. که با همکاری هم بروی پروژه های مختلفی در زمینه اپتیک و لیزر کار می کنند.

طراحی و ساخت سیستم های نمایشگر لیزری، مشاوره و تهیه انواع سیستم های اپتیکی و لیزری از شرکت های معتبر دنیا و پژوهش های کاربردی در زمینه مهندسی لیزر از فعالیت های شرکت شرکت فناوری جلوه سازان پیشرو می باشد.

از عزیزانی که در زمینه های مختلف مهندسی اپتیک و لیزر سوالاتی دارند و یا به تجهیزات آزمایشگاهی و دستگاه های صنعتی نیاز دارند پیشنهاد می کنم تا با این شرکت مشاوره ای داشته باشند.

آدرس و اطلاعات تماس شرکت را برایتان در زیر می آورم تا در صورت هرگونه سوالی با آنها تماس بگیرید :

آدرس :

اصفهان- خیابان 22 بهمن- رویروی مجتمع اداری – شهرک علمی و تحقیقاتی اصفهان – واحد 218 – شرکت فناوری جلوه سازان پیشرو .

تلفن : 0311- 2658311  داخلی 219

EMAIL : info@lasertech.ir

www.lasertech.ir 

در پایان امیدوارم که با تلاش و همبستگی بتوانیم ایرانی سربلند و سرافراز بسازیم.


کلمات کلیدی:
بهبود سطوح شیشه ای در مقیاس نانوبا استفاده از لیزر ضربه ای با طول موج nm 1064
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ٢٥ بهمن ،۱۳۸٦  

بهبود سطوح شیشه ای در مقیاس نانوبا استفاده از

 لیزر ضربه ای با طول موج nm 1064

 

     ما روشی را برای ساخت نمونه های در مقیاس نانو بر روی شیشه بوروسیلیکات با استفاده از لیزر نئودیمیم : ایتریوم – آلومینیم (NM1064-NS10) و با استفاده از یک نانو سیستمهای کروی ارائه می نمائیم . اعتقاد بر این است که جذب غیر خطی منطقه نوری ایجاد شده بین ذرات کروی نمونه و شیشه.دلیل اولیه برای ایجاد اشکال نانونی بر بستر شیشه است با تاباندن پرتوی اشعه لیزر از پشت نمونه شیشه . اثرات انعکاس به حداقل رسیده و برای طرح دادن و نقش دار کردن سطح . فقط از تقویت منطقه به طور مستقیم . به دلیل وجود ذرات کروی استفاده می شود . برای اثبات این امر . محاسباتی براساس تئوری پراکنش Mie صورت گرفت و اهمیت نتایج به دست آمده عنوان تابعی از زوایا و جهات پراکنش ارائه گردید. بنابراین اشکال در مقیاس نانو به دست آمده با این روش دارای قطرnm350 هستند و فاصله بین آنها حدودnm640 است که همانند اندازه ذرات کروی به کار رفته می باشد . پتانسیل بالای شیشه های بوروسیلیکاتی باعث شده که کاربرد وسیعی در زمینه بسته بندی و میکروتکنولوژیها مشابه طرحهای بیوشیمی و میکرونورها داشته باشد . علاوه بر پایداری شیمیائی . نوری و مکانیکی آنها . همچنین شیشه های بوروسیلیکاتی در فرایندهای همانندسازی (تکثیر) مقاومت و ثبات گره مکانیکی لازم را دارا می باشند این امر منجر به انجام تحقیقات بسیاری در مورد ویژگیهای پروسه مواردی الکتریک شده است 

     به طور کلی به دلیل ماهیت خنثی وبی اثرآنها بسیار مشکل است آنها را به وسیله متداولترین تکنیکهای ماشینی ایجاد نمودو ساخت . میکرو ماشینهای لیزری یک روش موثر برای تولید و ساخت ماشینی مواد  شیشه است . با این وجود جذب خطی برای شیشه ها بسیار کم و پایین است و آستانه جذب آنها نزدیک nm2310 می باشد . بنابر این در پروسه مواد شیشه ای از لیزرهای بسیارقوی uv وco2 بایستی مورد استفاده قرار گیرد . مکانیسم آسیب و صدمه توسط پالسهای  در حد نانو ثانیه به گرمای الکترونهای رسانس بوسیله پرتوی تابشی و انتقال این انرژی به شبکه مربوطه می شود. این صدمه از طریق انتقال حرارت ذخیره شده ناشی از ذوب شدن و به جوش آمدن ماده دی الکتریک رخ میدهد. جذب بسیار کم سطح مقطع مواد بین باندهای بزرگ به لیزری باشدت بالا احتیاج دارد تاجذب انرژی مناسبی رادر مواد برای جابجائی مواد ماکروسکوپی بوجود آورد . شدت حساسیت زیاد . به ایجاد ناحیه ای منجر می شود که شدیدا تحت تاثیرگرمابوده وتنش حرارتی ایجاد شده ممکن است حتی منجر به ترک خوردن شود. نهایتا اینکه انتخاب این تکنیک برای تکنولوژی میکروسیستم ها مناسب نمی باشد. یک روش قابل قبول برای غلبه بر این محدودیت به کار بردن پالسهای لیزر فوق تند برای پروسه می باشد. به دلیل کوتاه بودن مدت زمان پالس . زمان گرما دادن از زمان آرامش و استراحت الکترون فوتون کمتر میباشد. بدین وسیله پرتوی فضایی افزایش یافته و محدوده تحت تاثیر گرما به چند میکرو متر کاهش می یابدعلاوه بر این پی بردیم که پرتو افکنی لیزری مادون قرمز  femto secohd منجربه افزایشی در ضریب شکست در نقطه کانونی داخل شیشه ها می شود .      تکنیکهای دیگری نظیر iaser induced plasma –assisted ablation , laser induced backside etching  به تازگی برای ایجاد شیشه های شفاف مورد استفاده قرار می گیرد اما با استفاده از این روش به دلیل مکانیسم سایش و محدوده شکست و تجزیه کانون اشعه لیزر برای تولید و ساخت ترکیبها در مقیاس نانو روی بسته شیشه بسیار مشکل می باشد .

     به منظور غلبه بر محدوده شکست نزدیک منطقه سایش و برش توسط اشعه لیزر می تواند برای ساخت واقعی مورد استفاده قرار گیرد . یک روش شامل بکار بردن و روشن نمودن نوک یک میکروسکوپ تونلی  یا یک میکروسکوپ اتمی دارای لیزر پالسی می باشد . ساختارهای کمتر از 2 /λ را می توان به آسانی در بخش زیرین قسمت راس ایجاد نمود . روش دیگر رسوب تک لایه ای از ذرات کروی در مقیاس نانو روی سطح بسته  و با استفاده از تقویت و افزایش شدت . جهت ایجاد سوراخهای در مقیاس  نانو در بسته می باشد . اعتقاد بر این است که هنگامیکه اشعه لیزر از میان نانو ذرات کروی عبور کرد و به بسته می رسد باعث افزایش منطقه نوری به طور عمده به دلیل تاثیر منطقه نزدیک و پراکنش توسط ذرات کروی می شود . در این مقاله اشعه لیزر Nd   : ایتیریم . آلومینیوم . گارنت . (YAG) برای به عمل آوردن شیشه بوروسیلیکات به کاربرده می شود ازطریق فرستادن اشعه لیزر از پشت نمونه شیشه ما انتظار داریم که اثر پراکنش بر تغییرات سطح به حداقل  برسد . از تقویت و رشد منطقه توسط نانو ذرات کروی سیلیس (Sio2) بر سطح به منظور تولید نانو نمونه ها بر سطح بسته استفاده می شود. نمودار وضعیت آزمایشی در شکل یک نشان داده شده است.

     نمونه ای که به عنوان مدل بکار برده شده . شیشه بوروسیلیکات با ضخامت μm500 می باشد . یک سوسپانسیون کلوئیدی فقط از ذرات کروی سیلیسی با قطر nm 640 که توسط آب دی یونیزه رقیق شده روی نمونه شیشه بکار رفته ومنجر به خشک شدن می گردد. این ذرات  کروی بوسیله فرایند  خود جوش منظم شده

یک لایه شش وجهی بسته ای را تشکیل دهند. این امر از طریق مشاهده نمونه زیر میکروسکوپ دقیق الکترون (sem ) قابل تصدیق است . همان طور که در شکل 2 نشان داده شده است .

     از آنجا ئیکه شیشه بوروسیلیکات تا طول موج nm1064 شفاف است . اشعه لیزر تابشی می تواند از بسته شیشه عبور کرده . وسطح تحتانی ذرات کروی را روشن نماید چون اندازه ذرات کروی کوچکتر از طول موج لیزر است شدت نور تابشی افزایش یافته و اطراف ذرات کروی  یک هلال نورایجاد می گردد. ناحیه ناپایـــــدار به ناحیه بسیار کوچـــــــکی از اطراف ذرات کروی محدود شده و در جهت محورسست و ناپایـدار می شود. بعد از یک تک پالس j/cm2 3 ذرات کروی از بسته شیشه جداشده و نانو ساختارها بر سطح ایجاد می شوند همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است .

     میکروگرافهای sem آرایش متناوبی از حفره هائی به قطر nm 350 را روی سطح نشان می دهد. ساختمان ایجاد شده بطور شش وجهی مرتب شده اند و فاصله بین مراکز اشکال حدود nm 640 می باشد که برابر با قطر ذرات کروی بکاررفته است . این پدیده تشکیل اشکال در قسمت زیرین جایگاه ذرات کروی را تصدیق می نماید . این موضوع نشان می دهد که افزایش منطقه نور در نزدیک زمینه پراکنش می تواند باعث شود شدت واکنش چندین برابر واکنش اولیه بزرگ شود چون ضریب جذب خطی شیشه در طول موج آزمایش بسیار پایین است . مامعتقدیم شکل گیری مدل . به دلیل جذب غیرخطی مواد شیشه می باشد که با نور تقویت شده است . اگر چه مکانیزمهای فیزیکی برای اشعه های مادون قرمز با حساسیت نسبت به نور هنوز تحت برسی و تحقیق است . مامعتقدیم فرایند توسط فرایند جذب  چند فوتون آغاز شده و بنابراین وایستگی غیر خطی شدیدی را به شدت اشعه تابیده شده نشان میدهد این وابستگی به شدت . ویژگیهای نوری مواد را که انتشار نور تابشی را تحت تاثیر قرار می دهند. تغیرمی دهد. بخش انعکاس غیرخطی باعث بوجود آمدن لنز خودکار میشود که می تواند منجر به تخریب نوری گردد. بخش جذبی غیرخطی می توانند درشدت بالا شفافیت و انتقال را کاهش داد. باعث آسیب نوری در مواد می شود که دارای تابش کمتری نسبت به تجزیه دی الکتریک انتقال حرارت می باشند . همچنین وجود یک سطح. تقارن معکوس عامل نرمال را تا خط شکسته و فعل و انفعال و واکنش غیر خطی راممکن می سازد. تقویت منطقه ارزی ازچندین منبع ناشی میگردد. پراکندگی و اثرات نزدیک منطقه جزء مشاهداتی هستند که بخش قبلی هنگامی که اشعه لیزربرسطح فوقانی ذرات کروی تابیده میشود به اثبات رسیده است محاســــــبات انجام شده بر روی افزایش منطقه پیرامون ذرات کروی بیان می نمودکه اثرات متمرکز کردن و اثرات نزدیک یک منطقه هردو به یک میزان در اندازه و شکل اشکال تشکیل شده زیر ذرات کروی نقش دارند. اما زمانیکه نمونه ازپشت . پرتوافکنی شود. اثرات پراکنش به حداقل می رسد ما افزایش شدت را به دلیل پراکنش با استفاده از ذرات کروی دی ا لکتریک . براساس تئوریmie برای طول موج لیزر ذرات کروی سیلیسی nm 1064 و nm640 با ضریب شکست 39/1 محاسبه نمودیم. افزایش شدت به عنوان تابع زاویه پراکنش  درشکل 4 نشان داده شده است.

     محاسبات نشان میدهد که برای زوایای بین 90 و270 درجه بواسطه پراکنش. افزایش شدت قابل توجهی وجود ندارد. این بدان معنا است که در حدفاصل بین ذره کروی وبسته شیشه ای تقویت و افزایش منطقه بدلیل پراکنش نمی باشد. تقویت و افزایش منطقه نوری همچنین می تواند ناشی از اثرات تداخل سطح پشتی باشد به

دلیل تداخل امواج ورودی و امواج منعکس شده . شدت منطقه الکتریکی در پشت قطعه ای با جذب ضعیف ودارای n>1 بیشتر است بطوریکه آستانه شکست نوری از قسمت پشتی پاین تر است . برای شیشه سیلیکا و

 شیشه های بوروسیلیکات در nm  193 قبلا با سایش سطح پشتیکه توسط این شیشه هابه خوبی قابل جذب است  بیان شده است . علیرغم وجود تقویت در بخش پشتی . در آزمایشات انجام شده با لیزر nm 1064در غیاب ذ رات کروی در حالت مشابه هیچگونه آسیبی در اثر لیزر در این بخش (بخش پشتی ) مشاهده نگردید. در حالیکه در حضور ذرات کروی حتی برای شدت تابشی بسیار پایین اشکال واضحی . بسته به اندازه ذرات کروی در ابعاد نانو در بخش پشتی تشکیل می گردد. بطور خلاصه یک تکنیک ساده برای توسعه نمونه های نانو روی بسته شیشه ای بروسیلیکاتی استفاده از اشعه  nm  1064  نانو ثانیه لیزر   yag : nd   در این مقاله ارائه گردیده است . به دلیل وجود منطقه نوری تقویت یافته در اطراف ذرات کروی به نظر میرسد جذب غیرخطی پدیده قابل قبولی جهت تشکیل اشکال نانو باشد. منطقه نوری تقویت یافته حاصل تاثیر منطقه مـجاور است . از آنجائیکه اشعه لیزر از قسمت پشت نمونه تابیده می شود. اثر پراکنش کانون القائی در این امر حذف می گردد.                                                                        

زهرا فیلی کارشناس مسول طرح وتوسعه سازمان صنایع ومعادن خراسان رضوی بهار 1386


کلمات کلیدی:
Homebrew CO2 Laser Design
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ٢٤ بهمن ،۱۳۸٦  

با سلام به همه دوستان عزیز

در مورد طراحی لیزر co2   به دنبال مطلبی بودم که با مقاله زیر برخورد کردم. مطلب خوبی یود . وتصمصم گرفتم برای شما هم بگذارم.البته این مقاله زبان اصلی است.

اگر از خوانندگان کسی این مقاله را ترجمه کرد، لطفا ترجمه ان را در اختیار دیگران نیز قرار دهد . تا دیگر افراد هم از آن استفاده کنند .

البته من منبع این مقاه را گم کردم. اگر کسی منبع آن را پدا کرد اعلام کند تا در وباگ آن را درج کنم .

Homebrew CO2 Laser Design

and Construction Notes.

 

Introduction

I built my laser in summer of 1980, while I was still a student at Georgia Tech.  First I assembled the tube itself, and got it working using a rough-and-ready neon-sign transformer as a power supply, some months before I managed to design and build a DC power supply.

One of the requirements for graduation was a course called Project Laboratory, or EE 4430.  It was expected that all EE candidates would design and build something unique for this course.

I approached Dr. W. R. Callen, an EE professor who had taught a course on lasers at Tech (and who was co-author, with another EE professor and a professor from the Physics department, of a book on the subject). I asked him if he would sponsor my project.

 “What are you planning to build,” he asked.

 “A carbon dioxide laser,” I replied…

Dr. Callen just shook his head.  I knew why; no undergraduate at Tech had ever succeeded in scratch-building a laser before.    Well, I quickly admitted that the oscillator was already up and running!  Most of my remaining work only involved the DC power supply, anyway.

One of the proudest and most exciting events of my life was demonstrating the finished product in Dr. Callen’s and Dr. O’Shea’s Laser Physics class!

The Laser Tube

My laser uses a blown-glass tube, which was made for me by Tech graduate student Wayne Penn (who also suggested the clever “bellows-less” mirror-mount design).  He used a glass lathe to fabricate the tube in about an hour.

Almost any large city will have a scientific glass-blower who can (in between dope-bongs, which he will be making when scientific business is slow!) make a similar part for relatively low cost.

 Another option is to adapt something from off the shelf, such as a chemist’s Liebig condenser.  These are not expensive—I have seen suitable units, half a meter long, on the Web at prices ranging from $50 to $60.

The Liebig condenser is especially well-suited for a laser intended to be run on direct current.  Cut off the angled tip on the condenser’s “output” end and mount one mirror cell there, just as I have done in my custom-made laser tube.  This mirror cell then serves as the anode.  Mount the other mirror cell at the “input” end of the condenser, which flares out.  The larger size of this end of the tube will allow you to fit a cathode made of brass tubing, as I have done in my laser, having a diameter a bit larger than the diameter of the condenser’s bore.  The resulting half-meter tube ought to put out about 10-15 watts!

A final option is not to use blown-glass in the tube at all.  You can “build up” a tube using individual pieces of straight glass tubing, making them concentric (as in the water jacket) using turned doughnut-shaped insulating spacers. The gas fittings may be built into the metal mirror cells. Joints may be sealed with epoxy resin, RTV silicone, or O-rings.

 My personal preference is for the blown-glass tube. It’s likely to have significantly fewer problems with leaks and power-supply arcing.

 Output power in the slow-flow CO2 laser is essentially proportional to the length of the electrical discharge, for around 0.30 to 0.50 watts per centimeter.  It is pretty much independent of the diameter of the discharge bore.

The size of the bore is often chosen so that the laser will oscillate on only the fundamental transverse mode (TEM00).  This may be accomplished by dimensioning the bore such that the tube’s Fresnel number (the square of the bore radius divided by the product of the distance between the mirrors and the laser wavelength) is around 0.80. 

The Mirror Cells

 In my laser mirror mount design (see the EE 4430 Project Report), I used separate Buna-N O-rings to seal the mirror and to allow angular adjustment; this approach allowed me to remove a mirror without disturbing the optical alignment.  This capability is not essential, and the construction of the mirror cell may be considerably simplified by using the same O-ring both to seal the mirror and to adjust it.

I made my mirror mounts on my own lathe.  To make the tube mounts, I borrowed time on a small milling machine at school.  If you do not own any machine tools, you can certainly have any metal-work done at a local shop, but you should really consider the possibility of assembling a small shop of your own—miniature lathes and milling machines, perfectly suited for making small parts such as these, may be purchased for just a few hundred dollars.

Some experimenters prefer bellows-sealed mirror cells. A perennial problem is finding that metal bellows…

There is an air control thermostat in every air-cooled Volkswagen engine.  It employs some volatile fluid, sealed inside a length of copper-plated steel bellows, to open and close a vent as the cooling air temperature rises and falls.  The bellows is easily de-soldered from the rest of the mechanism, and it’s perfect for use in small laser mirror cells.  It is long enough that it may be cut in two, providing a bellows for each end of the tube.   “Replacement” VW thermostats may be bought for a few dollars.

The Optics

One hobbyist (see Levatter) made his own optics!  He ground and polished them from commercially-available glass blanks, and then coated them with copper using the sputtering technique in a home-made vacuum chamber.  His was an “aperture-coupled” design in which both mirrors were totally-reflecting; the output was extracted through a hole in one of the mirrors.  To seal the hole, he made an IR-transparent window from a slab of crystalline salt.

At present, it is probably easier to use commercially-prepared optics in the laser, and now they are manufactured in sufficiently large quantities that costs have become relatively low--it should be possible to buy a complete set for well under $400.

In my laser, I used a gold-coated glass total reflector and a broken fragment of a multi-layer dielectric-coated (MLDC) germanium partial reflector.  Current industrial practice calls for a protected gold- or silver-coated silicon total reflector and an MLDC zinc selenide partial reflector.  Germanium partials are probably OK, but that material exhibits significantly higher absorption and will not transmit visible light.

The partial reflector or “output coupler” is typically flat.  It has an MLDC partial-reflector coating on the side facing into the laser cavity, and an MLDC anti-reflection coating on the other side.  Zinc selenide has a high refractive index, so without the AR coating there would be unacceptably high reflection losses at the output interface.

Output coupler reflectivities range from about 80 to 95 percent in CO2 lasers less than a few meters long.  Mine has a reflectivity of 92 percent, which works well for my 1.15 meter unit.  In general, it is preferable to under-couple than to over-couple the laser output, because the general function of output power versus output-coupler reflectivity is decidedly “lop-sided” in shape, with a much steeper slope on the over-coupled side of the curve (see Fahlen or Garrett).

It is actually possible to calculate the optimum output-coupler reflectivity (see Silfvast for the equation), but you need to know the small-signal gain of the laser medium and the absorption and scattering losses in the cavity, factors that may be impossible to quantify without measurements.  Should you have two output couplers (each having a different value of reflectivity) available for your laser, you may measure the output power using each of them and then set up two equations in two unknowns, which will yield reasonably accurate values for the gain and loss characteristics.  These may then be used to perform a final calculation to obtain the optimum reflectivity.

The total reflector should be concave (spherical), with a radius of curvature at least somewhat longer than the cavity length (that is, the distance between the mirrors).  My mirror has a radius of 2 meters, not quite twice the length of the cavity.

Aligning the optics is easy.  Aim a visible laser beam (a HeNe beam is excellent), from a few feet away, down the bore of your tube from the output-coupler end.  Rig up a paper screen at the visible laser, with a little hole in it, such that the alignment beam passes through the center of the hole on its way to your tube.

 Next, adjust the position of the laser being aligned so that the visible beam passes right down its axis. I use stacks of index-cards under each end of the laser mounting extrusion. It is much easier to do this than to try to position the alignment beam itself!

After aligning the bore, install the total reflector and adjust its mounting so that its reflection of the alignment beam falls right back onto the alignment beam itself; that is, center the reflection on (or in) the hole in the paper screen.  The total reflector will then be aligned with the bore.

Finally, install the output coupler (ensuring that the reflecting side faces into the cavity!) and adjust its mounting so that the visible back-reflection from this mirror falls on the hole in the screen, too.

 A “short” (0.5m – 2m) CO2 laser aligned in this way will almost certainly be in good enough alignment to “lase” as soon as the discharge is struck.  Then, once the laser is oscillating, small “tweaks” of the mirrors will allow adjustment for optimum power and mode quality.

The Gas-Handling System

Bad news:  the flowing-gas CO2 laser requires a vacuum pump to achieve the low pressures (10-30 torr or so) required for its operation.  Do not waste your time with refrigerator compressors or similar kluges; they’re nothing but trouble (when I tried a rotary refrigerator compressor, all I got for my efforts was a lab full of acrid smoke!).

Good news:  suitable vacuum pumps are showing up with increasing frequency at on-line auctions, and they aren’t even very expensive.  The condition of any prospective unit is probably not critical, either; if a belt-drive high-vacuum pump will run at all, it will almost certainly be able to pump down to a few torr even if it’s badly contaminated or has been abused. 

When preparing a surplus pump, clean the outside of the unit with mineral spirits and check it for leaks.  Drain the oil and replace it with new vacuum pump oil (available from suppliers such as Duniway Stockroom for about $10 a gallon); if the spent oil looks or smells really contaminated, it’s probably a good idea to run for a while with the first refill, drain the pump,  and then refill it again.

The easiest way to obtain the laser gas itself is to buy or lease a cylinder of pre-blended laser mixture from a local supplier of industrial gases.  In my opinion, building your own mixing manifold and then preparing your own mix from gases of whatever source is another waste of time and effort, unless (of course) you are specifically interested in experimenting with the composition of the gas mixture.

I had no trouble obtaining my gas mixture from any of several local vendors in Atlanta and in Denver.  A common standard mixture is 4.5 percent CO2, 13.5 percent N2, and 82 percent He, which works well in my laser even though it may not be optimum (Penn suggests using a mixture of 14:14:72 in  narrow-bore CO2 lasers).  Never use any mixture containing carbon monoxide!

You will need a pressure regulator compatible with the fitting on your gas cylinder.  A single-stage regulator is adequate and will be less expensive than a two-stage unit.

 A means of measuring the pressure in the tube is convenient but not essential.  Resist the temptation to use a mercury manometer, because the toxic metal vapor will contaminate everything in your system, and any sudden pressure change in the manometer tube could break it and scatter its contents. A much safer manometer may be made with vacuum oil of the same type used in the mechanical pump (see Levatter), but all-electronic gauges are preferable.  When selecting an electronic gauge, be aware that many such devices (thermocouple and Pirani gauges, for example) are designed and calibrated for use with standard “air” and that the presence of helium may cause erroneous readings.

The gas connections are simple.  You connect the vacuum pump to one end of the laser tube, and you connect the gas regulator to the other end through a suitable leak valve—you may use a hardware-store needle valve, or select a real gas-metering valve from the Swagelok catalogue.  Adjust the regulator for an output pressure of about two psig, evacuate the laser to the limit of the vacuum pump, and then admit gas through the leak valve until the sound of the pump changes.  Turn on the power supply, and then adjust the gas flow for the highest pressure at which you can maintain a stable discharge—after a little practice, you will acquire a feel for this sequence of operations.

 If your vacuum pump is large, it might be a good idea to place a “throttle valve” on the pump side in order to limit the gas flow.  While large gas flow rates can be advantageous for laser power output, they consume the gas mixture more rapidly.

Unless you’ve rigged up a special output vent, the vacuum pump simply expels the spent gas mixture into the ambient air.  This is generally no problem in normal use because the volumes of gas are small, but you should still ensure that the area is well-ventilated, especially if the laser is to be run for a long period of time.

After shutting down the laser, open your gas valve and pressurize the tube to atmospheric pressure or above (as indicated by a bubbling sound in the non-running vacuum pump).  If you leave a partial vacuum in the tube, oil or oil vapor can be drawn into it and could damage the optics.

 The pieces of tubing that connect the laser to the pump and to the gas valve should be heavy-walled enough that they do not collapse when pumped down.  Also, they should be significantly longer than the distance between the laser’s electrodes, or you risk having the electrical discharge go down one of them rather than down the bore of the laser!  The mirror mounts should be regarded as electrically “hot” even if they are not directly connected to the electrodes, because a discharge can form between them and the electrodes should there develop a suitable external current path (such as your body!).

The Cooling System

 The CO2 laser requires active cooling to keep the temperature of the discharge tube below around 30 degrees C or so.  It is possible to build an air-cooled tube using fans and large heat sinks, but since the heat sink can have a thermal resistance of no greater than a few hundredths of a degree C per watt, it is usually more practical to use liquid cooling.  In my laser I use ordinary tap water, with a flow rate of about 0.75 liters per minute.

Generally you want the laser tube as cool as possible.  Indeed, laser cooling may be a more fertile field for amateur experimentation than the composition of the gas mixture; I have read that cooling the laser to dry-ice temperatures will double the output power.

Remember that when cooling to temperatures below the dew point, there will be condensation of moisture on the cooling lines and on the outside of the cooling jacket. This could cause corrosion and electrical insulation problems.

The Power Supply

 Gas lasers require a high-voltage power supply.  For a CO2 laser, the voltage will be around 10 kV to 15 kV per meter of discharge, at currents ranging from about 10 to 40 mA.

 When first attempting to operate the laser, try using a neon-sign transformer as a power supply, assuming that your tube design permits the use of alternating current (symmetrical electrodes).  The NST has many advantages—it is inexpensive, easy to obtain, and automatically limits its output current when operating into “negative resistance” loads such as a gas laser discharge.  A variable transformer (“Variac”) should be used on the primary side of the NST to permit more precise control of the tube current.

 A 15 kV, 30 mA NST  works well for lasers less than a meter in length.  Identical NSTs may be connected in parallel to get higher current, but unfortunately they cannot be connected in series for higher voltage because they are not sufficiently well insulated.

Operating a CO2 laser at maximum efficiency requires a direct-current discharge.  You may rectify the output of any high-voltage transformer to obtain this direct current.  Solid-state rectifiers may be used to accomplish this, and they should be rated well in excess of the highest expected voltages in the circuit; for example, when bridge-rectifying the output of a 15 kV NST, the individual rectifiers should have a specified PIV of at least 22 kV and preferably a bit higher!  The minimum average current rating should be 100 mA or so.

Smaller individual rectifier diodes, such as the popular 1N4007 (PIV 1 kV, current rating 1 A), may be connected in series to obtain “stacks” having a higher PIV rating.  When doing this, it is necessary to equalize the voltages across the individual devices using parallel resistors and capacitors.  In my view, the complexity of this arrangement (for the 15 kV NST, we would need 88 1N4007s, 88 high-voltage resistors, and 88 capacitors!) renders it totally impractical—I suggest that you obtain suitable pre-assembled rectifier stacks instead.  Their higher cost will pay back at once in simplicity, reliability, and reduced effort.

 Filtering the DC output is not absolutely necessary, but it’s a good idea when applying active current regulation, or if you want a steady power output with minimal modulation.

 If you use a conventional high-voltage transformer in your power supply rather than an NST (as I did in my first power supply), and you do not have an electronic current regulator, you will require a ballast resistor in series with the laser in order to limit current.  Its resistance should be such that it drops from 20% to 50% of the total power supply voltage when the laser is operating (I used 100 K ohms).  The larger the resistor, the more stable the discharge will be, but much of the power supply’s output power is wasted.

 You should rate the ballast resistor so that it can accept the full output of your power supply without damage; for a 15 kV, 35 mA supply this means that the resistor must be capable of dissipating over 500 W (!), at least for short periods.

Active current regulation, which I have mentioned previously, works far better than simple ballast resistance.  Any experimenter going to the trouble of building his DC power supply from scratch should consider using this powerful technique (see Posakony).

 High voltage power supplies require special care in design and construction in order to make them safe and reliable.  Be sure to leave adequate clearance between components to prevent arcing (I used 2 inches per10 kV), and to insulate internal nodes wherever possible.  Enclose the entire unit in a grounded metal cabinet to prevent accidental contact.  It’s always a good idea to use interlock switches to disconnect power when covers are removed or doors are opened, and to provide bleeder resistors across any filter capacitors to dissipate their charge when the unit is turned off.  As a minimum, you should have an insulated “shorting stick” you can use for discharging the capacitors before you work on the unit.

The leads from the power supply to the laser should be insulated for at least twice the highest expected voltage.  Belden CRT cable and automotive ignition cable (be careful to obtain the non-resistive type) are satisfactory.

Safety

 No discussion of CO2 lasers is complete without addressing the many hazards…

 First, the power supply is lethal.  Insulate everything as well as you can!  Make protective covers for the mirror mounts and any other components that may be at high potential.  If the design of your power supply is such that one terminal can be grounded, connect that terminal to the electrode or mirror mount you’ll spent most of your time working around (on my laser, it’s the output mirror).

 

Again when analyzing potential high-voltage hazards, be sure to consider unintentional leakage paths, such as down the gas tubing or between electrodes and the mirror mounts.

The laser’s output is more destructive than you might imagine.  While the wavelength is such that it is not specifically considered a retinal hazard, the sheer power of the CO2 laser beam is more than sufficient to broil your eyeball right in its socket!  When working with exposed beams, you should always use protective eyewear. Fortunately, this is easy to arrange; inexpensive wrap-around safety glasses are sufficient.

Special “laser” goggles are not required when working with CO2 lasers, because all of the commonly-available plastic and glass materials are completely opaque to 10.6 µm radiation.  That said, Lexan® and similar polycarbonate materials are preferable for use in eyewear and safety screens, because they are mechanically tough and resist CO2 laser burning well (unlike acrylics, which burn fiercely).

If the beam strikes your skin, you will instantly receive a painful burn.  As a minimum you may expect blistering, and you will likely be charred!  Should the beam strike any flammable material, there will be immediate ignition.

The beam of a CO2 laser is absolutely invisible, so there is a premium on knowing exactly where it’s going.  There must also be a suitable backstop for it.  Perhaps the best such “beam dump” is a hefty metal box whose insides are blackened with soot and which has a small hole for admission of the beam, but a fire-brick is more practical.  When using a fire-brick there may be significant scattering from the point where the beam strikes it, and proper eye protection is essential.

Post a laser warning sign such as the one I have included on this Web site!

 

Finally, be sure to secure the gas cylinder so that it cannot fall or be knocked over.  Should the valve break off, the pressurized cylinder could become a lethal projectile.

References

Here are some laser references I have found particularly worthwhile.

Arnold L. Bloom, Gas LasersNew York:  Wiley (1968).

C. G. B. Garrett, Gas LasersNew York:  McGraw-Hill (1967).

These early books, identically titled, cover pretty much the same ground through most of their text.  Then, Bloom becomes more applications-oriented while Garrett becomes more design-oriented.

Theodore S. Fahlen, “CO2 Laser Design Procedure,” Applied Optics Vol. 12, No. 10, pp. 2381-2390 (October 1973)

Because lasers are feedback systems, many of their design parameters strongly interact with one another, and arriving at an optimum design requires a really thorough understanding of just how they interact… Fahlen’s paper describes an approach to CO2 laser design in which a series of nomographs show us these relationships graphically!  It may be used, like a spreadsheet, to see how changing any one parameter affects each of the others. 

Levatter, Jeffrey, and C. L. Stong, “The Amateur Scientist:  A Carbon Dioxide Laser is Constructed by a High School Student in California,” Scientific American  Vol. 225, No. 3, pp. 218-224 (September 1971).

Jeffrey Levatter’s homebrew CO2 laser project is the one that first inspired me to build a laser of my own.  Levatter did everything the hard way (he made his own mirrors, mixed his own gases, and used a refrigerator compressor as a vacuum pump), but he got exciting results. 

This column was later reprinted in a Scientific American book [Jearl Walker, Light and Its UsesSan Francisco:  W. H. Freeman (1980)].  The book is long out of print, and it will probably be easier to locate the original magazine.

Donald C. O’Shea, W. Russell Callen, and William T. Rhodes, An Introduction to Lasers and Their ApplicationsReading:  Addison-Wesley (1977).

This is my professors’ textbook.  It has an excellent, easily understood discussion of laser theory; presented with an enjoyable style and with considerable wit (for instance, they note that since most laser devices are actually oscillators rather than simple amplifiers, the acronym should more properly be derived from “Light Oscillation by Stimulated Emission of Radiation”—except that nobody wants to be associated with a LOSER!).  Unfortunately, the book has never been revised, and its chapters on specific laser types and on various laser applications are dated because of their age. 

Michael J. Posakony, “A High Voltage Current Regulator for Laser Gas Discharge Tubes,” The Review of Scientific Instruments Vol. 43, No. 2, pp. 270-273 (February 1972).

Posakony’s paper presents a practical vacuum-tube based electronic current regulator for use in the laser power supply.  It permits more precise control of the discharge current, with much better stability and efficiency, than a ballast resistor. 

I based the design of my own dual-discharge current regulator (see the Current Regulator Page) upon the ideas discussed in this paper.

William T. Silfvast, Laser FundamentalsCambridgeCambridge University Press (1996).

Dr. Silfvast’s book is, in my opinion, the finest text on basic laser theory available at this time.  It’s up-to-date, complete, and loaded with examples and practical information.  Its mathematics will probably be daunting for anyone unfamiliar with calculus.

I have just learned that the book is now available in a revised second edition (2004)!

 

 

 

 

 


کلمات کلیدی:
 
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ٢۳ بهمن ،۱۳۸٦  

طراحی و ساخت یک  فاصله یاب لیزری

به روش  شیفت  فاز برای فواصل کوتاه 5/0 متر تا 10 متر

قسمت دوم

 

ساختار

الف : اپتیک

هدف از طراحی اپتیکی بدست آوردن عدسی هایی است که فاصله یاب مورد نظر بتواند فاطله های بین ا متر تا 10 متر را اندازه بگیرد ودر نتیجه آن تغییرات توان نوری دریافت شده در اثر تغییرات فاصله مینیمم شود.وSNR   حداقل 10 به 1 حاصل می شود.

دو روش معروف برای طراحی اپتیکی، یکی روش کواسیکال ودیگری روش موازی می باشد.اپتیک کواسیکال معمولا برای اندازه گیری فاصله استفاده نمی شود.چون محورهای اپتیکی گیرنده وفرستنده یکسان است. توان نوری در گیرنده در این روش متناسب با عکس مجذور فاصله می باشدو درنتیجه در محدوده فاصله  1m تا 10 m به نسبت 100 به 1 تغییر می کند.

در اپتیک موازی از آنجا که محورهای اپتیکی گیرنده وفرستنده یکسان نمی باشند توان نوری دریافت شده در فاصله های خیلی کوتاه بسیار کم می شود.در این روش وقتی شئ بین فاصله یاب و نقطه تقاطع محورهای نوری قرار می گیرد، تغییرات توان نوری دریافت شده مانند اپتیک کواسیکال می باشد.

فاصله یاب ساخته شده مورد بحث از اپتیک موازی استفاده می کند که ما در آن برای فرستنده از یک لنز محدب کوچک به قطر 14 mm  و فاصله کانونی  15 mm  و برای گیرنده از لنز محدب به قطر 50 mm  و فاصله کانونی 60 mm  استفاده نموده ایم.

ب : فرستنده

برای فرستنده از یک دیود لیزر IR  ، CW  و20 mw   استفاده شده است. این دیود لیزر توسط یک منبع جریان تحریک می شود که این منبع جریان توسط فرکانس  15 MHz  مدوله می شود تا پرتو خروجی یک پرتو نورانی سینوسی بافرکانس 15 MHz باشد.از آنجا که جریان زیادی برای تحریک دیود لیزر پیوسته 20 mw   لازم  می باشد و از طرف دیگر این جریان زیاد باید با فرکانس15 MHz مدوله شود، لذا با مسائل فرکانس بالا و وات بالا مواجه می شویم. شکل شماره (2) دیاگرام درایو این دیود لیزر را با اسیلاتور اصلی نشان می دهد.

ج : گیرنده

در گیرنده از یک فتودیود  (avalunche photodiode)  APD   که ماکزیمم حساسیت آن در طو موجی نزدیک به طول موج لیزر است استفاده نموده ایم. فتون های تابیده شده به فتودیود به جریانی از الکترونها تبدیل می شود که نسبت الکترونهای آزاد شده به فتون های تابیده شده همان گین ذاتی        APD است. جریان تولید شده توسط یک PreAmp   به ولتاژ تبدیل می شود. این PreAmp باید تا حد امکان کم نویز و دارای پهنای باند بالا باشد. ولتاژ بدست آمده توسط یک تقویت کننده تقویت می شود. از آنجا که ممکن است سیگنال های ناخواسته در سیگنال اصلی وجود داشته باشد  که ورود میکسر را به اشباع ببرد، لذا این سیگنال را از یک فیلتر میان گذر عبور می دهیم و توسط یک تقویت کننده نهایی به حد لازم می رسانیم.

د : پردازش

فاصله یاب هایی که از روش آشکار سازی فاز استفاده می کنند، خود به دو دسته تقسیم می شوند :

یکی آشکار سازی فاز به طور مستقیم و دیگری آشکار سازی به روش هتروداین.

در آشکار سازی مستقیم  اختلاف فاز میان دو سینوس فرکانس بالا، یعمی سینوس مدوله کننده نور لیزر وسیگنال سینوسی آشکار شده در گیرنده کالیبره می شود. ولی در روش هتروداین، سینوسی مدوله کننده نور و سینوسی آشکار شده در گیرنده با یک سینوسی با فرکانس نزدیک به فرکانس مدولاسیون لیزر میکس می شود.از آنجا که میکسر، فاز را تغییر نمی دهد و از بین نمی برد، اختلاف فاز میان سینوسی ها در فرکانس مدولاسیون به اختلاف فاز در فرکانس  IF  منتقل می شود.برای کم کردن نویز معادل پهنای بانداز فیلتر میان گذر در فرکانس IF استفاده می کنیم. حال اختلاف فاز میان این دو سیگنال را می توان توسط یک فازمتراندازه گیری کرد.با معادل کردن این اختلاف فاز با پهنای یک پالس واندازه گیری آن توسط یک پروسسورمی توانیم اصله را کالیبره کنیم و روی LCD  نشان دهیم.

منابع خطا

همانطور که در قسمت الف گفته شد توان نوری رسیده به گیرنده در محدوده مورد نظر مکن است خیلی تغییر کند. مثلا در فواصل 2 الی 3 متری خروجی تقویت کننده نهایی به سمت اشباع برود.ودر فواصل نزدیک 10 متر خروجی تقویت کننده خیلی کوچک باشد که برای میکسر تعریف شده نباشد.و از طرف دیگر اگر ما حتی اشباع در خروجی تقویت کننده نداشته باشیم و سیگنال برای 10 متر نیز طوری باشد که برای میکسر تعریف شده باشد، (با کم و زیاد کردن وات لیزر برای فواصل مختلف می توانیم این کار را انجام دهیم) تغییرات دامنه سیگنال در حد 500 میلی ولت در ورودی میکسر باعث می شود شیفت فاز از حالت خطی بیرون آید. بنابراین وجود یک AGC  ضروری بنظر می آید.

منبع خطای دیگری که در فاصله یاب های لیزری نوع فاز وجود دارد عبارت است از تداخل میان مدارهای گیرنده و فرستنده وباعث می شود که دقت محدود شود، چون در فرکانس MHz  15 ،SNR  را نمی توان خیلی بالا برد از طرفی با جدا کردن منابع تغذیه گیرنده وفرستنده و شیلد کردن گیرنده تداخل کاملا از بین نمی رود.

 نتیجه

در این مقاله ما به چگونگی طراحی وساخت یک فاصله یاب لیزری به روش هتروداین در آشکار سازی فاز پرداختیم.برای بدست ۀوردن دقت خوب در فاصله مورد نظر مجبوریم که فرکانس مدولاسیون لیزر را برابر MHz  15 بگیریم ولذا با مسائل و مشکلات فرکانس بالا مواجه هستیم.همچنین تغییر دامنه در ورودی میکسر باعث خطا در انداه گیری فاز می شود. بنابراین وجود یک AGC  ضروری بنظر می آید.با در نظر گرفتن تمام منابع خطا وداشتن یک فازمتر با دقت 1.5 درجه به خطای 10 سانت در 10 متر می رسیم.

 

اولین همایش سیستم های دفاعی هوشمند  در دانشگاه صنعتی مالک اشتر

ارائه دهندگان :

1- حسن کاتوزیان      2- علی اکبر واحدی زارچ            3- حسن طاهری

از دانشگاه صنعتی امیرکبیر

 

در زندگی همه چیز عادلانه نیست و بهتر است با این حقیقت کنار بیایید.

اصل اول بیل گیتس


کلمات کلیدی:
دیود نوری
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٢ بهمن ،۱۳۸٦  

دیود نوری

 

قطعات دو پایانه طراحی شده برای پاسخ به جذب فوتون ، دیودهای نوری نامیده می‌شوند. برخی از دیودهای نوری سرعت پاسخ و حساسیت بسیار بالایی دارند. از آنجایی که ‌الکترونیک نوین علاوه بر سیگنالهای الکتریکی اغلب دارای سیگنالهای نوری نیز می‌باشد، دیودهای نوری نقش مهمی ‌را به عنوان قطعات الکترونیک ایفا می‌کنند. غالبا از قطعات پیوندی برای بهبودی سرعت پاسخ و حساسیت آشکارسازهای نوری یا تابشهای پر انرژی استفاده می‌شود.

ولتاژ و جریان در یک پیوند نور تابیده

رانش حاملین بار اقلیت در دو سر یک پیوند تولید جریان می‌کنند، بویژه حاملین بار تولید شده در ناحیه تهی w توسط میدان پیوند جدا شده ‌الکترونها در ناحیه n و حفره‌ها در ناحیه p جمع می‌شوند. همچنین حاملین بار اقلیت که به صورت گرمایی در فاصله یک طول نفوذ از طرفین پیوند تولید می‌شوند، به ناحیه تهی نفوذ کرده و توسط میدان الکتریکی به طرف دیگر جاروب می‌شوند. اگر پیوند بطور یکنواخت توسط فوتون‌های با انرژی hv>Eg تحت تابش قرار گیرد، یک نرخ تولید اضافی در این جریان مشارکت می‌کند و ولتاژ مستقیم در هر دو سر یک پیوند نور تابیده به نام پدیده فوتوولتائیک ایجاد می‌شود.

باتریهای خورشیدی

امروزه برای تأمین توان الکتریکی مورد نیاز بسیاری از ماهواره‌های فضایی از آرایه‌های باتری خورشیدی از نوع پیوندی p-n استفاده می‌شود. باتریهای خورشیدی می‌توانند توان مورد نیاز تجهیزات داخل یک ماهواره را در مدت زمان طولانی فراهم سازند. آرایه‌های پیوندی را می‌توان در سطح ماهواره توزیع و یا اینکه در باله‌های باتری خورشیدی متصل به بدنه ‌اصلی ماهواره جا داد. برای بهره گیری از بیشترین مقدار انرژی نوری موجود ، لازم است که باتری خورشیدی دارای پیوندی با سطح مقطع بزرگ و در نزدیکی سطح قطعه باشد. پیوند سطحی توسط نفوذ یا کاشت یون تشکیل شده و برای جلوگیری از انعکاس و نیز کاهش بازترکیب ، سطح آن با مواد مناسب پوشیده می‌شود.

آشکارسازهای نوری

یک چنین قطعه‌ای برای اندازه گیری سطوح روشنایی یا تبدیل سیگنالهای نوری متغیر با زمان به سیگنالهای الکتریکی وسیله‌ای مناسب است. در بیشتر آشکارسازهای نوری سرعت پاسخ آشکارساز بسیار مهم است. مرحله نفوذ حاملین بار امری زمان‌بر است و باید در صورت امکان حذف شود. پس مطلوب است که پهنای ناحیه تهی به ‌اندازه کافی بزرگ باشد تا اکثر فوتون‌ها به‌جای نواحی خنثی n و p در درون ناحیه تهی جذب شوند. وقتی که یک EHP در ناحیه تهی بوجود آید، میدان الکتریکی ، الکترون را به طرف n و حفره را به طرف p می‌کشد. چون این رانش حاملین بار در زمان کوتاهی رخ می‌دهد، پاسخ دیود نوری می‌تواند بسیار سریع باشد. هنگامی ‌که حاملین بار عمدتا در ناحیه تهی w ایجاد شوند، به آشکارساز یک دیود نوری لایه تهی گفته می‌شود. اگر w پهن باشد، اکثر فوتونهای تابشی در ناحیه تهی جذب خواهند شد. w پهن منجر به کاهش ظرفیت پیوند شده و در نتیجه ثابت زمانی مدار آشکارساز را کاهش می‌دهد.

نحوه کنترل پهنای ناحیه تهی

روش مناسب برای کنترل پهنای ناحیه تهی ساختن یک آشکارساز نوری p-i-n است. ناحیه i مادامی که مقاومت ویژه زیاد است، لزومی ‌ندارد که حقیقتا ذاتی باشد. می‌توان آن را به روش رونشستی روی بستر نوع n رشد داد و ناحیه p را توسط نفوذ ایجاد کرد. هنگامی‌ که ‌این قطعه در گرایش معکوس قرار می‌گیرد، ولتاژ وارده تقریبا بطور کامل در دو سر ناحیه i ظاهر می‌شود. برای آشکارسازی سیگنالهای نوری ضعیف اغلب مناسب است که دیود نوری در ناحیه شکست بهمنی مشخصه‌اش عمل کند.

نویز و پهنای باند آشکارسازهای نوری

در سیستمهای مخابرات نوری حساسیت آشکارسازهای نوری و زمان پاسخ آنها بسیار مهم است. متاسفانه ‌این دو ویژگی عموما با هم بهینه نمی‌شوند. مثلا در یک آشکارساز نوری بهره به نسبت طول عمر حاملین بار به زمان گذار وابسته ‌است. از سوی دیگر پاسخ فرکانسی نسبت عکس با طول عمر حاملین بار دارد. معمولا حاصلضرب بهره در پهنای باند را به عنوان ضریب شایستگی برای آشکارسازها ملاک قرار می‌دهند. طراحی برای افزایش بهره سبب کاهش پهنای باند می‌شود و برعکس ویژگی مهم دیگر آشکارسازها نسبت سیگنال به نویز است که مقدار اطلاعات مفید در مقایسه با نویز در زمینه آشکارساز را نشان می‌دهد. منبع اصلی نویز در نور رساناها نوسانات اتفاقی در جریان تاریک است. جریان نویز در تاریکی متناسب ، دما و رسانایی ماده ‌افزایش می‌یابد. افزایش مقاومت تاریک همچنین بهره نور رسانا را افزایش داده و بالطبع باعث کاهش پهنای باند می‌شود.

کاربرد دیود نوری

کاربرد باتریهای خورشیدی محدود به فضای دور نیست. حتی با تضعیف شدت تابش خورشید توسط جو می‌توان توسط این باتریها توان مفیدی را برای کاربردهای زمینی بدست آورد. یک باتری خوش ساخت از سیلیسیوم می‌تواند دارای بازده خوب در تبدیل انرژی الکتریکی باشد.


کلمات کلیدی:
ماشین‌کاری به کمک لیزر و چشم‌انداز آینده آن
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز یکشنبه ٢۱ بهمن ،۱۳۸٦  

ماشین‌کاری به کمک لیزر و چشم‌انداز آینده آن 

 Laser Machining and its Growing

نرخ رشد ثبت شده از نرخ متوسط استفاده از ماشین‌های ابزار نشان می‌دهد که بخش لیزر آینده درخشانی خواهد داشت. این نوع ماشین‌ها در آینده انعطاف بیشتری خواهند یافت و عملکرد و قابلیت اعتماد آنها با نیازهای آینده سازگار خواهد بود. در آینده فروش ماشین‌های لیزر، وسیع‌تر از ماشین‌های ابزار خواهد بود. یک ماشین لیزر شامل یک سیستم کنترل عددی با استفاده از فرایند معمولی ماشین‌کاری و یک لیزر انعطاف‌پذیر و قابل نفوذ خواهد بود. اگرچه ماشین‌های لیزر، متعلق به دسته وسیعتری از ماشین‌های ابزار می‌باشد، که تیم‌های آن، انعطاف‌پذیرتر و جدیدتر خواهد بود. اما تمایلات فروش آنها زیاد فرق نمی‌کند. اگر ما تمایلات فروش ماشین ابزار را در جهان در ربع اخیر قرن در نظر بگیریم، می‌بینیم که حجم خرید معمولاً ثابت است. بجز رشد کوچکی که در دهه 90 داشتیم، که دلیل آن بحران معروف در ابتدای سال دهه اخیر بود. در مقایسه، ماشین‌های لیزر، رشد ثابتی از 10% به 15% تجربه کردند. اگر چه فروش ماشین‌های لیزر کمی تحت تاثیر بحران اخیر که مربوط به ماشین ابزار بود قرار گرفت، اما تنها نرخ رشد فروش آنها کمی تغییر کرد که تحت تاثیر فروش جهانی قرار گرفت. در سال 2000 حجم فروش 5 برابر مقدار سال 1985 بود که مقدار افزایش قابل توجهی را نشان می‌دهد. در این صورت انعطاف‌پذیری این تکنولوژی افزایش می‌یابد. اگرچه یک ماشین لیزر را می‌توان با ماشین ابزار مقایسه نمود. اما از آن به عنوان یک ربات تخصصی استفاده می‌شود. در حقیقت این روش، یک سیستم و مکانیزم با محورهای کنترل عددی است که یک ابزار برشی بدون سایش و غیرمادی را مدیریت می‌کند و علاوه بر این می‌تواند به آسانی برنامه‌ریزی شده و برای هر نوع ماشین‌کاری آماده شود. در جهانی که انعطاف‌پذیری تولید و زمان رسیدن به فروش، از جمله فاکتورهای ضروری برای موفقیت یک شرکت می‌باشند. ماشین‌های قابل انعطاف مانند لیزر از جمله وسایل غیرقابل انعطاف، مانند لیزر از جمله وسایل غیرقابل جایگزینی می‌باشد. به این ترتیب ماشین‌های لیزر، نه تنها تکنولوژی‌های سنتی را حمایت می‌کنند، بلکه به دلیل افزایش عملکرد آنها، جایگزین آنها می‌شوند. در سال 2000، ماشین‌های لیزر با توان بالا (بیشتر از W1500) در صنایع فولاد و آهن استفاده می‌گردید که اینها تعدادی بالغ بر 3500 دستگاه بودند که 10% آنها در کاربردهای جوشکاری، 90% بقیه در کاربردهای برشکاری به کار می‌رفت. در بخش فروش، دو نوع مختلف از ماشین‌های لیزر وجود دارد. برشکاری دوبعدی و سه‌بعدی، برش دوبعدی شامل کاربردهای برشکاری بر روی یک صفحه می‌باشد که معمولاً توسط ماشین‌هایی که با سه محور کنترل عددی تجهیز شده‌اند، این کار صورت می‌گیرد. این ماشین‌ها اگر با یک محور چرخنده (Rotary) اضافی ترکیب شوند، می‌تواند مقاطع استوانه که معمولاً زیر مجموعه مقاطع تخت هستند را ماشین‌کاری نمایند. در حقیقت محور چرخنده از دو محور کارتزین تشکیل شده است که آن را به محور سوم اختصاص می‌دهیم. برشکاری سه‌بعدی، در حقیقت برای کاربردهایی در فضای سه‌بعدی مانند اجزاء بدنه می‌‌گردد، که نیازمند استفاده از 5 محور ماشین می‌باشند. هر محور اجازه چرخش اشعه کنترل‌شده لیزر را با توجه به شکل قطعه‌ای که ماشین‌کاری شده است را می‌دهد. این نوع ماشین‌های لیزر، 10% مجموع فروش را به خود اختصاص می‌دهد. در حقیقت بیشترین حجم فروش را ماشین‌های برش دوبعدی تشکیل می‌دهند.
دسته‌بندی جالب دیگر، مربوط به ساختار این ماشین‌ها می‌باشد که ممکن است به نوع مدل‌های اپتیکی آن که دارای تکنولوژی پیشرفته است و ماشین‌های هیبرید که فقط با مدل‌های اپتیک در حال حرکت با یک محور تجهیز می‌شود ارتباط دارد که حرکت آن از میز کار ناشی می‌شود. این تکنولوژی قدیمی‌تر است و عملکرد آن کمتر است زیرا در حوزه ماشین ابزار، در صورتی که قطعه ماشین‌کاری شده ثابت باشد کیفیت ماشین‌کاری بهتر است و عملیات گذاشتن و برداشتن قطعه‌کار راحت‌تر می‌باشد. در محدوده ماشین‌های دوبعدی، تکنولوژی اپتیکی، دوسوم فروش را می‌پوشاند که یک‌سوم بقیه شامل ماشین‌های هیبریدی و ترکیبی می‌باشد که با کله‌گی لیزر و دستگاههای پانچ با همدیگر ترکیب شده‌اند. نوع دیگر دارای تنوع کمتری است و فروش آن کمتر از 10% می‌باشد. در تحلیلی که توسط موسسه تحقیقات آلمان صورت گرفته است و مقادیر فروشی که توسط سازندگان ماشین‌های لیزر در سرتاسر دنیا انجام گرفته است، فروش اینگونه ماشین‌ها در حال پیشرفت می‌باشد و آنها نرخ رشد را کمتر از مقدار ثبت‌شده در 20 سال اخیر نمی‌دانند. براساس این اطلاعات فروش ماشین‌هایی که با مبدل
CO2 تجهیز شده‌اند و به طور ثابت در 5 سال آینده دارای رشد خوبی خواهد بود و ماشین‌هایی که با لیزر Nd:YAG تجهیز شده‌اند انتظار می‌رود که فروش آنها افزایش یابد. همچنین کاربردهای سه‌بعدی، نرخ رشد بیشتری از دوبعدی دارند که به دلیل افزایش عملکرد آنها و سرعت برش و قدرت و توان بیشتر در مقایسه با سیستم‌های سنتی است که دارای انعطاف کمتر و قیمت بیشتری می‌باشند. در آینده ماشین‌های پیچیده‌تر، گسترش بیشتری می‌یابند و قابلیت اعتماد، انعطاف‌پذیری آنها بیشتر خواهد بود. در آینده این روش انعطاف‌پذیرتر، سریعتر و کم‌هزینه‌ترین روش تولید خواهد بود. 

 منبع


کلمات کلیدی:
ذخیره سازی اپتیکی فراچگال – بر روی یک فوتون
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز شنبه ٢٠ بهمن ،۱۳۸٦  

ذخیره سازی اپتیکی فرچگال – بر روی یک فوتون

پژوهشگران دانشگاه راچستر به موفقیت اپتیکی بزرگی دست یافته اند که به آن ها این امکان را می دهد که تمام داده های مربوط به یک تصویر را در یک فوتون به رمز در آورند ، تصویر را برای ذخیره سازی ، کند کرده و سپس آن را دست نخورده باز یابی کنند . در حالی که تصویر آزمون اولیه فقط از چند صد پیکسل تشکیل شده بود ، با روش جدید می توان مقدار عظیمی از اطلاعات را ذخیره کرد .

 

تصویر « UR » برای دانشگاه راجستر ( University of Rochester ) ، با استفاده از یک تپ نور ساخته شده بود و گروه هر بار می تواند صد ها از این تپ ها را در یک سلول کوچک چهار اینچی قرار دهد . فشرده ساختن این تعداد اطلاعات در این فضای کوچک و باز یافت دست نخورده ی آن دری را به سوی میانگیری اپتیکی – ذخیره سازی اطلاعات به صورت نور – باز می کند .

 

اولین تصویری که در یک فوتون ذخیره و بازیافت شده است

به گفتۀ جان هاول ( John Howell ) رهبر گروهی که این ابزار را ابداع کرده است "این ناممکن به نظر می رسد اما ما به جای ذخیره سازی یک ها وصفر ها ، تمام تصویر را ذخیره می کنیم . این مثل تفاوت بین عکس گرفتن با تنها یک پیکسل و عکس گرفتن با دوربین است " این مثل یک دوربین شش مگا پیکسلی است .

  رایان کاما کو ( Ryan-Camacho ) می گوید " می توانید مقدار زیادی اطلاعات را در یک تپ نور داشته باشید اما معمولاً اگر بخواهید آن را میان گیری کنید ، می توانید بسیاری از آن اطلاعات را از دست بدهید . ما نشان می دهیم که می توان مقدار عظیمی از اطلاعات را با نسبت سیگنال بسیار بالا حتی در سطوح نور بسیار پایین بدست آورد . "

 

میان گیری اپتیکی اکنون حوزه ای بسیار مورد توجه است زیرا مهندسان می کوشند پردازش رایانه ای را سریع کنند و سرعت شبکه را با استفاده از نور زیاد کنند ، اما دستگاه های آن در تلاش برای تبدیل سیگنال های نور به سیگنال های الکترونیکی برای ذخیرۀ اطلاعات ، حتی برای مدتی کوتاه ، به بن بست می رسد .

 گروه هاول از رهیافتی جدید استفاده کرده است که تمام ویژگی های تپ را حفظ می کند . تپ میانگیری شده اصولاً یک نسخۀ اصلی کامل است ؛ هیچ گونه واپیچیدگی ، و هیچ پراش اضافی وجود ندارد ، و فاز و دامنۀ سیگنال اصلی کاملاً حفظ می شود . حتی هاول می کوشد تا نشان دهد که در گیری کوانتومی سالم می ماند .

هاول برای تولید تصویر UR ، صرفاً باریکه ای از نور را از کاغذ استنیسلی عبور داد که U وR در آن حک شده بود . هر کسی که عروسک های سایه ای را ساخته باشد می داند این کار چگونه انجام می شود ، اما هاول شدت نوری را به قدری کم کرد که تنها یک فوتون از استنیسل عبور می کرد .

مکانیک کوانتومی در این مقیاس چیزهای عجیبی را از خود نشان می دهد ، به طوری که این نور اندک را می توان هم ذره در نظر گرفت و هم موج . به عنوان یک موج ، این نور می تواند همزمان از تمام بخش های استنیسل بگذرد ، و " سایۀ " UR را با خود حمل کند . تپ نور سپس وارد یک سلول چهار اینچی گاز سزیم در دمایC˚ 100 شده ، و در آنجا کند و متراکم می شود ، تا امکان پرازش همزمان تعداد زیادی تپ در آن را فراهم سازد.

 

 آلن ویلز ، استاد مهندسی برق در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و رئیس IEEE انجمن اپتیک و لیزر می گوید " مقدار اطلاعات موازی که جان همزمان در یک تصویر فرستاده در مقایسه با آنچه قبلاً انجام شده عظیم است . انجام این کار و حفظ تمامیت سیگنال دستاوری عظیم است . "

 هاول تاکنون توانسته است تپ های نوری را صد نانو ثانیه به تأخیر اندازد و آن ها را تا یک در صد طول اولیه متراکم سازد . او اکنون سعی می کند چند دوجین از این تپ ها را برای چند میلی ثانیه ، و تا 10000 تپ را تا یک نانو ثانیه به تأخیر اندازد .

 هاول می گوید " اکنون می خواهم ببینم آیا می توان چیزی را به صورت تقریباً دائم حتی در سطح یک فوتون ، به تأخیر بیاندازیم . اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم ، می توانیم منتظر ذخیره سازی مقدار باورنکردنی از اطلاعات در فقط چند فوتون باشیم .  

 منبع


کلمات کلیدی:
پروفسور «استفان هاوکینگ» به ایران می‌آید
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز جمعه ۱٩ بهمن ،۱۳۸٦  

پروفسور «استفان هاوکینگ» به ایران می‌آید

 

«استفان هاوکینگ»، استاد دانشگاه «کمبریج» و فیزیکدان برجسته معاصر به دعوت پژوهشگاه دانش‌های بنیادی به ایران می‌آید.
به گزارش ایسنا، «استفان هاوکینگ»، استاد دانشگاه «کمبریج» و دانشمند برجسته معاصر به دعوت پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات) تیرماه به ایران می‌آید.  وی در مدت سفر به ایران ضمن برگزاری نشست‌های تخصصی احتمالا در المپیاد جهانی فیزیک در اصفهان نیز حضور خواهد یافت.

وقتی او به سن 8 سالگی رسید خانواده وی به سنت آلبانز شهری در حدود 20 مایلی شمال لندن نقل مکان کردند.  در سن 11 سالگی استفان به مدرسه سنت آلبانز رفت و سپس به کالج دانشگاه آکسفورد که کالج قدیمی پدرش بود رفت.  استفان مایل به تحصیل در رشته ریاضیات بود اگرچه پدرش پزشکی را ترجیح می‌داد. در کالج دانشگاه رشته ریاضیات تدریس نمی‌شد بنابراین استفان در عوض رشته فیزیک را انتخاب کرد. پس ازسه سال و در حالی که کار زیادی انجام نداده بود استفان در رشته علوم طبیعی اولین دیپلم افتخاری را کسب کرد.
پس از آن استفان برای تحقیقات در رشته کیهان شناسی به کمبریج رفت که در آن زمان هیچ کس در آکسفورد در این حوزه فعالیت نمی‌کرد. استاد وی دنیس سیاما بود اگرچه استفان امیدوار بود که با فرد هویلی که در این رشته در کمبریج کار کرده بود، تحقیقاتش را انجام دهد.  پس از کسب دکتری استفان به عنوان اولین محقق انتخاب شد و سپس عنوان محقق تخصصی را در کالج گونویل و کایوس به خود اختصاص داد.  وی پس از ترک موسسه نجوم در سال 1973 به دپارتمان ریاضی کاربردی و فیزیک تئوریک رفت و از سال 1979 مقام استادی
Lucasian را در رشته ریاضیات کسب کرد. این کرسی در سال 1663 با هزینه‌ ریویرند هنری لوکاس، یکی از اعضای پارلمان دانشگاه و به درخواست وی برگزار شد. این مقام اولین بار نصیب اسحاق بارو و سپس در سال 1669 نصیب نیوتون شد.  استفان هاوکینگ بر روی قوانین پایه‌ای که کائنات را اداره می‌کنند کار کرده است. وی با همراهی روگر پنروس نشان داد که تئوری عمومی نسبیت انیشتن که اشاره به فضا و زمان دارد، نقطه آغازی در پدیده بیگ بنگ (انفجار بزرگ) و نقطه پایانی در سیاهچاله‌ها دارد.  این نتایج نشان می‌دهد که یکی کردن نسبیت عمومی با تئوری کوانتوم امری ضروری است. تئوری کوانتوم یک دستاورد بزرگ علمی دیگر از نیمه اول قرن بیستم است.
یک نتیجه چنین اتحادی که وی کشف کرد این بود که سیاه چاله‌ها نباید کاملا سیاه باشند اما باید پرتوهایی را منتشر کنند و در نهایت از بین رفته و ناپدید می‌شوند. فرض دیگر این است که کائنات لبه یا مرزی در زمان تصوری ندارد. این امر نشان می‌دهد که روشی که کائنات بر اساس آن آغاز شده‌اند کاملا با قوانین علم تعیین شده است.

پروفسور هاوکینگ که 12 دیپلم افتخاری دارد در سال 1982 جایزه
CBE را کسب کرده و دیپلم افتخار بعدی را نیز در سال 1989 به خود اختصاص داد. وی تعداد زیادی جایزه، مدال و پاداش دریافت کرده است و محقق انجمن سلطنتی و عضو آکادمی علوم آمریکا است.

منبع : بازتاب ۱۶-۲-۸۶


کلمات کلیدی:
چند عکس از دیود لیزر
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ۱۸ بهمن ،۱۳۸٦  
با سلام

برای این سرس بد ندیدم که پس از داشتن مطلبی درباره لیزر دیود . این بار چند عکس از آن را در وبلاگ قرار دهم.امیدوارم از دیدن ان لذت ببرید.

برای دیدن عکس ها روی ادامه مطلب کلیک کنید

امیدوارم از دیدن عکس ها لذت ببرید.


کلمات کلیدی:
کاربرد لیزر در دندان پزشکی
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ۱٧ بهمن ،۱۳۸٦  

کاربرد لیزر در دندان پزشکی

کاربرد لیزر بسیار مختلف و متنوع است. از یک سی دی خوان ساده در کامپیوتر و یا اشعه ای که برای خواندن «بارکد» اجناس و نام محصولات در فروشگاه ها به کار می رود، گرفته تا بررسی یک میکروب از نظر وزن و تعیین میزان وزن هسته سلول، از لیزر بهره گرفته می شود.
اندیشه و فکر اولیه لیزر به آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۶ همزمان با ارائه «تئوری نشر برانگیخته» برمی گردد. در سال ۱۹۶۰ اولین لیزر توسط «تئودور مایمن» ساخته شد و در ادامه از همان سال های اولیه اندیشه به کارگیری آن در دندانپزشکی آغاز شد و آثار آن در پژوهش های دندانپزشکی مورد بررسی قرار گرفت.
در سال های اولیه ظهور، لیزر بیشتر به منظور برش بافت نرم کاربری داشت، اما تراش استخوان با لیزر امکان پذیر نبود. در دهه ۱۹۸۰ «
FDA» سازمان غذا و داروی آمریکا کاربرد لیزر به منظور استفاده از آن در بافت های نرم را پذیرفت.
کاربرد لیزر به عنوان یک ابزار برش برای بافت های سخت در دهه ۹۰ میلادی با آمدن لیزرهای جدید مانند لیزرهای خانواده «اربیوم» رواج یافت. این نوع از لیزر در همان آغاز راه توانست تاییدیه
FDA را به منظور جراحی بافت سخت دریافت کند.

 جایگاه لیزر در دندانپزشکی :
در دنیا این تکنولوژی بیش از چند دهه از عمرش نمی گذرد و شاید بیش از یک دهه نیست که کاربردهای معمول کلینیکی در دندانپزشکی پیدا کرده است. به عبارتی ما با یک پدیده جوان روبه رو هستیم. از طرف دیگر این تکنولوژی در حال توسعه و پیشرفت است. برخلاف باور عموم که لیزر ابزاری است که تنها می توان از آن در پاره ای از امور درمانی بهره گرفت، لیزر به عنوان یک فناوری می تواند قابلیت های مختلفی داشته باشد. از یک تشخیص ساده گرفته تا آثار شبه دارویی و همچنین عملکرد تخریبی آن با خصوصیات فیزیکی مختلف در شرایط متفاوت به منظور کاربردهای مختلف. امروزه

 

لیزر، تکنولوژی فوق مدرنی است، در خدمت بشر.
کشورهای پیشرفته مانند ژاپن، آمریکا، برزیل، آلمان، بلژیک، فرانسه و روسیه دارای مراکز تحقیقاتی معتبری در زمینه لیزر در دندانپزشکی هستند. انجمن ها و سازمان های بزرگی برای این فناوری در سطح جهان تشکیل شده اند، از جمله فدراسیون جهانی لیزر در دندانپزشکی
WFLD یا آکادمی لیزر در دندانپزشکی در ایالات متحده آمریکا و آمریکای شمالی ALD، اروپا ESOLA و در ایران نیز انجمن لیزری پزشکی ایران IMLA که چند سالی است تاسیس شده و یک شاخه دندانپزشکی هم دارد. هر چند انجمن های پزشکی دیگر گروه های کوچکی در زمینه لیزر دارند، اما به صورت متمرکز تنها «ایملا» به فعالیت های علمی و تحقیقاتی در زمینه لیزر پزشکی می پردازد. دانشکده های معتبر کشور اعم از فنی مهندسی و دندانپزشکی هم کمابیش فعالیت های تحقیقاتی روی بحث لیزر دارند. اگر به مجموعه فوق، سازمان انرژی اتمی را نیز بیفزایم، مجموعه ارگان هایی که در زمینه لیزر به صورت کاربردی و تحقیقاتی به فعالیت مشغولند، کامل تر خواهد شد.

بهره گیری از لیزر در درمان های دندانپزشکی طی سال های اخیر :
در حال حاضر تعداد اندکی دستگاه لیزر با کاربری درمانی در کشور وجود دارد. به عبارتی، این تکنولوژی در کشور هنوز همه گیر نشده است. تعداد دستگاه های لیزری که با کاربری درمانی در امر دندانپزشکی استفاده می شود، شاید به تعداد انگشتان دو دست هم نرسد. تعداد دندانپزشکانی که در زمینه لیزر توانایی کار را دارند، بسیار محدود هستند. البته تمهیداتی در مراکز تحقیقاتی دانشگاه ها اندیشیده شده تا با آموزش های دقیق و با رعایت استانداردهای جهانی به این تعداد، بر دانش و مهارت کافی آنان افزوده شود.
پس تبلیغاتی مبنی بر ترمیم دندان با لیزر که حتی در برخی روزنامه ها و مجلات شاهد هستیم، پایه علمی ندارد
اساسا عبارت ترمیم دندان با لیزر، چندان صحیح نیست. دندانپزشک می تواند دندان بیمار را با استفاده از لیزر تراش بدهد و در نهایت امر برای ترمیم دندان ها از «کامپوزیت» استفاده کند. کامپوزیت ها مواد همرنگ دندانی است که به منظور پر کردن دندان به کار می رود.
در حال حاضر با یک نور آبی رنگ که به منظور فعال کردن روند «پلی مریزاسون» پخت کامپوزیت به کار می رود، از این نور استفاده می شود. این نور آبی رنگ که از هالوژن ساطع می شود، لیزر نیست. البته ناگفته نماند، لیزرهایی نیز مثل لیزر آرگون آبی وجود دارند که توانایی انجام این عمل را با محاسن و معایب خود دارند و لیکن به لحاظ هزینه مقرون به صرفه نبوده و در حال حاضر بیشتر در امور تحقیقاتی از آنها استفاده می شود. در واقع عملا هیچ دستگاهی از این دست در کلینیک های دندانپزشکی وجود ندارد.

محاسن کاربردهای لیزر در دندان پزشکی:
در جراحی بافت نرم، لیزر مانند چاقو عمل می کند، اما نسبت به چاقو دارای مزیت هایی است. اول آنکه در مسیر برش، مکانیسم آن به گونه ای است که انعقاد مناسبی ایجاد می کند. این مسئله برای عده ای که مشکلات انعقادی دارند، یک مزیت محسوب می شود. همچنین با انعقاد حاصل شده، جراح دید بهتری نسبت به ناحیه جراحی پیدا می کند. دوم اینکه با بسته شدن عروق لنفاوی ورم و التهاب ناشی از جراحی نیز کمتر شده و در نهایت بیمار ناراحتی های متعاقب اعمال جراحی کمتری خواهد داشت. همچنین ترمیم ناحیه جراحی با سرعت بیشتری رخ خواهد داد. در ضمن با لیزر قادر هستیم، برش های بسیار ریز، دقیق و کنترل شده ای داشته باشیم. حتی می توان زمان برش را در حد چند میلیونیوم ثانیه در لیزرهای پالسی کاهش داد. این مزیت ها به جراحان کمک می کند، در جراحی های بافت های نرم دهانی که اگر در حد میکروسکوپی هم باشد، قدرت مانور بهتری داشته باشند. امکانی که هیچ چاقویی این فرصت را برای آنها مهیا نمی سازد. یکی از مشکلات دندانپزشکان کار با دو بافت نرم لثه و سخت استخوان و مینای دندان در داخل حفره دهان در مجاورت یکدیگر است. این دو بافت بر هم کنش یکسانی در برابر لیزر از خود نشان نمی دهند.
این مسئله پیچیدگی خاصی را برای تشخیص عمل کننده ایجاد کرده و اهمیت داشتن مهارت خاص و دانش انتخاب صحیح لیزر را بیش از پیش مطرح می سازد. در برداشت بافت سخت، مسائل به گونه ای دیگر است. وقتی فرز دندانپزشکی در تماس با بافت سخت دندانی، آن را برش می دهد، این برش ها فشاری را روی پالپ دندان محفظه ای که در مرکز دندان قرار گرفته و در آن عروق و عصب که مسئول زنده بودن دندان است قرار می گیرد وارد می کند. این فشارها و لرزش ها در بیمار احساس درد ایجاد می کند. بیشتر لیزرها بدون تماس، عمل کندگی را انجام می دهند. زمانی که لیزر جایگزین فرز شود، دندانپزشک قادر خواهد بود، بدون تماس و لرزش، بسیار ظریف و در کسر میلیونیوم ثانیه با حداقل درد عمل جراحی خود را انجام دهد.
از طرف دیگر، در زمان تراش دندان با فرز، براده های حاصل از تراش لایه اسمیر سبب کاهش قدرت چسبندگی یا باند مواد ترمیم هم رنگ دندان تراش خورده می شود. در حالی که در روش لیزر، این لایه ایجاد نمی شود و باعث بهبودی باند چسبیدن مواد به دندان می شود. همچنین چون ماهیت برداشت بافت پوسیده توسط لیزر به روشی غیر از تراش با فرزهای معمول دندانپزشکی است برهم کنش فوتوترمال و فوتوابلیشن بافت بیشتری از دندان حفظ خواهد شد. ضربه فرز همچنین سبب ایجاد ترک های بسیار ریز میکروسکوپی روی مینای دندان می شود که به هنگام بهره گیری از لیزر چنین ترک هایی نیز به حداقل ممکن می رسد. شاید بتوان گفت، با آمدن ایده درمان های با حداقل تهاجم که در علوم پزشکی به سرعت در حال رواج است، این ابزار بتواند، ما را به این منظور نزدیک تر کند.

دقت عمل لیزر، زمان درمان :!!؟
لیزرهایی که دو تا سه سال پیش در این زمینه به کار می رفتند، کند بودند و سبب خستگی بیمار طی فرآیند درمان می شدند. اما با آمدن نسل جدید لیزرها، سرعت عمل دندانپزشکی که با لیزر کار می کند، افزایش یافته اند، البته این سرعت بستگی به مهارت دندانپزشک هم دارد. در یک جمع بندی کلی باید گفت، با قابلیت های روش لیزر، عوارض احتمالی در محل عمل کمتر شده و بهبودی سریع تر انجام می پذیرد. همچنین درمانگر با کنترل بیشتر و آسیب کمتری به هدف خود می رسد.

جراحی دندان با لیزر  بدون درد است؟
باید به این مسئله واقع بینانه نگاه کرد. چرا که درد یک فاکتور چند عاملی بوده و در افراد مختلف متاثر از عواملی چون جنس، سن و شرایط روحی است. این که گفته می شود، دندانپزشکی بی درد، حداقل در حال حاضر اغراق آمیز بوده و بهتر است، چنین عنوان شود که بر مبنای عواملی که قبلا به مواردی از آن اشاره شد، بیمار حداقل درد را متحمل خواهد شد.

کاربردهای لیزر در دندانپزشکی :
به سه گروه کلی تقسیم می شود. اول وادی تشخیص است که در این مرحله لیزر به عنوان ابزار تشخیص به کمک دندانپزشک می آید. دوم مرحله درمان و روش های درمانی و سوم آثار شبه دارویی لیزرهای کم توان یا کم شدت است. در مرحله تشخیص، مهمترین مزیت لیزر در تشخیص ساده پوسیدگی های دندانی در مراحل اولیه پوسیدگی است. در این مرحله لیزر به ما کمک می کند تا با پدیده «فلورسنت» که حاصل از تقابل یک لیزر «دیودی» و بافت دندانی است، نه تنها بودن یا نبودن پوسیدگی را تشخیص دهیم، بلکه روند فعالیت آن را نیز دریابیم. در حال حاضر ابزاری برای کشف این موضوع وجود ندارد. این شیوه از سایر شیوه ها مانند تشخیص چشمی یا روش رادیوگرافی و «اولتراسوند» سریع تر جواب می دهد. مزیت دیگر این است که قبل از آن که مقدار زیادی از بافت های دندانی از بین برود، می توان با روش های پیشگیری آن را کنترل کرد. در حقیقت می توان بیماران را با ریسک بالای پوسیدگی جدا کرده و مورد توجه خاصی قرار داد. همچنین دوره های مراجعه برای درمان های دندانپزشکی را در زمان های کوتاه تری تعیین کرد. حسن بزرگ این روش کاربری ساده آن است که حتی مربی بهداشت نیز می تواند به سادگی با آن کار کرده و سریعا کودکان با ریسک بالا را به دندانپزشکان ارجاع دهد. شایان ذکر است، این ابزار نسبتا ارزان بوده و با باتری کار می کند. روش تشخیص دیگر لیزر «داپلرفلومتری» است که با سنجش میزان جریان خون در دندان ها، زنده بودن یا نبودن آن را می توان ردیابی کرد. در گذشته کودکی که دندانش ضربه می خورد و به دندانپزشک مراجعه می کرد، دندانپزشک به غیر از واگذار کردن وضعیت موجود به گذر زمان حدود شش ماه تا علائم رادیوگرافی آن بارز شود هیچ راه تشخیص دیگری نداشت. چه بسا این گذر زمان به بهای تحلیل های داخلی و ایجاد ضایعات پیشرفته تر در انتهای ریشه دندان که مشکلات عدیده ای را در پی دارد، تمام شود. امروز لیزر «داپلرفلومتری» این مشکل را مرتفع کرده است. از این پدیده در پیش بینی موقعیت پیوندهای لثه ای و دندانی نیز می شود بهره برد.
تشخیص سرطان های ناحیه دهان و سر و گردن با استفاده از «فتوداینامیک تراپی» که از روش های جدیدی است که به کمک تزریق یک ماده حساس به لیزر به بیمار به نام «فتوسنسیتایزر» حساس به نور می توان به کمک تجمع این ماده در سلول های سرطانی و بازتاب پرتوهای فلورسنت از ضایعه و پروسس کردن آن در دستگاه های پیشرفته کامپیوتری، این قبیل سرطان ها را تشخیص داد. همچنین با تهیه هولوگرام های لیزری درمانگر قادر خواهد بود، نماهای سه بعدی از آنومالی های فکی و دهانی را به تصویر بکشد. در امر درمان نیز با مزیت هایی که برای لیزر به مواردی از آن اشاره شده، سعی براین است که با توانایی های لیزر، بافت ذی قیمت دندانی را که قابل بازیافت نیست، حفظ کرده و با حداقل تهاجم درمان های خود را انجام دهیم. جراحی بافت نرم دهان شامل بیوپسی نمونه برداری، برداشتن ضایعات «تومورال» برداشتن ضایعات استخوانی و درمانی مقطعی آفت و تب خال و نیز حذف پوسیدگی های دندانی و تراش بافت های دندانی برای تمامی منظورهای زیبایی و ترمیمی، بلچینگ روشن کردن رنگ دندان تغییر ساختار سطحی دندان ها و ایجاد مقاومت در برابر عوامل پوسیدگی زا از دیگر کاربردهای لیزر در دندانپزشکی به شمار می رود. در حال حاضر لیزرها در تمامی تخصص های دهگانه دندانپزشکی در بسیاری از امور حرفی برای گفتن دارند که از حوصله این مجال خارج است. برای مثال در درمان ریشه دندان ضدعفونی کردن کانال دندانی به یک معضل اساسی برای متخصصان درمان ریشه دندان تبدیل شده است که باز با بهره گیری از فناوری لیزر این مشکل نیز تا حدودی حل شده است. همچنین در دندانپزشکی کودکان که نیازمند کنترل رفتاری خاص است، در بسیاری از مراحل درمانی می توان از لیزر سود جست. برای نمونه در جراحی کودکانی که زبان چسبیده به دهان دارند و در صورت تداوم در آینده دچار مشکلات فکی و گفتاری خواهند شد، نیز این امکان میسر شده تا با حداقل ایجاد درد و با بی حسی موضعی، بدون نیاز به بیهوشی عمومی و در سنین حتی کمتر از دو سال عمل جراحی را سهل انجام داده و زبان را آزاد کرد. در آن روی سکه در مقابل لیزرهای پرشدت که عاملی برای کندن و بریدن است، دنیای زیبای لیزرهای کم شدت مطرح است. این نوع لیزرها با خواص ضدالتهابی، کاهش درد ایمونولوژیکی و آثار متابولیکی به فرآیند بهبود روند درمانی یا کاهش عوارض درمانی به یک درمانگر آگاه کمک کند تا بیمار خود را به سهولت درمان کند. در این روش می توان به مواردی چون تسریع درد ترمیم زخم های ناشی از جراحی ها و کاهش درد، درمان های معمول دندانپزشکی و بهبود ترمیم ضایعات استخوانی در درمان های پیوندی، بازسازی استخوان، ترمیم اعصاب آسیب دیده و درمان بعضی از بیماری های داخل حفره دهان اشاره کرد.

انجمن مجازی بیواکتریک ایران

 


کلمات کلیدی:
کنترل سرعت واکنش‌های شیمیایی با لیزر
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ۱٦ بهمن ،۱۳۸٦  

کنترل سرعت واکنش‌های شیمیایی با لیزر

فیزیکدان‌های کانادایی برای نخستین بار از نور لیزر به عنوان یک کاتالیست برای کنترل واکنش‌های شیمیایی استفاده کردند. به گزارش سرویس «فن‌آوری» خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، این روش‌ می‌تواند ابزاری مناسب برای دستکاری خواص مواد در سطح مولکولی باشد. هنگامی که شیمیدان‌ها به طور سنتی از نور لیزر برای کنترل واکنش‌ها استفاده می‌کنند، مقداری از این نور توسط مولکول‌های هدف جذب می‌گردد، البته این فرآیند، امری ناخواسته و دائمی است. در این روش جدید که (DSC)‌Dynamic Stark Control نامیده می‌شود، هیچ نوری جذب نمی‌شود و همین امر نیز باعث شده تا این روش شبیه به کاتالیست‌های شیمیایی سنتی باشد. این روش توسط آلبرت استولو و همکارانش در مؤسسه Ottawa’s Steacie توسعه یافته است و در آن از میدان الکتریکی وابسته به پالس‌ لیزری فوق‌سریع برای اصلاح سطوح انرژی مولکولی که چگونگی واکنش را مشخص می‌کند؛ استفاده کرده‌اند.
در واقع کاتالیست‌های سنتی معمول نیز که تا حد زیادی شیمیایی هستند به منظور اصلاح نتایج واکنش شیمیایی در سطوح انرژی مولکولی تغییر ایجاد می‌کنند اما این دسته از کاتالیست‌ها به راحتی قابل توسعه و طراحی نیستند. اما
DSC از طریق پالس‌های لیزری فوق سریع عمل کرده و می‌تواند برای واکنش‌های خاص نیز طراحی شود.
استولو همچنین توضیح داده است که این دسته از کاتالیست‌ها به شیمیدان‌ها اجازه خواهند داد تا سطوح انرژی را در مقیاس‌های زمانی مشابه با زمان انجام یک واکنش تنظیم کنند. بدین ترتیب می‌توان گفت
DSC می‌تواند تحولی عظیم در کاتالیست‌ها ایجاد کند.

او می‌گوید: با دستیابی به توانایی به کارگیری اختیاری نیروهای الکتریکی برای مولکول‌های در حال واکنش و همچنین تنظیم دینامیکی آنها در مقیاس‌های زمانی، می‌توان دیدگاه جدیدی نسبت به طبیعت نیروهای الکتریکی‌ که واکنش‌های شیمیایی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، به دست آورد.

طبق گفته‌های استولو، DSC به زودی جزء مهمی از جعبه ابزار کنترل کوانتومی، برای دستکاری مواد در سطح مولکولی، خواهد شد. او معتقد است DSC می‌تواند به منظور کنترل کلید‌های مولکولی در سیستم‌های کوانتومی اطلاعات، بهبود تصاویر نوری، تک سلولی‌ها و یا حتی انجام عمل‌های جراحی تک سلولی‌ها در مقیاس مولکولی، به کار رود.

به گزارش ایسنا از ستاد ویژه توسعه فن‌آوری نانو، استولو و همکارانش از پالس لیزر مادون قرمز با دوره تناوب 150 فمتوثانیه برای مولکول‌های IBr استفاده کردند، این امر باعث تجزیه آن به برم و ید شد. اتم‌های برم دارای دو حالت اتمی متفاوت می‌باشند که محققان پس از استفاده از پالس لیزری تغییرات نسبتاً زیادی در این دو حالت اتمی مشاهده کردند.  در این روش، به دلیل پایین‌تر بودن شدت پالس‌های اعمال شده از آستانه یونیزه شدن مولکول‌ها هیچ نور لیزری جذب نمی‌کنند.

منبع : ttp://physicstext.blogspot.com


کلمات کلیدی:
دوربین دید در شب
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۱٥ بهمن ،۱۳۸٦  

دوربین دید در شب

دوربین دید درشب اصطلاحا به تجهیزاتی گفته می*شود که امکان دیدن در تاریکی را فراهم می*کند. با این تجهیزات عملا می*توان فردی را که در فاصله ۲۰۰متری در تاریکی مطلق ایستاده است؛ مشاهده کرد.

طرزکار
این دوربینها بسته به فناوری مورد استفاده خود به دو طریق کار می*کنند:
1-بهسازی تصویر
2-تصویرسازی گرمایی
تجهیزات نوع اول یا بهسازی تصویر از روش جمع*آوری و تقویت نورهای اندکی که از جسم متصاعد می*شود و منابع نوری محدود موجود در محیط (ستاره*ها و ماه) که با چشم غیرمسلح دیده نمی*شوند استفاده می*کند. در نوع دوم یا تصویرسازی گزمایی از جمع*آوری بخش بالایی طیفهای نور فروسرخ استفاده می*شود. این طیفها به*عنوان گرما از جسم متصاعد می*شوندو بنابراین اشیایی که گرم هستند مانند بدن جانداران بیشتر از اجسام سرد مانند درختان تشعشع فروسرخ دارند. اما از آنجا که تصویر این دوربینها دارای طیف رنگی غیرواقعی (قرمز برای جسم گرم و آبی برای جسم سرد) هستند؛ چندان مورد استفاده به*عنوان دوربین دید در شب نیست و مصارف خاص دیگری دارد.
بنابر توضیحات فوق واژه دید در شب به تجهیزات نوع اول یا بهسازی تصویر اطلاق می*شود که در این مقاله به توضیح آن می*پردازیم.
فناوری بهسازی تصویر
همانگونه که گفته شد در این روش نورهای محدود موجود در محیط (ستاره*ها، ماه و یا فروسرخ) توسط لنز شیئی که یک لنز معمولی است جمع*آوری شده و به استوانه کاتدی تقویت تصویر فرستاده می*شود. فوتونهای نور در بدو ورود به این استوانه به الکترون تبدیل می*شوند. در طول این استوانه الکترونها به واسطه فرآیندهای الکتریکی وشیمیایی از نظر تعداد تقویت می*شوند. این الکرونهای مضاعف شده به سمت صفحه فسفری که الکترونها را مجددا به نور مرئی تبدیل می*کند پرتاب شده و تصویر تولید شده بوسیله این صفحه در لنز چشمی مشاهده می*شود. این تصویر بازسازی شده بصورت اشباع با رنگ سبز مشاهده می*شود.
تجهیزات دید درشب در طول سالها تکمیل شده*اند. این تجهیزات را به لحاظ فناوری ساخت می*توان به پنج نسل تقسیم کرد. تفاوت این نسلها در استوانه تقویت کننده نور که در حقیقت قلب یک دوربین دید درشب یا
NVD می*باشد است.
نسل صفر
سامانه دید درشب ابتدایی که توسط نیروی زمینی ایالات متحده ساخته و در جنگ جهانی دوم و جنگ کره مورد استفاده قرار گرفت. این NVDها از فناوری فروسرخ فعال استفاده می**کردند. بدین معنی که یک واحد نشانگر فروسرخ که نور فروسرخ را مانند چراغ قوه می*تاباند به NVD متصل است. لنز NVD نیز بازتابش این پرتوها را دریافت و تصویر را تهیه می*کند. مشکل اساسی این طرح این بود که به سرعت بوسیله دشمنان نمونه*برداری شد و سربازان دشمن بوسیله NVDهای خود می*توانستند پرتوهای فروسرخ تابش شده را ببینند.
نسل اول
این نسل هم*اکنون رایج*ترین نوع مورد استفاده در دنیا است. یک
NVD نسل اول، نور موجود در محیط را چندین هزار برابر تقویت می*کند و به این ترتیب تصویر واضحی از تاریکی در اختیار شما قرار می*دهد. این تجهیزات تصویر کامل و واضحی را با قیمت ارزان برای شما تهیه می*کند که برای قایقرانی، شکار، مشاهده حیات وحش و یا محافظت از منزل مناسب است. در هنگام استفاده از این تجهیزات به موارد زیر برخورد می*کنید:
یک صدای زوزه ضعیف از دستگاه شنیده می*شود.
لبه*های تصویر کمی محوشدگی دارند. این پدیده به*عنوان انحراف هندسی (
Geometric Distortion) شناخته می*شود.
وقتی دستگاه را خاموش می*کنید تا مدتی با رنگ سبز می*درخشد.
نسل دوم
این نسل به علت قیمت بیشتر (حدود ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ دلار بیشتر از نسل اول) جهت نیروهای پلیسی و قانونی و یا کاربردهای حرفه*ای استفاده می*شود. تفاوت اصلی بین نسل اول و دوم استفاده از یک صفحه میکرو کانال موسوم به
MCP می*باشد. MCP از میلیونها فیبر نوری کوتاه و موازی تشکیل شده*است. زمانی که الکترونها از این شبکه فیبر نوری می*گذرند هزاران الکترون دیگر نیز آزاد می*شود. این فرآیند سبب می*شود تا تقویت نور در این تجهیزات چندین برابر نسل اول شده و تصویر مناسب*تر و شفاف*تری بدست آید.
نسل سوم
در این نسل با استفاده از ماده شیمیایی حساس گالیم آرسنید تصویر روشن و شفاف*تر و با تفکیک*پذیری بالاتری بدست می*آید. همچنین استوانه تقویت کننده با یک محافظ یونی پوشیده شده*است که عمر استوانه را افزایش می*دهد
نسل چهارم
این نسل بدون شک بزرگترین رکورد در فناوری تقویت تصویر در ۱۰ سال گذشته می*باشد. با حذف محافظ یونی که در نسل سوم افزوده شده*بود؛ اختلالات زمینه نیز کاهش یافته و نسبت سیگنال به نویز افزایش می*یابد. افزودن یک سامانه تامین توان با تنظیم خودکار اجازه می*دهد که
NVD بتواند به هرگونه نوسان در شرایط نوری پاسخ دهد. این توانایی پیشرفت عظیمی در تجهیزات دید در شب ایجاد کرده*است. چرا که به کاربران NVD اجازه می*دهد به سرعت و بدون هیچ تاثیرات جانبی از شرایط پرنور به شرایط کم*نور برود.

از جمله ویژگیهای نسل چهارم می*توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱-بیش از ۱۰۰٪ پیشرفت در پاسخ تصویری.
۲-نمایش فوق*العاده در نورهای بسیار کم.
۳-حداقل سه برابر وضوح و تفکیک*پذیری بیشتر در نورهای کم.
گرچه اکثر
NVDهای موجود در بازار از نسل صفر و یک می*باشند؛ این نسل همچنین به رکورد جدید در بازار تجهیزات دید در شب دست یافت.
نسل چهارم تجهیزات دید درشب، اثربخشی عملیات شبانه را برای نیروهای نظامی استفاده کننده از این تجهیزات، بطور قابل توجهی افزایش داده*است

منبع:سایت
American Technologies Network Corporation


کلمات کلیدی:
فروش مجموعه CD های مهندسی اپتیک ولیزر
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز یکشنبه ۱٤ بهمن ،۱۳۸٦  

فروش مجموعه CD  های مهندسی اپتیک ولیزر

 

 مجموعه CD  مهندسی اپتیک ولیزر با نام ایران فتونیک در دو CD شامل مجموعه ای از کتاب هایی در زمینه لیزر، اپتیک، فیبر نوری، فتونیک،فیزیک، الکترونیک و همچنین شماره های سال 2006 و 2007 مجله LASER FOCUS WORLD   به همراه 4 ساعت فیلم آموزشی در زمینه لیزر، اپتیک و فیزیک ( به زبان انگلیسی ) به همراه مجموعه نرم افزار های طراحی اپتیکی ( DEMOO ) تهیه وآماده شده است .همچنین حدود 70 مقاله فارسی به صورت pdf   هم به همراه این مجموعه می باشد.علاقه مندان برای تهیه این مجموعه می توانند آن را به صورت زیر سفارش دهند :

 کسانی که مایل به دریافت این مجموعه هستند می توانند مبلغ ۷000 هزار تومان به شماره حساب 0303064064000 سپهر بانک صادرات به نام سید محمد امین موحد ابطحی واریز کرده و شماره فیش واریزی به همراه آدرس کامل خود را به آدرس زیر ایمیل کنند.این مجموعه در مدت 72 ساعت به آدرس داده شده ارسال می گردد.

قابل ذکر است که یک سایت مجزا برای کتابهای تخصصی در زمینه های مهندسی اپتیک ولیزر، فتونیک، فیزیک، برق الکترونیک، نانو تکنولوژی در دست راه اندازی است.که اطلاعات تکمیلی در پست های بعدی اعلام می شود.

توجه : هزینه پست بر عهده مدیریت وبلاگ است .

لیست کتابهای موجود در این مجموعه

 

1

1- Fundamentals of semiconductor lasers

2- PRINCIPLES OF LASERS AND OPTICS

3- Encyclopedia of Laser Physics and Technology

4- Fundamentals of light sources and lasers

5- ADVANCES SEMICONDUCTOR LASERS AND APPLICATIONS TO OPTOELECTERONIC

6- LASER SAFETY MANUAL

7- SEMICONDUCTOR LASER FUNDAMENTAL

8- LASER FUNDAMENTALS

9- LASERS

10- PRINCIPELS OF LASERS

11- PHOTONIC SWICHING TECHNOLOGY

12- OPTICS FOR HUMANS EYES

13- TELESCOPES

14- MODERN OPTICS

15- USEFUL OPTICS

16- THE THEORY OF OPTICS

17- QUANTUM OPTICS

18- ACOUSTICS

19- INTRODUCTION TO FIBER OPTIC

20- FIBER TO THE HOME

21- Optical Burst Switched Networks

22- Broadband Optical Access Networks and Fiber-to-the-Home

23- DIGITAL TRANSMISSION ENGINEERING

24- Semiconductor nanostructures for optoelectronic applications

25- The Quantum Mechanics Solver

26- MATHMATECAL METHODS IN SCIENCE AND ENGINEERING

27- UNDERSTANDING PHYSICS

28- Vibrations and Waves

29- Computer Simulation of Aerial Target Radar Scattering, Recognition, Detection, and Tracking

30- Open-Source Robotics and Process Control Cookbook

31- ELASTIC WAVE IN SOLIDE 2

32- Fast analytical techniques for electrical and electronic circuits

33- Digital Signal Processing

34- EKECTERICAL CERCUITE THEORY AND TECHNOLOGY

35- Modern Physical Metallurgy and Materials Engineering

36-Computer Simulation of Aerial Target Radar Scattering, Recognition, Detection, and Tracking

37- OPTIMIZATION ALGORITHMS IN PHYSICS 

38- QUANTUM NOISE

39- QUANTUM MECHANECS

40- General Relativity An Introduction for Physicists

41- A GUIDE TO PHYSICS PROBLEM

42- DICTIONARU APPLIED PHYSICS

43- NANOCHEMESTRY

44- NANOTECHNOLOGY

45- آشنایی با تجهیزات آزمایشگاهی فناوری نانو

اندازهگیری و تعیین مشخصات

46- Biological Nanostructures and Applications of Nanostructures in Biology Electrical‚ Mechanical‚ and Optical Properties

47- TOOLS OF THE TRADE THORLADS HND- VOL 17

 

 


کلمات کلیدی:
دیود لیزر 3
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز شنبه ۱۳ بهمن ،۱۳۸٦  

لیزرهای دیودی 3

 

محدویتهای طیف بینی با لیزر دیودی

یکی از محدویتهای طیف بینی با لیزر دیودی آن است که به علت باریکی گستره تنظیم طول موج ، یک لیزر معمولا فقط می‌تواند یک گونه شیمیایی را شناسایی کند. رانالد هانسون و همکاران در دانشگاه استانفورد با بکار گیری روشی موسوم به تقسیم چندگانه طول موج (WDM) بر این مشکل غلبه کردند و توانستند در یک اتاقک احتراق ، چند گونه مختلف و خواص آنها را مشاهده کنند. روش WDM عبارت است از ارسال همزمان چند طول موج مختلف از درون یک تار نوری. مسئله دیگر در آشکار سازی همزمان چند گونه شیمیایی ، احتمال "خط روی خط افتادن" یا تداخل علائم است. دانشمندان CSO Mesure در فرانسه ، برای اجتناب از این مشکل به هنگام اندازه گیری تابش زیر قرمز در فضا ، از یک لیزر دیودی IR نزدیک که روی مقادیر جذبی چرخشی - ارتعاشی C2H2 (در حدود 1530nm) تثبیت شده بود، به عنوان منبع مرجع استفاده کرده‌اند.

کار آنها بخشی از یک پژوهش 5 ساله مربوط به تداخل سنج زیر قرمز ارزیابی اتمسفری (IASI) اما مهندسان مخابرات برای جلوگیری از مشکل خط روی افتادن ، وقتی که چند طول موج مدوله شده کم فاصله در فرکانسهای GHz از درون یک تار نوری ارسال می‌شود، از همین رویکرد استفاده می‌کنند. "قفل کردن" طول موج لیزر روی استانداردهای مولکولی نظیر HCN و C2H2 ، هر گونه تداخل بین علائم مختلف را متوقف می‌کند.

خروجی پر انرژی

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در سانتریابارا با استفاده از بلورهای لیتیم نیوبات (LiNbOsub>3) یا پتاسیم فسفات. فرکانسای خروجی از لیزرهای دیودی را در انتهای پر انرژی‌تر طیف الکترومغناطیسی دو برابر کرده‌اند. این کار می‌تواند در ناحیه آبی فرابنفش طیف الکترومغناطیسی ، توانهای خروجی در حد 0,1mW تولید کند. در این طول موجها ، لیزرهای دیودی قادرند عناصری مانند آلومینیم (394nm) ، گالیم (403nm) و ایندیم (410nm) را شناسایی و رشد لایه‌های نیمرسانا ، از جمله ساخت سایر لیزرهای دیودی را تعقیب کنند. در مقایسه با لامپهای کاتد تو خالی متداول که در طیف بین جذب اتمی بکار می‌روند.

لیزرهای دیودی ، کوک پذیرند (شناسایی چند گونه‌ای امکان پذیر می‌سازند)، پر شدت ترند (بنابراین داده‌ها را سریعتر کسب می‌کنند) و کنترل دقیقتری را مقدور می‌سازند. انتهای آبی طیف الکترومغناطیسی ، یکی از فعالترین حوزه‌های پژوهشی درباره لیزرهای دیودی است که در آن ، لیزرهای بر پایه GaN ، شدت و سرعت انتقال داده‌های ذخیره شده را به حداکثر می‌رسانند. برای شیمیدانان ، لیزرهای آبی ، عملا برای دستیابی به گذارهای الکترونی مولکولهایی مانند O3 و NO2 مفید است و به ساخت سیستمهای قابل حمل نظارت اتمسفری می‌انجامد.

حسگرهای تار نوری

گسترش سریع صنعت مخابرات ، جدا از کابلهای تار نوری برای انتقال داده‌ها ، به توسعه حسگرهای تار نوری برای ارسال نور به مکانهای دور دست منجر شده است. حسگرهای تار نوری می‌توانند یا ذاتی باشند یا عارضی ، در اولی ، تغییرات در محیط مستقیما بر خواص تار اثر می‌گذارد. مثلا در تنش سنجها ، تار ، تغییر در محیط مستقیما بر خواص تار اثر می‌گذارد. مثلا در تنش سنجها ، تار ، تغییر شکل ناشی از خمش خود را حس می‌کند. بر اثر خم شدن تار ، نور به بیرون از آن نشت می‌کند. از طرف دیگر ، حسگرهای عارضی تغییر محیطی را به تغییر در خواص عبور نور در تار تبدیل می‌کنند.

تارهای نوری بر اساس بازتاب درونی کلی باریکه نور عمل می‌کنند، بنابراین هرگاه ضریب شکست نور در تار تغییر کند، نور می‌تواند به بیرون نشت کند. از این مسئله می‌توانیم برای آشکار سازی تغییر ارتفاع سطح مایع یا برای اندازه گیری با تفکیک پایین فشار درون مایع استفاده کرد. بخشی از میدان الکترومغناطیسی نور لیزر به خارج از تار هم گسترش می‌یابد و مولکولهای در سطح یا نزدیک تار می‌توانند این موج محو شونده را جذب کنند.

در سال 1997، یواخیم کاستز و ماوروس تا که از مؤسسه فرانهوفر در آلمان از این پدیده برای آشکار سازی هیدروکربنها در آب استفاده کردند. روشی که آنها استفاده کردند یعنی تجزیه موج محو شونده با لیزرهای دیودی (Ewald) ، عبارت است از استفاده از تارهای نقره هالید در IR میانه که با فیلم بسیاری نازکی روکش شده است. هیدروکربنها درون این اندود بسپاری نفوذ می‌کنند و از روی جذبهای اثر انگشتی‌شان شناسایی می‌شوند. به علت جذب قوی آب در ناحیه IR استفاده از طیف بینی معمولی عبوری IR امکان پذیر نیست.

حکایتهای درونی

طیف بینی جذب درون حفره ای لیزر (Iclas) فناوری حساسی است که طیف بینی سال با لیزرهای گازی بزرگ و لیزرهای رنگینه‌ای بکار برده می‌شده است. این روش شامل تقویت جذب نور لیزر ، با قرار دادن نمونه درون حفره لیزر به جای خارج آن است. فوتونهای لیزر بین دو آینه انتهایی سازنده حفره لیزر به جلو و عقب بازتابیده می‌شوند و عملا طول مسیر جذب را هزاران مرتبه افزایش می‌دهند. پیترتوشک و والری بف در دانشگاه هامبورگ ، از این اصل برای ساختن یک آشکار ساز بسیار کوچک و حساس آلودگی گازی استفاده کرده‌اند.

لیزر دیودی مورد استفاده ، عملا برای تأمین توان لیزر 20cm آنهاست که از یک تار نوری فلوئور و زیرکوناتی دوپه شده با اتمهای پروزئودیمیم و ایتربیم تشکیل شده بود. نور لیزر دیودی در 850nm ، اتمهای دوپه کننده را در تار برانگیخته و نور مرئی نشر می‌کند. گفتنی است همانطوری که که تقویت می‌شود، اگر نمونه یک گاز در یک انتهای حفره در جلوی آینه نیم باز تابیده قرار داده شود، متخصصان طیف بینی می‌توانند طیف جذبی تقویت شده را آشکار کنند.


کلمات کلیدی:
دیود لیزر 1
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز جمعه ۱٢ بهمن ،۱۳۸٦  

لیزرهای دیودی 1

 

لیزرهای دیودی نیم رسانا پرفروشترین نوع لیزر در جهان هستند. این لیزرها اولین بار در سال 1962 ساخته شدند و گفته می‌شود اکنون در مرحله‌ای هستند که از بسیاری جهات قابل قیاس با موقعیت صنعت الکترونیک سیلیسیومی در حدود 25 سال پیش است. بدون تردید نیروی اصلی در پس این پیشرفت ، رشد سریع صنعت مخابرات است، اما ذخیره سازی اطلاعات (خواندن/نوشتن CD ، پویشگرهای رمز میله‌ای) ، اشاره به دور (نشانگرهای لیزری) و کاربردهای ماشین کاری نیز اهمیت روزافزونی یافته‌اند.

طی چند سال اخیر لیزرهای دیودی به توانایی خروجی بالاتر ، ابعاد کوچکتر ، کارایی بالاتر ، اعتماد پذیری بیشتر و از همه اینها مهمتر به پوشش طول موجی پهنتر از IR میانه تا انتهای آبی رنگ طیف الکترومغناطیس ، دست یافته‌اند. برای سالهای متمادی ، دستیابی به منابع نوری تکفام کوک همدوس ، با عملکرد آسان و ارزان از IR میانه تا UV ، هدفی برای متخصصان طبف بینی بوده است. به غیر از طیف بینیهای متداول جذبی و فلوئورسانی ، طیف بینی رامان و بیضی سنجی نیز از لیزرهای دیودی به عنوان منابع نور همدوس بهره‌مند شده‌اند.

به تازگی متخصصان طیف بینی ، فنون با حساسیت زیاد مثل طیف بینی درون حفره را با لیزرهای دیودی ترکیب کرده‌اند. در طیف بینی بنیادی ، کاربرد منابع لیزری جدید به تعیین ساختار رادیکالهای آزاد یا گونه‌های خوشه‌ای عجیب و غریب منجر شده است. برای نظارتهای اتمسفری ، لیزرهای دیودی دمای اتاق که در 8 تا 13µM نشر می‌کنند، پیشرفتی اساسی به سمت بهبود کیفیت هوا هستند.

در پزشکی ، کاربرد لیزرهای دیودی در مقطع نگاری نوری و در تجزیه غیر تزریقی خون ، مثلا پیش بینی سطح گلوکز خون ، تشخیص پزشکی را با انقلابی مواجه کرده است. در صنعت ، حسگرهای شیمیایی ارزان قیمت در کنترل فرآیند اهمیت یافته‌اند، برای کنترل در محل فرآیندهای احتراقی ، آشکار سازی پسماندهای گازی در نقطه تخلیه و کنترل کیفیت در صنایع دارویی و غذایی لیزرهای دیودی دیگری نیز هستند که برای اندازه گیریهای جریان ، شمارش و سنجش ابعاد ذرات سودمندند.

ارتعاشهای خوب

IR میانه، یکی از محدوده‌های طیف الکترومغناطیسی است که لیزرهای دیودی در آن به ایفای نقش پرداخته‌اند. مطالعه ارتعاشهای بنیادی مولکولها که در این ناحیه اتفاق می‌افتد، تا کنون بر لیزرهای دیودی ساخته شده از نمکهای سرب که با سرمازایی خنک شده‌اند متکی بوده است. با این حال تجهیزات خنک کننده با سرمازایی بر هزینه‌های خرید و عملیاتی چنین لیزرهایی بسیار می‌افزاید. لیزرهای دیودی IR میانه که از ترکیبات همانند ساخته شده‌اند و در دمای اتاق کار می‌کنند، کم کم به عنوان جانشینی برای حسگرهای شیمیایی ارزان مطرح می‌شوند.

گفتنی است این حسگرها برای آشکار سازی اتمسفری و آلودگی و همچنین نظارت بر فرآیندهای صنعتی بکار می‌روند. مثلا ، نیم رساناهایی مانند aLgAssB/iNgAaSb که تا زیر 3000nm کار می‌کنند. دستیابی به اکثر ارتعاشهای کششی C_H را مقدور می‌سازند. نشر لیزر در این طول موجها ، به دلیل وجود گاف نوار باریک که ساختار الکترونی این مواد را می‌سازد، امکان پذیر است. در نتیجه فقط مقدار بسیار کمی انرژی برای ارتقای الکترونها به انرژی بالاتر نوار رسانش ، مورد نیاز است.

با این حال مهیجترین پیشرفت در آشکارسازی IR میانه ، ساخت لیزرهای آبشار کوانتومی (QCL) است. این لیزرها را اولن بار دانشمندان بل لبز - لوسنت در آمریکا در سال 1994 ارائه کردند که با روشی کاملا متفاوت از لیزرهای دیودی نیم رسانای معمول کار می‌کنند. طول موج نوری که آنها نشر می‌کنند به گاف نوار نیم رسانا بستگی ندارد، بلکه بیشتر به ضخامت لایه‌های سازنده نیمرسانا در قطعه وابسته است.

 


کلمات کلیدی:
لیزر دیود
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ۱۱ بهمن ،۱۳۸٦  

لیزرهای دیودی 2

لیزرهای دیودی در عمل

یک لیزر نیم رسانا اساسا از اتصال بین یک نیم رسانای نوع P (غنی از "حفره‌های" مثبت) و یک نیم رسانای نوع n (غنی از الکترونها) تشکیل می‌شود. بر اثر عبور جریان الکتریکی از محل اتصال ، الکترونها و حفره‌ها می‌توانند باز ترکیب شوند که در این فرآیند نور نشر می‌شود. طول موج نشر با گاف نوار ماده نیم رسانایی که دیود را می‌سازد، تفاوت انرژی لازم برای صعود الکترون از نوار انرژی والانس پایینتر به نوارهای رسانش پرانرژی‌تر در بالا تعیین می‌شود. در وسایل ساده با تغییر جریان الکتریکی بکار رفته یا دمای لیزر ، تنظیم طول موج مقدور می‌شود.

با ماده گالیم آرسنید (GaAs) خالص یک طول موجی ساخته شد، اما در عمل به علت نیاز و دشواری در تطابق شبکه ، این امر با محدودیت مواجه می‌شود. لیزرها با هر دو روش رشد همراستای بلور با باریکه مولکولی و رسوب دهی شیمیایی بخار فلز - آلی ساخته می‌شوند. این لیزرها با داشتن 50 درصد تبدیل الکتریسیته به نور ، کارآمدترین نوع لیزرند که در نتیجه باعث کاهش هزینه عملیاتی می‌شود.

هرگاه لایه به اندازه کافی نازک باشند (کمتر از 20nm) مکان الکترونهای نیم رسانا فقط در یک بعد محدود می‌شود: حالتهای انرژی در نوارهای والانس و رسانش کوانتیده شده و فقط ترازهای انرژی معینی مجاز می‌شود. لذا لایه‌های نیم رسانا مانند چاههای کوانتومی خواهند بود و می‌توان آنها را با لایه‌های غیر فعال (غیر لیزر ساز) روی هم چید و لیزرهایی ساخت که قادرند نور خروجی پر توانتری تولید کنند. در این QCL ها ، الکترونها از چند مرحله پی در پی افت انرژی ، می‌گذرند و همزمان با حرکت در نوعی آبشار الکترونی ، فوتون نشر می‌دهند. فاصله نزدیک نوارهای انرژی الکترونی ، نشر نور در گستره IR میانه تا دور را ممکن می‌سازد. چندین گروه پژوهشی ، در حال رقابت برای تولید نوع تجاری QCL در گستره 6 تا 12µm هستند که دریچه مهمی را بر روی نظارت اتمسفری ، خواهد گشود.

در سال 1998 گروه فدریکاکاپاسوازبل لبز - لوسنت تکنولوژی ، لیزری تولید کرد که دارای شبکه بلوری AlInAs/InGaAs با فواصل بین اتمی منطبق با شبکه InP بود و می‌توانست در 8,3µm با توان تپی 180mW در دمای اتاق ، نشر کند. امروزه می‌توان لیزرهایی را که در این محدوده کار می‌کنند از GaAs/AlGaAs تهیه کرد، که هم ارزانترند و هم آسانتر ساخته می‌شوند. هر چند نتایج اخیر گروه کاپاسو در آشکارسازی مقادیر ناچیز گازهایی مانند CH4 ، N2O هنوز به حد حساسیت آشکارسازی لیزرهای نمک سرب ، یعنی در حد ppb یا کمتر ، نرسیده است.

لیزرهای حفره عمودی نشر کننده از سطح (VCSEL) نوعی لیزر جدید هستند. آنها که عمدتا برای مخابرات نوری ساخته شده‌اند، برای کار در طول موج بلند و با خروجی تپی 2,9µm در دمای اتاق ، نیز بکار می‌روند. آنها کیفیت باریکه بهتری ایجاد می‌کنند و از بسیاری از لیزرهای جانشین که در طول موجهای بلندتر کار می‌کنند، آسانتر ساخته می‌شوند. در سال 1997، دیرک رله ، برند زومپف و هاینتس - دتلف کرونفلت ، از دانشگاه صنعتی برلین ، روش دیگری برای تولید تابش IR میانه برای آشکارسازی گازی ، ارائه دادند. آنها در یک بلور AgGaSe2 ، خروجی دو لیزر دیودی IR نزدیک (یکی در 1290µm و دیگری 1572nm) را باهم مخلوط و نوری با فرکانس متفاوت در حدود 7,2µm) 1380cm-1) برای شناسایی SO2 تولید کردند.

کنترل در خط

هم اکنون لیزرهای دیودی نیم رسانا در IR نزدیک ، به ویژه در حوالی طول موجهای مخابراتی 1300 و 1550nm ، کاملا توسعه یافته‌اند. بهبود فنون ساخت در حال حاضر به معنی امکان پذیر شدن ساخت لیزرهایی است که در طول موجهای بسیار دقیقی کار می‌کند. مثلا ، لیزرهای پسخوری توزیع یافته (DFB) که معمولا با قرار دادن یک شبکه گزینشگر درون حفره لیزر ، برای صاف کردن طول موجهای مطلوب ، ساخته می‌شوند، به عنوان حسگرهای شیمیایی ارزان قیمت در نظارت بر انتشار آلاینده‌ها و کنترل فرآیند، بالقوه مفیدند.

گروه من در دانشگاهها درزفیید ، برای استفاده از لیزرهای دیودی در کنترل فرآیند در خط از طریق نظارت در محل ، به ویژه در محیطهای خطرناک که در آن باریکه لیزر با استفاده از تار نوری به درون واکنشگاه هدایت می‌شود، فنونی را توسعه داده است. برای کنترل فرآیند و بهبود کارایی ، می‌توان تجزیه سریع محتوی واکنشگاه را به یک حلقه پسخور متصل کرد. با همکاری مارتین پمبل از دانشگاه سالفورد ، توانستیم به واکنشهایی که درون واکنشگاهها به طریق رسوب دهی شیمیایی بخار انجام می‌گیرند نظر بیندازیم. گفتنی است این واکنشها ، فهم مهمی برای تولید بسیاری از پوشش دهیهای ظریف سطحی را فراهم می‌سازند.


کلمات کلیدی:
فاصله یاب های لیزری
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ۱٠ بهمن ،۱۳۸٦  

فاصله یاب های لیزری

مقدمه وتاریخچه

 1ـ مقدمه :

 اندازه گیری طول وزاویه اساس اکثر عملیات نقشه برداری را تشکیل می دهد اندازه گیری مستقیم فاصله یکی از دشوارترین عملیات از نقطه نظر اجرایی است خصوصا اینکه دقت بالایی هم مورد نیاز باشد  در نتیجه روشهای مختلفی برای اندازه گیری غیر مستقیم طول ابداع شده است که یکی از آنها بکارگیری  طولابهای الکترونیکی است .

         امروزه عملا نوارهای متر کشی و روشهای دیگر اندازه گیری غیر مستقیم طول مانند سیر بارلاکتیک وغیره در غالب عملیات نقشه برداری جای خودرا به طولیا بهای  الکترونیکی داده اند همان گونه که با ساخت نوارهای فلزی متر کشی زنجیرهای مساحتی و واحدهای مربوطه وقواعد استفاده از آنها رفته رفته منسوخ شدند با پیدایش طولیا بهای الکترونیکی نیز سر نوشتی مشابه برای نوارهای مترکشی رقم خورد.

          با پیشرفت علوم الکترونیکی تجهیزات نقشه برداری نیز چهره کاملا جدیدی پیدا کردند اما ارمغان تکنولوژی نوین بیش از آنکه بر اندازه گیری زاویه اثر بگذارد بطور فاحشی نحوه اندازه گیری طول را دگرگون کرد.

          روند پیشرفت فنی تجهیزات نقشه برداری با ساخت طولیابهای الکترونیکی پایان نیافت بلکه با ساخت طولیابهای نسبتا کوچک امکان الحاق آنها به تئودولیتهای اپتیکس و الکترونیکی فراهم آمد.محصول جدید را که توتال استیشن می نامند بتدریج در حال جایگزینی طولیابهای منفرد است با روند موجود یعنی با عرضه روبه تزاید سیستمهای تعیین موقیت جغرافیایی (جی پی اس) از یک سو و ساخت توتال  استیشن ها از سوی دیگر خط تولید اکثر طولیابهای مستقل ومنفرد روبه تعطیلی دارد.

          تکنولوژی ساخت طولیابهای الکترونیکی در انحصار کشورهای پیشرفته صنعتی قرار دارد واز اینرو بنابه علل اقتصادی وفنی تولید اینگونه تجهیزات در اکثر کشورهای دیگر مقرون به صرفه نیست در حال حاضر کشورهای ایالات متحده آمریکا ژاپن سوئد سوئیس آلمان فرانسه بریتالیا وآفریقای جنوبی وروسیه عمده ترین سازندگان طولیابهای الکترونیک هستند با  افزایش لوح رقابتهای تجاری چندی است شرکتهای مشهور اقدام به انتقال کارخانجات خود به چین کرده اند به این ترتیب چین نیز به جرگه تولید کنندگان طولیابهای الکترونیکی پیوسته است .

 


2ـ طبقه بندی طولیابها

طولیابها را می توان به روشهای مختلف طبقه بندی کرد یکی از این راها میتوانند براساس طول موجی باشد که آنها ارسال ودریافت میکنند به این ترتیب این طولیابها دردو دسته بزرگ قرار می گیرند :

الف- طولیابهای الکترواپتیکی :به آندسته از دستگاههای اطلاق می شود که نور با محدوده مادون قرمز مجاور نور مرئی ویا لیزر استفاده میکنند .

ب- طولیابهای میکروویو (ورادیویی):به آندسته از دستگاهها اطلاق می شود که از امواج رادیویی و مایکرو وویو (با فرکانسهای بمراتب پائینتر نسبت به دسته اول ) استفاده میکنند .راه دیگر دسته بندی طولیابها برپایه برد موثر آنهاست براین اساس میتوان آنها را در دو گروه بزرگ طبقه بندی کرد.

الف) کوتاه برد : دستگاههای این دسته بردی حداکثر 5کیلومتر دارند وعموما اندازه آنها در حدی است که می توان آنها برروی یک تئوولیت نصب کرد محدوده فرکانسی آنها در محدوده مادون قرمز و نور مرئی قرار می گیرد اکثر کاربرد این دستگاه ها در کارهای نقشه برداری موضعی است .

ب ) متوسط / دوریرد : حداکثر برد این دستگاه ها قریب به 100 کیلومتر می رسد ولی برد عملیاتی آنها در حد 40-50 کیلومتر قراردارد معمولا حجیم و سنگین هستند وبیشتر برای عملیات ژنودری آبنکاری و اقیانوس نگاری ویا ناویری دریایی هوائی استفاده می شود سیستم های که از لیزر استفاده می کنند اگرچه در طبقه بندی قبل در میان سیستم های الکترو اپتیکی قرار گرفتند لیکن نظر به برد آنها دراین نوع طبقه بندی در کنار سیستم های میکروویو قرار می گیرند .

 

3ـ تاریخچه

تسلادر سال 1889 استفاده از بازتاب امواج میکروویو را جهت اندازه گیری طول پیش بینی کرده بود نخستین ثبت اختراع در طولیاب با کاربرد امواج الکترو مغناطیسی در سال 1923 توسط نوری انجام گرفت نخستین طولیاب مایکروویو که براساس اصول تداخل کار می کرد در سال 1926 سه دانشمند روسی بنامهای شگولف برورشکو وریلر در ننینگراد ساخته شد.

          فاصله یابی الکترونیکی غیر نقشه برداری در اوایل دهه 1930میلادی ابداع وبطور عملی برای نخستین بار در طول جنگ جهانی دوم توسط نیروهای نظامی آلمان و بریتانیا با کمک امواج رادار انجام می گرفت نحوه اندازه گیری فاصله به این ترتیب بود که امواج رادیویی پس از برخورد با بدنه فلزی هواپیما به فرستنده باز می گشت وبرمبنای جهت آنتن وزمان رفت وبرگشت موج امکان تعیین فاصله جهت حرکت و سرعت تقریبی هواپیمای مورد نظر میسر می شد دقت حاصله اگر چه برای رهگیری هوایی وامور نظامی کفایت   می کرد اما درحد دقتهای مورد عملیات نقشه برداری نبود .

          همانطور که درقسمت عنوان شد دستگاهای طولیاب الکترونیکی دردو دسته بزرگ دستگاههای الکترواپتیکی  و مایکروویو / رادیویی طبقه بندی می شوند لذا از نقطه نظر تاریخی نیز تحولات انجام گرفته در این دودسته بطور جداگانه بررسی می شود با توجه به تقدم و تاخر زمانی ابتدا تاریخچه سیستم های الکترواپتیکی ذکر می شوند.

 در زمینه طولیابهای با کاربرد نقشه برداری در سال 1936سه دانشمند روسی بنامهای لبدیف، بالا کوف و وافیادی از انسستیتو اپتیک اتحاد جماهیر شوروی مدعی ساخت نخستین طولیاب الکترواپتیکی دنیا شدند در پی آن در سال 1940هوتل آلمانی مقاله ای را منتشر کرد که در آن ازیک سلول کر دوبخش ارسال و یک فوتولوله دربخش دریافت استفاده شده بود این مقاله موجب شد تا دانشمند سوئدی اریک برگشترند برانگیخته شود تا براساس این مقاله آزمایشی رادر زمینه اندازه گیری سرعت نور انجام دهد دستگاه ساخته اودر سال 1943 تکمیل شد و ژئودیمتر نام گرفت.

           درآن زمان تعیین دقیق سرعت نور مورد توجه بسیاری از دانشمندان بود ودر وهله اول تصور نمی شد این وسیله کاربردی در نقشه برداری اما در سال 1937 برگ اشترند به کمک شرکت آگا ساخته اش را بصورت یک محصول تجاری بعنوان نخستین طولیاب تجاری جهان با نام ان اس ام 2 به بازار فروش ارائه کرد این دستگاه با استفاده از نور مرئی قادر بود فواصل تا40کیلومتر را (فقط در شب ها ) اندازه گیری کند از آن به بعد شرکت آگا ژئودیمتر همواره با ساخت دستگاههای جدیدتر در ردیف شرکتهای معتبر سازنده تجهیزات الکترونیکی نقشه برداری قرار داشته است.

            رخداد مهم دیگر در زمینه دستگاههای الکترواپتیکی در سال 1954 اتفاق افتاد وآن کشف تکنیک هترودین بود که امکان تعیین اختلاف زاویه فاز را تحت فرکانسهای پائینتر مممکن ساخت نخستین دستگاهی که از این روش استفاده کرد دستگاه ژئودیمتر مدل 16بود سیستمهای لیزری ازسال 1968 اندک اندک در میان طولیابهای الکترواپتیکی ظاهر شدند و نخستین آنها ژئودیمتر مدل 8بابرد 60کیلومتر بود.

            اما نخستین طولیاب ساخته شده براساس استفاده از امواج مایکروویو و اندازه گیری اختلاف فاز توسط دکتر وادلی در سال 1954ساخته شد .

            تا آن زمان برای حصول دقت وبرد بالای سیستمهای الکترواپتیکی اندازه گیری طول می بایست الزاما در شب انجام می گرفت که با استفاده از امواج مایکروویو این اشکال مرتفع شد. در سال 1957 دکتر وادلی ساخته اش رادر آفریقای جنوبی بصورت تجاری با نام تئورومتر عرضه کرد که بلافاصله جهت شبکه درجه یک ژئودزی استرالیا بکار گرفته شد این ساخته با استفاده از امواج نامرئی مایکروویو به بردی معادل 80کیلومتر دست یافته شرایط محیطی از قبیل شب وروز وحتی به تاثیر اندک و یا حداقل اثر قابل محاسبه ای داشت تئورومترها  کاربردی وسیع در عملیات ژئودزی یافتند وبعد از مدتی به همین سبب به هر طولیاب الکترونیکی که از امواج مایکروویو استفاده می کرد به اشتباه تئورومتر نام می دادند حتی اگر ساخت شرکت دیگری مانند زیمنس بود باید توجه داشت که تئورومتر تنها یک نام تجاری است.

            در اواخر دهه 1960استفاده از لیزر در محدوده امواج مایکروویو نیز عملی شد وبا پیشرفت فنون الکترونیکی امکان ساخت طولیابهای جمع و جورتری مانند سی ای 1000 ساخت شرکت تلورومتر فراهم شد .

            شوق نقشه بردارها در نتیجه امکان اندازه گیری مستقیم فواصل طولانی و رهائی از کار توانفرسای کشیدن  نوارهای مترکشی و تمهیدات دست و پاگیر حصول  دقتهای مورد نیاز بسیار زیاد بود لذا این امر باعث  شد تا در روزهای اولیه طولیابهای  الکترونیکی به خستگی ناشی از محاسبات عدیده برای استخراج مقدار طول از میان انبوهی از اعداد مشاهداتی توجه چندانی نشود اما بزودی نیاز به افزایش دقت و فزونی سرعت اندازه گیری و حذف روشهای مطول محاسبه طول به امری اجتناب ناپذیر جلوه گر شد و کار تا آنجا پیش رفت که امروزه اغلب دستگاهها تنها با زدن یک کلید طول تصحیح شده را به دست می دهند .

در اواسط دهه 1960 میلادی تکنولوژی ساخت نیمه هادیها ودر پی ساخت آن ساخت مدارهای مجتمع یا (آی سی )ها باعث شد تا شرکتها موفق به تولید انبوه طولیابهای کوچک الکترونیک شوند. به این ترتیب دستگاههائی که تنها کاربردی محدود در زمینه ژئودزی داشتند وفقط توسط کاربران ماهر قابل استفاده بودند کاربردی وسیع وعام تر یافتند دیگر نتیجه موج نوین الکترونیک این بود که تعداد سازندگان طولیابهای الکترونیک که زمانی از تعداد انگشتان یک دست فراتر نمیرفت به یکباره به بیش از دهها  شرکت افزایش یابد در فصول بعد ضمن آشنایی با تعداد بیشتری از دستگاههای طولیاب الکترونیکی تاریخچه هریک به تفصیل ذکر خواهد شد .


کلمات کلیدی:
 
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ٩ بهمن ،۱۳۸٦  

اصول کلی درمان لیزرهای کم توان

 

استفاده از لیزر در پزشکی براساس واکنشهای متفاوت نور با بافت قرار دارد که بسته به توان انرژی نورانی این واکنشهای فتوبیولوژیک به 3 دسته تقسیم می شوند:

واکنشهای خنثی: در طی آن پروسه های بیولوژیک در واکنش با نور تغییر نمی یابد. از این اثر غیراختلالی در جهت ساخت دستگاههای تشخیص پزشکی استفاده می شود.

واکنشهای تخریبی: در این دسته از واکنشها تأثیرات فتوفیزیکی نور بر روی بافت زنده منجر به تولید حرارت و تخریب بافت می شود که از این واکنشها در جراحی استفاده می شود. در این دسته، لیزرهای پرتوان با توان بالای 5/0 وات قرار دارند.

واکنشهای فتوشیمیایی: انرژی جذب شده توسط بافت زنده منجر به یک سری فعال شدن روندهای بیوشیمیایی در سلول می شود که در نهایت پروسه ساخت و ساز بیولوژیک در سلول صورت می گیرد این تأثیرات نوری توسط لیزرهای کم توان در بافت ایجاد می شود توان این لیزرها بین 1 تا 500 میلی وات می باشد.

برای اولین بار الکساندر گورویچ در سال 1927 متوجه القاء نوری یا شد، به عبارتی سلولها در فاز رشد قادر به ساطع کردن امواج نوری از خود می باشند که این امواج در بیوپلاسم سلولهای هم فاز مجاور قادر به انتقال انرژی و فعال کردن این بیوپلاسم می باشند. انرژی جذب شده توسط سلول منجر به افزایش انرژی سلولی بین 500-300 درصد میشود.(قانون بقای انرژی).

این روند افزایش انرژی منجر به فعال شدن روند ساخت پروتئین ها در سلول شده و اثرات بیولوژیک لیزر ظاهر می شود، مانند اثرات ضد ادم، ضد التهاب، ضد درد، نئوواسکولاریزاسیون، افزایش درناژ وریدی و لنفاوی، ترمیم سریع زخم ها، مدولاسیون سیستم ایمنی.

 

برای این که بتوانیم اثرات درمانی مناسب لیزرهای کم توان را به دست بیاوریم باید از مشخصات لیزر و اصول درمانی اطلاع کافی داشته باشیم.

 

مشخصات شناسنامه ای هر لیزر دارای اطلاعات زیر می باشد:

1-طول موج    2- توان    3- رژیم تابش     4- فرکانس پالس ها     5- طول زمان هر پالس

6-سطح تابنده     7-زاویه واگرایی لیزر

 

پارامترهای درمانی عبارتند از:

طول موج: این پارامتر مشخص کننده عمق نفوذ لیزر و ماده جاذب لیزر می باشد. لیزرهای محدوده نور مرئی معمولاً در حد 5 تا 8 میلیمتر نفوذپذیری و لیزرهای مادون قرمز نزدیک، بسته به مولد آنها از 3 تا 5 سانتیمتر نفوذپذیری دارند.

توان: در لیزرهای کم توان معمولاً بین 1 تا 250 میلی وات می باشد و محدوده 250 تا 500 میلی وات لیزرهای توان متوسط هستند که اثر گرمایی نیز به واکنش های فتوشیمیایی اضافه می شود. توان متوسط با رژیم تابش لیزر ارتباط مستقیم دارد.

سطح مورد تابش: از این نظر مهم است که باید انرژی درمانی کافی به سطح مورد نظر رسانده شود.

دانسیته توان یا شدت تابش انرژی به واحد سطح: دیده شده است که در دانسیته های بالاتر اثر فتوبیولوژیک زودتر و بهتر ظاهر می شود

دوز درمانی: منحنی دوز درمانی لیزر از 1/0 ژول تا 10 ژول بر سانتیمتر مربع متفاوت می باشد. بهترین پاسخ درمانی در دوز 1 ژول بر سانتیمتر مربع ظاهر می شود. در بسیاری از مطالعات (حداقل 100 مورد) مواردی که اثرات درمانی لیزر یا ظاهر نشده اند یا کم بوده اند دوز درمانی پایین تر از 1/0 ژول بر سانتیمتر مربع بوده است.

رژیم درمانی: رژیم تابش مداوم و رژیم تابش پالسی، در رژیم تابش پالسی توان متوسط با فرکانس و زمان هر پالس ارتباط مستقیم دارد و در بعضی از فرکانس ها بعضی اثرات لیزر بارزتر می باشد. مثل فرکانسهای 5 تا 100 هرتز در ایجاد بی دردی 1500 هرتز در اثر ضد التهاب و یا 10000 هرتز در ایجاد اثر ضد عفونت.

تعداد جلسات درمانی: از آنجا که اثرات درمانی در هر جلسه به مدت 12 تا 72 ساعت باقی می ماند. فاصله جلسات درمانی را بین 12 تا 72 ساعت یک بار تنظیم می کنند و به صورت معمول هفته ای 2 تا 3 بار انجام می شود.

توالی دوره درمان در سال: تکرار دوره های درمانی 2 تا 3 بار در سال، بر کیفیت و درصد بهبودی می افزاید.

 

روش های درمانی عبارتند از:

تابش موضعی، که به صورت مستقیم برروی ناحیه آسیب دیده تابش داده می شود. این تابش می تواند به روش تماسی یا غیرتماسی باشد.

تابش غیرمستقیم یا تابش سیستمیک: از اثرات سیستمیک لیزر در این روش ها استفاده می شود.

الف) رفلکسوتراپی یا تابش برروی نقاط طب سوزنی

ب) تابش بر نقاط ماشه ای یا نقاط دردناک

ج ) تابش برروی ریشه اعصاب

د ) تابش برروی درماتوم

ه ) تابش برروی خون

و ) تابش برروی مسیر لنفاوی

ز ) تابش برروی غدد سمپاتیک

آنچه که سبب می شود پرتو لیزر از نورهای دیگر متمایز شود در حقیقت ویژگیهای منحصر بفرد آن است که در هیچ منبع نوری دیگر یافت نمی شود. چهار ویژگی عمده لیزر عبارتند از:

 

1- همدوسی       2- تک رنگی       3- واگرایی کم        4- موازی بودن پرتو-1

هر یک و یا ترکیبی از ویژگیهای بالا این امکان را فراهم می کند که قابلیت کاربردی لیزر در حوزه های مختلف گسترش روز افزون داشته باشد.

حضور لیزر در عرصه پزشکی ابتدا به عنوان جایگزینی برای چاقوی جراحی بود، لذا هر جا که پزشک خود را نیازمند به چاقوی جراحی می دید، دستگاه لیزر مخصوص به آن طراحی و ساخته می شد.

امروزه تکنولوژی لیزر در کنار علوم الکترونیک و اپتیک این امکان را فراهم کرده است که دستگاه های مختلف با کاربری های متنوع بطور مستقیم و غیر مستقیم در دنیای پزشکی خود نمایی کند.

لیزر را از جهات مختلف می توان تقسیم بندی نمود، اما دو پارامتر قدرت خروجی و طول موج آن بیش از دیگر ویژگیهای لیزر مورد توجه بوده است. به همین منظور انواع لیزر ممکن است بصورت

قدرت بالا 2- قدرت متوسط 3- قدرت پایین  -1

و یا

 1- مادون قرمز 2- بینایی   3- ماوراء بنفش

تقسیم بندی شود.

یکی از عواملی که سبب می شود پزشک از لیزر به بهترین نحو در امر پزشکی استفاده نماید، دانش و اطلاعات وی در خصوص فیزیک و مهندسی لیزر است. به همین خاطر لازم است در کنار اطلاعات پزشکی موارد اخیر را مورد توجه جدی قرار دهد.


کلمات کلیدی:
کاربرد لیزر در دندانپزشکی
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۸ بهمن ،۱۳۸٦  

کاربرد لیزر در دندانپزشکی

درمان ضایعات عروقی با لیزر

لیزر در جراحی حنجره

کاربرد لیزر کم‌توان در ترمیم زخم و اثرات ضد درد آن

کاربرد لیزر در اندودانتیکس 

اصول کلی درمان لیزرهای کم توان  

کاربردهای لیزر های کم توان در دندانپزشکی

لیزر در جراحی دهان و فک و صورت

کاربردهای لیزر پرتوان در دندانپزشکی 

لیزر در جراحی دهان و فک و صورت

بسیاری از خصوصیات ذاتی لیزرها که به آنها امکان انجام جراحی بر روی بافت های نرم را می دهند در روند به کارگیری این ابزار جراحی برای درمان ضایعات بدخیم حفره دهان و بافت های مجاور آن مفید هستند. توانایی لیزر در تولید هموستاز به کمک مسدود ساختن عروقی که قطر آنها حتی از خود شعاع لیزر کوچکتر است، بسیار جالب توجه می باشد. زیرا به ما این امکان را می دهد که یک جراحی بسیار دقیق در یک محیط خشک و بدون خونریزی را به انجام رسانیده و همچنین با بستن عروق امکان توسعه و انتشار سلول های سرطانی در حین عمل را به صفر تقلیل دهیم.


کلمات کلیدی:
تکفامی
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز یکشنبه ٧ بهمن ،۱۳۸٦  

تکفامی

مشخصه بارز نور لیزر و خاصیتی که بیشترین ارتباط را با کاربردهای شیمیایی دارد، تکفامی اساسی آن است. این خاصیت از این حقیقت منشأ می‌گیرند که تمام فوتونها در اثر گذار بین دو تراز انرژی اتمی یا مولکولی مشابه ، نشر می‌شوند و بنابراین تقریبا فرکانسهای دقیقا یکسانی دارند. تعداد کمی از فرکانسها با فواصل اندک از یکدیگر ، ممکن است در عمل لیزر حضور داشته باشند، بطورری که برای رسیدن به تکفامی بهینه باید وسیله اضافی دیگری را برای گزینش فرکانس لیزر تعبیه کرد. معمولا برای این کار از یک نسخه استفاده می‌شود که عنصری اپتیکی است که درون حفره لیزر قرار می‌گیرد و به گونه‌ای تنظیم می‌شود، که تنها یک طول موج معین بتواند بین دو آینه انتهایی ، بطور نامتناهی به جلو و عقب حرکت کند.

 تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی

پرتو لیزر دارای چهار خاصیت مهم است که عبارتند از:

 شدت زیاد ، مستقیم بودن ، تکفامی ‌و همدوسی.

 لیزرها در اشکال گوناگون وجود دارند. ممکن است تصور شود که پرتو لیزر همانند اشعه ایکس ، گاما ، ماورا بنفش و مادون قرمز جایگاهی معین در طیف الکترومغناطیسی را داراست، حال آنکه این پرتو می‌تواند هر کدام از فرکانسهای محدوده طیف نامبرده را در  برگیرد، با این تفاوت که دارای مشخصاتی از قبیل تکفامی، همدوسی و شدت زیاد است.

اینکه چگونه می‌توان پرتو لیزری با فرکانسهای دلخواه را تولید نمود، کار دشواری است که عملا با آن روبرو هستیم. مشکل دیرپا در تابش لیزری، فقدان پوشش گسترده طول موجی در آن است. به دلیل اینکه لیزرها به‌خودی ‌خود فاقد قابلیت تنظیم طول موج هستند، پوشش کل طیف نورانی نیاز به ابزارهای متعدد و جداگانه دارد.


کلمات کلیدی:
همدوسی زمانی و مکانی لیزر
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز شنبه ٦ بهمن ،۱۳۸٦  

همدوسی زمانی و مکانی  لیزر

همدوسی زمانی فوتونهای نور لیزر به معنی هماهنگی بین آنها از لحاظ وضعیت ارتعاشی (فاز) آنهاست. همدوسی مکانی نور لیزر به معنی هماهنگی بین فوتونهای تشکیل دهنده نور لیزر از لحاظ راستای انتشار آنهاست. به لحاظ همدوسی زمانی که در نور لیزر وجود دارد، قدرت تأثیر گذاری فوتونهای آن در نقطه هدف بسیار بالاتر از نورهای معمولی است؛ زیرا طبق اصل برهمنهی امواج ، به دلیل همفاز بودن این فوتونها میدانهای الکتریکی‌شان مستقیما باهم جمع شده و میدانی قوی را بوجود می‌آورند.

همچنین به لحاظ همدوسی مکانی نور لیزر ، نور خروجی بصورت باریکه‌ای جهتمند از آن خارج شده و می‌تواند تا مسافتهای طولانی‌تری بدون افت چشمگیر توانش طی کند و نیز بوسیله کانونی کردن آن در نقطه کوچکی می‌توان به شدتهای بسیار بالایی دست یافت. نور لیزر نوری تقریبا تکرنگ است. مشخصه رنگ در نور به فرکانس آن وابسته است، بنابراین نور فوتونهای لیزر در محدوده کوچک فرکانسی گسیل می‌شوند، در حالیکه منابع نور معمولی گستره فرکانسی بسیار بالایی را دارند.

معیار تکرنگی یا خلوص نور لیزر ، پهنای فرکانسی آن است که طبق تعریف ، فاصله دو فرکانسی است که منحنی توزیع فرکانسی نورهای گسیلی در نصف ماکزیمم آن دارند. این فاصله در لیزرها، فوق‌العاده کمتر از منابع نور معمولی یا منابع نور گازی است. این به معنای آن است که اکثر انرژی تابشی لیزرها حول فرکانس مرکزی آن می‌باشد. در منابع معمولی ، برعکس لیزرها منحنی توزیع فرکانسی بسیار وسیع است و پهنای فرکانسی آن نیز نتیجتا بسیار زیاد است. بنابراین اگر بخواهیم که نور این منابع را با استفاده از مثلا فیلتر و یا یک تجزیه‌گر بصورت تقریبا تکرنگ در بیاوریم، از شدت آن به‌مقدار زیادی کاسته خواهد شد.

همدوسی خاصیتی است که به بهترین وجه نور لیزر را از سایر انواع نور متمایز می‌کند و باز هم این خاصیت، نتیجه ماهیت فرآیند نشر القایی است. نور حاصل از منابع معمولی که توسط نشر خود به خودی کار می‌کنند، به نور غیر همدوس آشفته موسوم است. در این موارد ، هیچ همبستگی بین فاز فوتونهای گوناگون وجود ندارد و در اثر تداخل ها ی تصادفی بین آنها ، افت و خیز محسوسی در شدت پدید می‌آید. در مقابل در لیزر ، فوتونهایی که توسط محیط برانگیخته لیزر نشر می‌شوند، با سایر فوتونهای موجود در حفره ، همفازند.

مقیاس زمانی که طی آن همبستگی فاز برقرار می‌ماند، به عنوان زمان همدوسی شناخته می‌شود. بنابراین دو نقطه در طول باریکه لیزر به فاصله‌ای کمتر از طول همدوسی ، باید فاز مرتبطی داشته باشند. طول همدوسی برای انواع مختلف لیزر متفاوت است. مهمترین کاربرد همدوسی لیزری تمام نگاری (هولوگرافی) است، که روش برای تهیه تصاویر سه بعدی به شمار می رود.

ایجاد هولوگرام:با استفاده از لیزر ، می توان تصویری ایجاد کرد که هر گاه به طریق صحیح به آن نور تابانده شود ، سه بعدی به نظر می رسد.


کلمات کلیدی:
تقسیم بندی لیزرها
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز جمعه ٥ بهمن ،۱۳۸٦  

تقسیم بندی لیزرها

طبقه بندی لیزر در حالت کلی:

لیزرها بر اساس آهنگ خروج انرژی از آنها به دو دسته "پیوسته‌کار" و "پالسی" تقسیم ‌بندی می‌شوند. نور لیزرهای پیوسته‌کار بطور پیوسته گسیل می‌شود، ولی نور لیزرهای پالسی در زمانهای کوتاه که به این زمان "دوام پالس" گفته می‌شود ارائه می‌گردد. فاصله زمانی ارائه دو پالس متوالی معمولاً خیلی بیشتر از زمان دوام پالس است. لیزرهای پالسی به‌دلیل اینکه می‌توانند انرژی خود را در زمان کوتاهی ارائه دهند، معمولاً دارای توانهای بالاتری می‌باشند.

لیزرها را براساس حالت ماده لیزر زا هم به لیزرهای حالت جامد ، لیزرهای گازی ، لیزر رزینه ، لیزرهای نیمه‌هادی (دیودهای لیزری)، و لیزرهای الکترون آزاد و.... تقسیم ‌بندی می‌کنند. همچنین ممکن است لیزرها را براساس نوع ماده تشکیل‌دهنده محیط لیزر زایی نیز تقسیم‌بندی کرد. لیزر یاقوت ، لیزر نئودیوم- یگ ، لیزر دی اکسید کربن ، لیزر هلیوم- نئون و انواع لیزرهای دیگر بر این اساس نامگذاری شده‌اند.


کلمات کلیدی:
جوشکاری فلزی توسط لیزر
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ٤ بهمن ،۱۳۸٦  

جوشکاری فلزی توسط لیزر

جوشکاری توسط پرتو لیزر در تولیدات صنعتی بشکل روزافزونی در حال گسترش است و دامنهٔ استفادهٔ آن از میکرو الکترونیک تا کشتی سازی گسترده شده است. تولید انبوه خودکار در این بین از بیشترین توسعه برخوردار گشته‌اند که این پیشرفتها را می‌توان مرهون عوامل زیر دانست

حرارت ورودی محدود منطقهٔ حرارت پذیرفتهٔ کوچک میزان ناصافی اندک سرعت بالای جوشکاری این خصوصیات جوشکاری لیزری را گزینهٔ منتخب بسیاری از قسمتهای صنعتی کرده که از جوشکاری مقاومتی در گذشته استفاده میکردند. با توجه به خصوصیات منحصر به فرد این روش می‌توان بکارگیری گستردهٔ آنرا در زمینهٔ کاربردهای مختلف انتظار داشت.

فرآیندهای ترکیبی که از ترکیب لیزر و قوس MIG  استفاده می‌کنند برای قرار گرفتن بر سطحی که بایستی جوشکاری در آن انجام شود طراحی شده اند. علاوه بر این تجهیزات ویژهٔ بکار گرفته شده بشکل قابل توجهی ابزارهای مورد نیاز برای آماده سازی لبهٔ مورد نظر برای جوشکاری را کاهش می‌دهند. آلیاژهایی که برای سیمهای پر کننده در قسمت درز گیری بکار میروند باعث یکدست شدن فیزیکی آن ناحیه میشوند. علاوه بر این فرآیندهای ترکیبی بکار گرفته شده قادر اند سرعت انجام کار را بشکل قابل توجهی افزایش دهند. همچنین در نفوذ عمقی و درزگیری کلی هم موثرند. پیشرفتهای بی نظیر اخیر در زمینهٔ دیودهای لیزری موقعیت جدیدی را برای حل مشکلات همیشگی صنعتی فراهم کرده است. البته باید در نظر داشت که این فرآیندها برای همگون شدن با قسمتهای مورد نظر بایستی بشکلی اختصاصی تغییر یابند.

لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند 2-10kw  در حال حاضر در جوشکاری بدنهٔ اتومبیلها، قسمتهای حمل و نقل، مبادله کننده‌های حرارتی و پر کردن حفره ها مورد استفاده قرار میگیرند. سالها لیزرهای یاقوتی کمتر از500w  برای جوش بخشهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفتند. برای مثال قسمتهای کوچک و ظریف ابزارهای پزشکی، بسته‌های الکترونیکی و حتی تیغ های اصلاح صورت. لیزرهای یاقوتی چند کیلوواتی از گذراندن پرتو از فیبرهای نوری استفاده میکردند. اینکار بسادگی توسط روبوت ها انجام می‌شد و دامنهٔ وسیعی از کاربردهای سه بعدی مثل برش لیزری و جوش بدنهٔ اتومبیلها را ممکن میکرد.

پرتو لیزر در نقطهٔ کوچکی متمرکز می‌شود و باشدتی که در آن نقطه ایجاد می‌کند باعث ذوب و حتی بخار کردن فلز می‌شود. برای تمرکز نیروی لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند، آینه‌های خنک شونده توسط آب بجای عدسی ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند. جوشکاری بطور کلی به دو شکل انجام می‌شود. در شکل هدایتی جوشکاری، حرارت از طریق هدایت گرمایی به فلز منتقل می‌گردد. این روش مختص لیزرهای یاقوتی نسبتا کم انرژی تر است کهم معمولا جوشکاری های کم عمق تر با آنها انجام می‌شود. جوشکاری با لیزرهای پر انرژی معمولا در پر کردن حفره ها مورد استفاده قرار میگیرد. در این قسمت است که ذوب و تبخیر فلز اتفاق می‌‌افتد
کلمات کلیدی:
ایمنی در لیزر
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ۳ بهمن ،۱۳۸٦  

ایمنی در لیزر

لیزر منبع نوریست که می‌تواند برای اشخاصی که با آن در تماسند خطرناک باشد. حتی لیزرهای با نور کم هم می‌تواند برای بینایی اشخاص مخاطره آمیز باشد. لنسجام ذاتی و پخش اندک نور لیزر به این معناست که این پرتو قادر است در نقطهٔ بسیار کوچکی در شبکیهٔ چشم متمرکز گردد که نتیجتا در عرض چند ثانیه منجر به سوختگی موضعی و آسیبهای دایمی خواهد شد. طول موجهای خاصی از لیزر قادرند ایجاد آب مروارید یا کاتاراکت کرده و حتی منجر به جوش آمدن مایع زجاجیه گردند. علاوه بر این لیزرهای مادن قرمز و فرابنفش خطر بیشتری را متوجه فرد می‌کنند چرا که واکنش بسته شدن پلک در انسان در مواقع خطر احتمالی برای چشم تنها در مواقعی که نور مرئی باشد انجام می‌شود.

دسته بندی

لیزرها بر اساس طول موج و حداکثر توان خروجیشان در رده‌های زیر طبقه بندی می‌گردند:

دستهٔ اول: اساسا بی خطر؛ هیچگونه احتمالی برای آسیب رساندن به چشم در این گروه وجود ندارد. این امر می‌تواند بدلیل توان خروجی محدود آنها( که حتی در تماسهای طولانی هم خطری را متوجه چشم شخص نمیکنند) باشد و یا به این دلیل باشد که محصور بودن آنها و عدم تماس در شرایط طبیعی کار بطور کلی احتمال خطر تماس را از بین میبرد مثل حالتی که در دستگاه‌های خواندن سی دی وجود دارد.

دستهٔ دوم: واکنش طبیعی یسته شدن چشمها از آسیب جلوگیری خواهد کرد و توان خروجی آنها حدود mw 1 می‌باشد.

دستهٔ سوم اولیه: لیزرهایی که در این دسته قرار میگیرند بواسطهٔ بکار گرفته شدن در ابزاری که ممکن است باریکهٔ نور را تغییر دهند خطرناک در نظر گرفته میشوند. توان  خروجی آنها

5-1mw   می‌باشد. اغلب لیزرهای نقطه‌ای در این گروه قرار دارند.

دستهٔ سوم ثانویه: این دسته زمانی خطرناک محسوب میشوند که باریکه نور مربوط به لیزر مستقیما بدرون چشم تابیده ویا منعکس شود. این گروه مربوط به لیزرهایی می‌شود که قدرتی حدود

5 mw – 500mw   دارند. انعکاسهایی که با پراکنده شدن باریکهٔ نوری همراه باشند بعنوان یک خطر جدی در نظر گرفته نمیشوند .

دستهٔ چهارم: لیزرهای این دسته بینهایت خطرناکند. حتی اگر انعکاس پراکنده شدهٔ آنها هم به پوست و یا چشم تابیده شود هم می‌تواند خطرناک باشد. لیزرهایی که توان بیش از 500 mw   و یا توانایی توالی امواج نوری داشته باشند در این دسته قرار میگیرند. اگرچه که شدت نور خروجی آنها ممکن است تنها چند برابر نور درخشان خورشید باشد ولی بایستی توجه داشت که این نور مستقیما بر نقطهٔ بسیار کوچکی متمرکز می‌گردد.

نیروهایی که برای لیزرهای بالا ذکر شد انواع معمول توانها میباشند. دسته بندی ما مستقل از طول موج و موجی و یا پیوسته بودن لیزر می‌باشد و تنها بر ایمنی تاکید دارد.

 

رهنمودها

استفاده از پوشش محافظتی برای لیزرهای دستهٔ سوم ثانویه و دستهٔ چهارم قویا توصیه می‌شود و طبق نظر سازمان مدیریت خطرات و ایمنی شغلی ایالات متحده الزامیست. با اینهمه تحقیقات صورت گرفته نشان داده‌اند که دانشمندان محقق حتی در شرایطی که با لیزرهای گروه چهارم سر و کار دارند معمولا از پوششهای محافظ چشمی استفاده نمیکنند. مشکل اینجاست که محافظهایی همچون عینکها پس از مدت کوتاهی ناخوشایند و عذاب آور خواهند بود. برای مثال در طیف سنجی آرایش تجربی دائما تغییر کرده و تنظیم آن مستلزم اینست که شخص مسیر طیف گسیل شده را ببیند. اینکار به اسانی با چشم غیر مسلح قابل انجام است ولی انجام آن با دوربین به مراتب مشکل تر است. در این شرایط افراد بیش از آنکه به ایمنی اهمیت دهند به سادگی و راحتی کار اولویت می‌دهند و معمولا قوانین ایمنی را نقض می‌کنند. گاهی اوقات هم رعایت موازین غیر قابل اجتناب است. برای مثال زمان کار کردن با لیزر: RGB از نظر فنی به استفاده از عینکهای ایمنی کاملا مشکی نیاز است.

با اینکه شاید تمامی افرادی که در این زمینه مشغول به کارند با رهنمودهای زیر موافق نباشند ولی قطعا اکثر دانشمندان این رهنمودها را در عرصهٔ کاری رعایت می‌کنند.

هر کسی که با لیزر تماس دارد باید از خطرات آن بطور کامل مطلع باشد. این آگاهی نباید بسته به زمان تماس باشد بلکه بایستی توجه داشت که کارکرد طولانی با خطرات غیر قابل دیدن(مثل خطرات مربوط به پرتوهای لیزر مادون قرمز) معمولا باعث کاهش هشیاری و سهل انگاری افراد می‌گردند.

بسیاری از افرادی که در شرایطی کار می‌کنند که کارشان بر روی میزهای نوری انجام می‌شود و تمامی طیف لیزر در یک سطح افقی حرکت می‌کند و در لبهٔ میز متوقف می‌گردد احساس کاذب ایمنی در برابر لیزر دارند. این افراد تنها به این امر بسنده می‌کنند که اگر چشمانشان در امتداد طیف افقی لیزر قرار نگیرد کاملا ایمن هستند ولی باید دانست که بشکل تصادفی امکان منعکس شدن این طیف در همه حال وجود دارد. رهنمودهای زیر ممکن است در کاهش خطراتن نقش زیادی داشته باشد ولی باید دانست که هنوز هم بسیاری از خطرات تنها بدلیل استفاده نکردن عینکهای محافظ است

در یک تنظیم نوری مهم، اطمینان از اینکه تمامی آینه ها، فیلترها، و عدسی ها کاملا در حالت عمودی قرار گرفته‌اند مشکل است. این حالت خصوصا زمانی که شرایط کار تغییر می‌کند اهمیت بیشتری میابد. انعکاسهای اتفاقی رو به بالا ممکن است توسط ساعت و یا جواهرات ایجاد شوند. حتی اگر استفاده از زیور آلات ممنوع باشد باز هم امکان انعکاس از وسایل و ابزار شخص که وارد محدودهٔ باریکهٔ نور شده‌اند مثلا توسط پیچ گوشتی امکانپذیر است. بایستی توجه داشت که معمولا انعکاس ها تا زمانی که منجر به آسیب نشده‌اند ناشناخته باقی میمانند.

زمانی که چیزی را از سطح زمین بلند میکنید با بستن پلک چشم نمیتوانید جلوی خطر لیزرهای چند واتی را بگیرید و بایستی از پوشش معمولا کدر چشمی استفاده کنید. این حالت خصوصا زمانی که لیزرها پرتوهای مادون قرمز باشند بیشتر موضوعیت دارد. بستن هر دو چشم در زمین زانو زدن می‌تواند بعنوان یک روش طبیعی برای محافظت از چشم برای کارگرانی که در محدوده کار می‌کنند مطرح باشد.

هیچکس نمیتواند بدون استفاده از محافظهای چشمی از تمامی خطرات ذکر شده جلوگیری کند. خصوصا که در برخی محیطهای کاری از پرتوهای نامرئی مادون قرمز استفاده می‌شود که هیچ نشانهٔ ظاهری هم ندارند. به این ترتیب کار کردن بدون عینک در چنین شرایطی مترادف با معاوظهٔ سلامتی با راحت طلبی است. عدم استفاده از عینک با اینکه معمول است ولی در هیچ قانون حرفه‌ای و مستدلی نگاشته نشده است. 

محافظ چشمی مناسب برای هر کسی که در اتاق هست الزامیست و نباید فقط برای کسی که مشغول کار است الزامی در نظر گرفته شود.مسیر پرتوهای با شدت بالا که معمولا تعدیل نمیشوند بایستی به لولهٔ سیاهی هدایت شوند. این موضوع در خصوص پرتوهای فرابنفش ضعیفتر هم بواسطهٔ احتمال سرطان پوست صدق می‌کند. زمانی که عمل تعدیل و میزان کردن بر روی پرتو لیزر انجام می‌شود این امکان که انرژی آن تا حد بی خطر کاهش یافته و سپس بطور ناگهانی به حد بسیار شدید برسد وجود دارد.

احتیاط خاصی بایستی در رابطه با وارد کردن و خارج کردن آینه ها در مسیر طیف پرتو انجام پذیرد. میزان کردن پرتو هم می‌تواند در جای خود خطرناک باشد چرا که ممکن است در این بین پرتو به تیرکهای فلزی محل تابیده و منعکس گردد. سبکهای بی احتیاط کار کردن ممکن است بواسطهٔ دلایل زیر ایجاد شده و یا تسریع گردد.

سخت بودن دسترسی به حفاظهای چشمی مناسب( خصوصا زمانی که کارگران با طول موجهای مختلف کار می‌کنند) ابزارهای محافظ بسیار ناراحت و آزار دهنده ارزیابی غیر منطقی خطرات قوانین ایمنی بسیار سختگیرانه که باعث تشویق کارگران به نقض کردن آنها می‌شودونداشتن دانش کلی در خصوص موضوعات مربوط به ایمنی.


کلمات کلیدی:
ارتقاء کیفیت با بکارگیری اصول هم کانونی
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ٢ بهمن ،۱۳۸٦  

ارتقاء کیفیت با بکارگیری اصول هم کانونی

وقتی روش مورد استفادهٔ ما روش میکروسکوپی لیزری هم کانون باشد روشی که برای توصیف تفکیک پذیری مورد استفاده قرار میگیرد بسادگی قابل مقایسه با دیگر روشهای اسکن همچون اسکن میکروسکوپی تونلی می‌باشد. این روش با اسکن نوک اتمی بر روی سطح هادی انجام می‌شود و همراه با تونلهای مجزاییست که هر جزء سطح را پایش می‌کند. اگر نوک اتمی کند شود، یعنی اگر شامل جند اتم شود کیفیت تصویر حاصله کاهش میابد.

 در روش Scm یک نمونه یفلورسانت توسط یک منبع نقطه‌ای لیزر مورد تابش قرار گرفته و کیفیت تصویر هر کدام از اجزا با شدت تابش فلورسانت حاصله متناسب خواهد بود. در اینجا اندازهٔ نوک اسکن کننده که برای کیفیت پایانی بسیار حیاتی است توسط حد انکسار سیستم نوری تعیین می‌گردد. این حالت موید این حقیقت است که تصویر منبع نقطه‌ای لیزر اسکن کننده یک نقطهٔ بی نهایت کوچک نیست بلکه از یک الگوی سه بعدی انکساری تبعیت می‌کند. اندازهٔ الگوی انکسار و اندازهٔ کانونی توسط اندازهٔ روزنهٔ عدسی های شیئی سیستم و طول موج لیزر مورد استفاده تعیین می‌گردد. این حالت را می‌توان بسادگی در حد تفکیک میکروسکوپهای نوری قدیمی مشاهده کرد که به اصطلاح به آن تابندگی گسترده می‌گویند. با اینهمه این مشکل با تکنیکهای تابندگی نور به اندازهٔ کوچکی که در هر زمان جداسازی می‌شود قابل بر طرف کردن است. با اینهمه این بسیار مهم است که حجم موثر نور تولیدی معمولا کمتر از حجم تابندگیست یعنی الگوی انکسار تولید نور قابل جداسازی دقیق تر و البته کوچکتر از الگوی انکسار تابندگیست. این به آن معناست که حد تفکیک میکروسکوپهای هم کانون نه تنها به احتمال تابندگی بستگی دارد بلکه به احتمال ایجاد فوتونهای قابل جداسازی نیز وابسته اند. بسته به خصوصیات فلوئورسانس رنگهای بکار رفته پیشرفتهای محدودی می‌تواند در کیفیت جانبی میکروسکوپهای سنتی بوجود آید. با اینهمه با استفاده از فرایند تولید نور با احتمال کمتر وقوع ایجاد اثرات ثانویه، با تمرکز بر نقطهٔ محدود با بالاترین کیفیت ممکن می‌توان به ارتقاء کیفیت جانبی به اندازه‌ای قابل توجه امید وار بود. متاسفانه احتمال تولید فوفتونهای قابل جداسازی اثر نامطلوبی بر نسبت سیگنال به خطا دارد. این مشکل را می‌توان بوسیلهٔ استفاده از فوتو دیتکتورهای بیشتر و یا با افزایش شدت منبع نقطه‌ای لیزر تابیده شده جبران کرد. افزایش شدت این خطرات باعث بی رنگ شدن و یا آسیب به نمونهٔ مورد نظر می‌شود خصوصا اگر آزمایشاتی برای مقایسهٔ درخشش فلورسانس مورد نیاز باشد.


کلمات کلیدی:
اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۱ بهمن ،۱۳۸٦  

اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون

اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون ابزاری مفید برای بازسازی سه بعدی و بدست آوردن تصاویر سه بعدی با کیفیت بالاست. خصوصیت کلیدی میکروسکوپی هم کانون توانایی آن در ایجاد تصاویر بدون کدورت از نمونه ها ی ضخیم در عمقهای مختلف است. اصول این نوع خاص از میکروسکوپی توسط ماروین مینسکی در سال1953 کامل شد اما هنوز سی سال دیگر زمان لازم بود تا لیزر بتواند بعنوان یک منبع نور نقطه‌ای برای میکروسکوپی هم کانون و بعنوان روشی استاندارد در اواخر دههٔ 1980 مورد استفاده قرار بگیرد.

در اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون یک پرتو لیزری از روزنهٔ منبع نوری گذشته و سپس توسط عدسی های شیئی به حجم کانونی کوچکی بر روی یک نمونهٔ فلورسانت متمرکز می‌شود. سپس مخلوطی از نور فلورسانت تابیده شده و لیزر بازتابیده شده از نقطهٔ مورد تابش قرار گرفته توسط عدسی های شیئی جمع آوری می‌شود. یک جدا کنندهٔ طیفی مخلوط نور را با گذر انتخابی نور لیزری و بازتاباندن نور فلورسانت به دستگاه جداساز از هم مجزا می‌کند. پس از گذر این نور، نور فلورسانت توسط یک وسیلهٔ جدا کنندهٔ نور( لولهٔ تشدید کنندهٔ نور و یا دیود بهمن نوری) باعث تغییر سیگنال نوری به یک سیگنال الکترونیکی شده که در مرحلهٔ بعد این سیگنال الکتریکی توسط رایانه قرائت می‌شود.

روزنهٔ جداساز از ورود نور به اصطلاح تنظیم نشده یعنی نور فلورسانسی که از سطح کانونی عدسی های شیئی منشاء گرفته ممانعت به عمل می‌‌آورد. پرتوهای نوری از زیرسطح کانونی قبل از رسیدن به جداساز متمرکز می‌گردند و بخش عمده‌ای از آنها بواسطهٔ متمرکز نبودن بر روزنهٔ جداساز حذف می‌گردند و بقیهٔ پرتو ها به جداساز میرسند. در این روش بخش خارج از کانون قسمت بالا و پایین به میزان زیادی کاهش میابد که نهایتا باعث تشکیل تصویری واضح تر نسبت به روش های میکروسکپی سنتی می‌گردد. نور جداسازی شده‌ای که از بخش نورانی نمونه منشاء گرفته در تصویر حاصله بشکل یک نقطه نمایش داده می‌شود. بنابراین تصویر نهایی ردیف به ردیف و نقطه به نقطه تشکیل می‌گردد و درخشش نهایی تصویر حاصله با شدت نور جداسازی شدهٔ فلورسانت مطابقت خواهد داشت. پرتو سرتاسر نمونه را بشکل صفحه‌های افقی و با استفاده از آینه‌های نوسانگر خود مهار شونده اسکن می‌کند. این روش اسکن( پویش) کردن معمولا امکان ایجاد واکنشهای نهفتهٔ کمتری دارد و با کم شدن سرعت آن نسبت قابل قبول تری از سیگنال به خطا را نتیجه می‌دهد و نهایتا تباین و کیفیت بالاتری نتیجه می‌دهد. اطلاعات لازم را می‌توان با صفحه‌های کانونی متعدد و با تغییر سطح میکروسکوپ به سمت بالا و پایین بدست آورد. رایانه می‌تواند یک تصویر سه بعدی از نمونه را بوسیلهٔ سری زدن تعداد زیادی از تصاویر دو بعدی متوالی ایجاد کند.

بعلاوه میکروسکوپی کانونی پیشرفت زیادی را در کیفیت نهایی و ظرفیت برش نوری سری مناسب فراهم کرده که این امر حتی در نمونه‌های زندهٔ با حداقل آماده سازی قابل مشاهده است. با توجه به اینکه این روش وابسته به فلورسانس است، نمونه ها معمولا بایستی با رنگهای فلورسانس رنگ آمیزی شوند. با اینحال بایستی توجه کرد که غلظت مواد خارجی به حدی کم باشد که بر روی ساز و کار طبیعی زیستی تاثیر منفی نگذارد. برخی ابزار ها حتی قادر به ردیابی یک ملکول خاص فلورسانس نیز میباشند. همچنین روشهای ترنس ژنیک می‌توانند ارگانیسمهایی را بوجود بیاورند که خودشان ملکول فلورسانس تولید کنند.(مثل پرونئینهای سبز فلورسانت).


کلمات کلیدی: