مکانیزم دفاع در مقابل تسلیحات هوشمند
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ٢٩ اسفند ،۱۳۸٦  

مکانیزم دفاع در مقابل تسلیحات هوشمند

                    ·                         محروم کردن دشمن از کاربری سیستم های هدایت سلاح در همه باندهای فرکانسی اعم از راداری، الکترو اپتیکی و مادون قرمز.  بدین ترتیب دشمن قابلیت قفل کردن توپها، موشکها و سلاحهای متمرکز کننده انرژی خود نظیر بمبهای الکترومغناطیسی را از روی سکوهای هوایی، دریایی و زمینی علیه  هواپیماهای طرف مقابل را از دست خواهد داد.

 

·                         محروم کردن دشمن از کاربری سیستم های هدایت سلاح در همه باندهای فرکانسی اعم از راداری، الکترو اپتیکی و مادون قرمز.  بدین ترتیب دشمن قابلیت قفل کردن توپها، موشکها و سلاحهای متمرکز کننده انرژی خود نظیر بمبهای الکترومغناطیسی را از روی سکوهای هوایی، دریایی و زمینی علیه  هواپیماهای طرف مقابل را از دست خواهد داد.

                    ·                         گیرنده های هشدار دهنده لیزری[1] در باند الکترواپتیکی کار کرده و برای کشف تابشهای منتشره از علامت گذارهای لیزری که در هواپیماها و یا در ایستگاههای زمینی کنترل آتش مستقر هستند، به کار گرفته می شوند.

                    ·                         ضد حمله های اپتوالکترونیکی دفاعی[2]

                    ·                         این ابزار در باندهای فرکانسی اپتیکی عمل می کنند.                          

   این ابزار عموماً از تکنیکهای منحرف کنندگی مسیر[3] علیه ردیابهای اپتوالکترونیکی به کار رفته در جستجوگر سلاحهای هدایت شونده لیزری یا سیستم های کنترل آتش به کار می روند.

                  ·  اختلال گرهای جهنده[4] ، اقلامی هستند که از یک هواپیما به بیرون جهیده می شوند تا سیستم تهدید گر را فریب دهند. مثل Chaff وFlareکه می توانند سنسورهای الکترومغناطیسی در باندهای راداری و اپتیکی را  ناکار‌‌آمد  نمایند.

                  ·   اختلال کننده فیوزهای مجاورتی، ابزارهایی می باشند که سیگنالهایی برای منفجر شدن پیش از موعد سرجنگی سلاحهای هوشمند ارسال می کنند. این ابزار عموماً  علیه مهمات با هدایت رادیویی یا حامل فیوز مجاورتی به کار می روند.

                    ·                        حفاظ فارادی[5] ، مکانیزمی است شبیه به اتاق آنتن که تجهیزات حساس راداری و الکترونیکی در آن قرار داده می شود وجهت مقابله با اثرات مخرب بمبهای الکترومغناطیسی EMP می باشد ]4[.

 

برداشت از کتاب لیزر و کاربرد آن در تسلیحات هوشمند

نوشته : رحمت ا.. امیر صوفی – عباس مجد آبادی  

 

 


کلمات کلیدی:
اولین همایش ملی مهندسی اپتیک و لیزر ایران
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ٢۸ اسفند ،۱۳۸٦  

اولین همایش ملی مهندسی اپتیک و لیزر ایران

 

 با سلام

نمی دونم درباره عنوان این پست چقدر اطلاع دارید. قابل توجه دانشجویلان، محققان و علاقه مندان به رشته مهندسی اپتیک و لیزر، اولین همایش ملی مهندسی اپتیک و لیزر ایران در آبان ماه 1386 در دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان برگزار می گردد. علاقه مندان می توانند برای کسب اطلاعات بیشتر با دبیرخانه این همایش تماس گرفته. (اطلاعات تماسی در پوستر قرار داده شده در زیر موجود است) .و یا از طریق وبلاگ های زیر در جریان آخرین اطلاعات این همایش قرار بگیرند.  همچنینی می توانند با استفاده از این وبلاگ ها سوالات خود را در این زمینه بپرسند. این سوالات در اولین فرصت پاسخ داده خواهد شد.

همچنین در این وبلاگ ها شما می توانید آخرین اخبار، مقلات و اطلاعات را در زمینه اپتیک و لیزر مشاهده نمائید. به نظر من حتما سر بزنید خوبه.

لطفا در صورتی که وبلاگ دارید، این وبلاگ ها در وبلاگ خود لینک کنید.

 

www.1laser-conference.blogfa.com

 

www.lasermaser.blogfa.com


کلمات کلیدی:
پوستر همایش
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٧ اسفند ،۱۳۸٦  
همایش ملی مهندسی ا÷تیک و لیزر
کلمات کلیدی:
کتابخانه کوچک دیجیتالی تسلیحات هوشمند
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز یکشنبه ٢٦ اسفند ،۱۳۸٦  

کتابخانه کوچک دیجیتالی تسلیحات هوشمند

    یکی از ابعاد و موارد استفاده از فنا وری اطلاعات ،  ایجاد کتابخانه های مجازی و دیجیتالی[1] در سطح شبکه‌های اینترنت و اینترانت دفاعی می‌باشد . بدین نحو که استفاده از قابلیت آرشیوی وب در این نوع کتابخانه ها باعث سهولت دسترسی به مستندات علمی پژوهشی می گردد و می تواند بعنوان یک روش میان بر در حصول به دستاوردهای تحقیقاتی و فن آوری پیشرفته دفاعی جهان راهگشا و کمک کار محققان و پژوهشگران گردد، هدف از ایجاد کتابخانه دیجیتالی مهمات هوشمند، تدوین و دسته بندی اطلاعات جمع آوری شده از منابع معتبر اینترنتی و نشریات الکترونیکی  در زمینه سیستم‌های دفاعی هوشمند می باشد تا پژوهشگران بتوانند به راحتی از این اطلاعات و لینک های مهم اینترنتی در حصول به دستاوردهای پژوهشی مورد نظر استفاده بنمایند .

 اهداف اساسی کتابخانه دیجیتالی تسلیحات هوشمند  عبارتند از :

         ·   آشنایی با فناوری  دفاعی فعلی جهان در زمینه تسلیحات هوشمند و چشم انداز آن در آینده

                ·       اطلاع رسانی جهت استحضار و آگاهی مسئولان و کارشناسان نظامی تحقیقات دفاعی

         ·   سهولت استفاده از منابع معتبر و غنی اینترنتی توسط کارشناسان تحقیقات دفاعی

        ·    در دسترس قرار دادن منابع اینترنتی به تفکیک موضوعی و به دو زبان لاتین و فارسی

در تدوین و تهیه اطلاعات جمع آوری شده از منابع اینترنتی سعی بر این است که با توجه به موضوع ، چکیده و خلاصه ای از مقاله یا لینک اینترنتی در ذیل آن آورده شود تا محققان و پژوهشگران با مطالعه آن بتوانند راحتی منابع خود را انتخاب و مورد بهره برداری قرار دهند. در انتها نیز مراجع فارسی و مراجع لاتین کتاب به تفکیک آورده شده است . امید است به حول و قوه الهی با اینکار گامی هر چند کوچک در آشنایی با مقوله تسلیحات هوشمند که به فرمایش مقام معظم رهبری از مهمترین مسائل تحقیقات دفاعی بوده و در درجه اول اهمیت قرار دارد، برداشته شده باشد.

منابع اینترنتی کتاب

1.   سیمای نبرد آینده و جایگاه سیستم های دفاعی هوشمند

1.      http://www.au.af.mil/au/awc/awcgate/awcgate.htm

   ایـن سـایت مختـص مـرکـز فناوری  و استـراتـژی کـالـج جنگهـای هـوایـی (awc)‌ مـی بـاشد که  حاوی اطلاعـات مهمـی در زمینـه علـوم و فناوری  دفــاعی نظیــر سـلاحـهای انــرژی متمــرکز[2] با تاکید بر سلاحهای HPM‌ و لیزری ، نقش لیزر در فضا و لیزر و دفاع موشکی می باشد.

برداشت از کتاب لیزر و کاربرد آن در تسلیحات هوشمند

نوشته : رحمت ا.. امیر صوفی – عباس مجد آبادی

 


کلمات کلیدی:
مقدمه ای بر لیزر
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز شنبه ٢٥ اسفند ،۱۳۸٦  

مقدمه ای بر لیزر

مقدمه

نور لیزر نوع کاملاً جدیدی از نور است؛ درخشان‌تر و شدیدتر از هرچه که در طبیعت یافت می‌شود. می‌توان نور لیزری آن‌چنان قوی تولید کرد که هر ماده‌ی شناخته شده‌ی روی زمین را در کسری از ثانیه بخار کند. می تواند سخترین فلزات را سوراخ کند یا به راحتی جسم سختی مثل الماس را سوراخ کند و از آن بگذرد.

برعکس، باریکه‌ی کم قدرت و فوق‌‌العاده دقیق انواع دیگر لیزر را می‌توان برای انجام دادن کارهای بسیار ظریف مثل جراحی روی چشم انسان به کار برد. نور لیزر را می‌توان خیلی دقیق کنترل کرد و به صورت باریکه‌ی مداومی به نام موج پیوسته یا انفجارهای سریعی به نام پالس درآورد.

اگرچه اصول بنیادی لیزر از 40 سال پیش شناخته شده بود، نمایش اولین لیزر، دریچه‌‌ای را به طرف یکی از هیجان انگیزترین و پردامنه‌ترین پیشرفت های تکنولوژی قرن بیستم گشود. در ظرف چند سال پس از نمایش اولین لیزر، انواع بسیار گوناگونی از لیزرها به صورت ابزارهای عملی به صور گوناگون به کار گرفته شدند. لیزرها در تکنولوژی انقلابی جدید پدید آورده‌اند و تأ ثیر آن‌ها بر زندگی ما در آینده نیز ادامه خواهد داشت.

امروزه گستره‌‌ی وسیعی از لیزرها در همه جا به کار گرفته شده‌اند. فروشگاه‌های بزرگ و بسیاری از انبارهای بزرگ خورده‌فروشی برای جستجوی خود‌به‌خود، ثبت قیمت‌‌ها و صورت‌برداری از اقلام خریداری شده، در قسمت حساب کننده از لیزر بهره می‌گیرند. در دستگاه‌‌های ویدئویی از نور لیزر برای خواندن دیسک‌های ویدئویی و ایجاد تصویر متحرک همراه با صدا استفاده می‌کنند. مقدار زیادی اطلاعات را روی دیسک‌‌های لیزری ثبت می‌کنند تا بعداً روی صفحه‌ی کامپیوتر خوانده شوند یا توسط چاپگرهای لیزری به شکل نسخه‌ی سخت روی کاغذ چاپ شوند.

در پزشکی نور لیزر به عنوان نوع جدیدی چاقوی جراحی بدون خونریزی استفاده می‌شوند و وقتی که نسجی مثل قسمت معیوب کیسه‌ی صفرا در خلال جراحی برداشته می‌شود، رگ‌های خونی بسته می‌‌شوند. کارهای دندانپزشکی با لیزر درد کمتری دارند و برای روکش و پل دندان از لیزرها استفاده می‌شود.

در صنعت از لیزرها برای عملیات گرمایی فلزات، جوش دادن قسمت‌ها به یکدیگر و وسایل هم‌ترازی دقیق استفاده می‌شود. لیزرها را برای اندازه‌گیری دقیق فاصله‌های خیلی بزرگ و نیز فاصله‌های خیلی کوچک به کار می‌برند. افزون بر این‌ها لیزرها را همراه با تارهای نوری، برای انتقال بهتر داده‌ها و بهبود ارتباط تلفنی به کار می‌گیرند. لیزرها در حال تغییر دادن نحوه‌ی پژوهش دانشمندان هستند. لیزرها می‌توانند چشمه‌ی جدیدی از قدرت الکتریکی بیافرینند، مشابه فرایندی که در خورشید برای تولید انرژی به وجود می‌‌آید.

 

لیزر

لیزر مخفف عبارت Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation می‌‌باشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است .لیزر وسیله‌ای برای تبدیل نور معمولی به پرتوی باریک و متراکم است. دستگاه لیزر یک جریان الکتریکی را از ماده‌ای که می‌‌تواند جامد, مایع یا گاز باشد عبور می‌‌دهد. بعضی از اتم های ماده انرژی جذب می‌‌کنند و کوانتوم ساطع می‌‌کنند. این امر موجب می‌‌شود که اتم های دیگر نیز کوانتوم ساتع کنند. این کوانتوم ها (بسته‌های تشعشع) بین آینه هایی به عقب و جلو منعکس می‌‌شوند و نهایتاً به صورت نوری با یک طول موج واحد شلیک می‌‌شوند. اولین لیزر جهان توسط « تئودور مایمن » اختراع گردید که در آن از یاقوت استفاده شده بود. . پس از دو سال آقای علی جوان دانشمند ایرانی برای نخستین بار لیزر گازی هلیوم- نئون (He-Ne) را ساخت.

نوع سوم و چهارم لیزرها که لیزرهای مایع و نیمه رسانا بودند اختراع شدند. در سال ۱۹۶۷ فرانسویان توسط اشعه ی لیزرِ ایستگاههایِ زمینیشان, دو ماهواره ی خود را در فضا تعقیب کردند, بدین ترتیب لیزر بسیار کار بردی به نظر آمد. نوری که توسط لیزر در یک سو گسیل می‌‌گردد بسیار پر انرژی و درخشنده است و قدرت نفوذ بالایی نیز دارد به طوری که در الماس فرو می‌‌رود.امروزه استفاده از لیزر در صنعت به عنوان جوش آورنده ی فلزات و چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسیار متداول است.

 

ساختار لیزر

یک سیستم لیزری عموما از سه بخش عمده تشکیل شده است:

1- پمپ انرژی یا چشمه ی انرژی: که ممکن است این پمپ اپتیکی یا شیمیایی و یا حتی یک لیزر دیگر باشد.

 - 2ماده ی پایه و فعال: که نام گذاری لیزر بواسطه ی ماده ی فعال صورت می‌‌گیرد.

3 - مشدّد کننده ی اپتیکی: که شامل دو آینه ی بازتابنده ی کلی و جزئی می‌‌باشد.

یک منبع پمپی قسمتی است که انرژی لازم را برای سیستم لیزری فرآهم می‌کند. نمونه هایی از منابع پمپی شامل تخلیه کننده‌های الکتریکی، لامپهای درخشنده، لامپهای جرقه ای، نور لیزرهای دیگر، واکنشهای شیمیایی و حتی وسایل انفجاری میباشند. نوع منبع پمپ مورد استفاده اصولا بستگی به بستر تشدید کننده دارد و این بستر است که عموما تعیین می‌کند چه میزان انرژی بایستی به بستر منتقل شود. یک لیزر هلیوم- نئونی در مخلوط گاز هلیوم - نئون از تخلیهٔ الکتریکی استفاده می‌کند و لیزر یاقوتی از نوری که از لامپ درخشندهٔ زنونی ساطع شده متمرکز می‌شود و در آخر لیزرهای اگزایمر از یک واکنش شیمیایی استفاده می‌کنند.

بستر تشدید کننده عامل اصلی تعیین کنندهٔ طول موج در هنگام استفاده و خصوصیات دیگر لیزر می‌باشد. اگر نگوییم هزاران بستر مختلف، قطعا صدها بستر تشدید ساز مختلف وجود دارد که در آن کارایی مورد نظر بدست میآید. بستر تشدید کننده توسط یک منبع پمپ انرژی تحریک شده تا فراوانی معکوسی تولید کند و در ادامه بستر تشدید کننده بتواند انتشار خود به خود و تحریک شده‌ای از فوتونها را ایجاد کند که نهایتا باعث عمل تشدید نوری و یا ارتقاء نوری می‌شود.

نمونه هایی از بسترهای مختلف تشدید کننده شامل موارد زیر هستند:

مایعات مثل لیزرهای رنگی.

این مایعات عموما حلالهای شیمیایی آلی هستند. مواردی همچون متانول، اتانول، یا اتیل گلیکول که رنگهایی شیمیایی همچون کومارین یا رودامین و فلوئورسین به آنها افزوده می‌گردد. ساختار شیمیایی واقعی ملکولهای رنگ تعیین کنندهٔ طول موج بدست آمده از لیزرهای نوریست.

گازها

مثل دی اکسید کربن، آرگون، کریپتون و مخلوطی از هلیوم و نئون. این لیزرها اغلب از تخلیهٔ الکتریکی برای پمپ کردن استفاده می‌کنند.

جامدات

مثل کریستال ها یا شیشه ها. مواد جامد بکار گرفته شده معمولا با یک ناخالصی خاص مثل کروم، نئودیمیوم، اربیوم، یا یونها تیتانیوم ترکیب می‌گردند. مواد جامد بکار گرفته شده عموما یاقوتYAG، YLF، و یا یاقوت کبود و شیشه‌های سیلیکونی هستند. نمونه هایی از بسترهای لیزری جامد شامل Nd:YAG, Ti:sapphire,Cr:sapphire, Cr:LiSAF (chromium-doped lithium strontiumaluminium fluoride), Er:YLF and Nd:glass میباشند.

لیزرهای جامد عموما توسط لامپهای درخشان و یا نور لیزرهای دیگر پمپ میشوند. نیمه هادی ها، نوعی از جامدات هستند که در آنها حرکت الکترونها بین ماده با سطوح مختلف ناخالص ساز ها می‌تواند منجر به ایجاد عملکرد لیزر شود. لیزرهای نیمه هادی عموما بسیار کوچک هستند و می‌توانند با یک جریان سادهٔ الکتریکی پمپ شوند که این خصوصیت آنها، باعث ایجاد توانایی طراحی و ساخت ابزارهایی فراوان و همه جا در دسترسی همچون دستگاههای نمایش سی دی شده است.

تشدید کننده‌های نوری و یا حفره‌های نوری در ساده‌ترین شکل خود دو آینهٔ موازی هستند که در اطراف بستر تشدید کننده قرار میگیرند. نور ساطع شده از بستر توسط انتشار خود به خود تولید شده و توسط آینه هایی که آنرا به بستر باز می‌گردانند بازتابیده می‌شود. در اینجاست که این پرتو می‌تواند بازتابیده و یا تشدید شود. نور ممکن است از آینه ها بازتابیده شده و یا از بستر تشدید کننده بگذرد که در این حالت صدها بار بیشتر از زمانی که در حفره نوری بود می‌باشد. در لیزرهای پیچیده تر، تنظیم توسط 4 و یا تعداد بیشتری آینه باعث ایجاد حفره‌های مورد نظر می‌شود. طراحی و تنظیم آینه ها با توجه به بستر برای تعیین طول موج مورد نیاز و دیگر خصوصیات سیستم لیزری انجام میگیرد.

دیگر ابزارهای نوری همچون آینه‌های گردان، تعدیل کننده ها، فیلتر ها و جاذب ها ممکن است در تشدید کنندهٔ نوری لحاظ شوند تا بتوانند اثرات مختلف و کاملا اختصاصی ای بر روی تولید امواج نور لیزری بگذارند.

جنس امواج نور امواج نور از نوع امواج الکترومغناطیسی هستند که برای انتشار احتیاجی به محیط مادی ندارند. یک موج الکترومغناطیسی ترکیبی از دو میدان عمود بر همِ الکتریکی و مغناطیسی است .

خواص امواج الکترومغناطیسی نور:

1-  نور در خلأ دارای سرعت ثابتِ 300000 (سیصد هزار) کیلومتر برساعت (بالاترین سرعت) است.

2- نورهای مختلف دارای طول موج های مختلف و شدت نور متفاوت هستند.

3- سرعت نور در محیط های شفافِ مختلف تغییر می‌‌کند.

سیر تحول و رشد

با پیشرفت روزافزون مکانیک کوانتومی و جنبه‌های ذره‌ای نور و تولید آینه‌هایی با توان بالا دانشمندان لیزرهایی را با توان خروجی بهتر(لیزرهای توان بالا) و همدوسی بالاتر ساخته شدند.

سازوکار لیزر

نخست لازم است تا به محیط فعال لیزری به نحوی انرژی داده شود. به این عمل پمپاژ لیزر می‌گویند. عمل پمپاژ به روشهای گوناگونی صورت می‌گیرد که می‌توان به پمپاژ نوری، پمپاژ الکتریکی، پمپاژ توسط لیزرهای دیگر (پمپاژ لیزری)و جز اینها نام برد.

گونه‌های لیزر

لیزرها را براساس مواد لیزرزا به چند گروه زیر بخش بندی می‌کنند : لیزرهای جامد، لیزرهای گازی، لیزرهای مایع یا رزینه، لیزرهای الکترون آزاد و لیزرهای نیمه رسانا.

لیزرها را بر پایه خروجی آنها به دو دسته لیزرهای تپی و لیزرهای پیوسته کار تقسیم بندی می‌کنند. غالبا لیزرهای توان بالا را از نوع تپی (پالسی) میسازند.

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 1mW 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 1-5mW 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 5-500mW 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 500mW و یا توانایی تولی 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.

 

کاربردهای لیزر

1. کاربرد لیزر در پزشکی : چاقوی لیزری، مته لیزری و

2. کاربرد لیزر در صنعت : جوشکاری لیزری، برشهای لیزری، برش الماس، مسافت یاب لیزری و ..

3. کاربردهای نظامی : ردیاب لیزری، تفنگ لیزری و

 

منبع


کلمات کلیدی:
عکس از سلاح های لیزری
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز جمعه ٢٤ اسفند ،۱۳۸٦  

عکس از سلاح های لیزری

با سلام

بعد از چند پست مطلب در مورد لیزرهای نظامی لازم دونستم تا چند عکس زیبا از این سلاح هی مخرب را در وبلاگ قرار بدم. امیدوارم که از این عکس ها خوشتان بیاید.

 

سلاح لیزری

 

موشک لیزری

 

سلاح لیزری

 

لیزر

 

بوئینگ لیزر

 


کلمات کلیدی:
مهمات‌ هدایت‌ شونده‌ لیزری‌
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ٢۳ اسفند ،۱۳۸٦  

مهمات‌ هدایت‌ شونده‌ لیزری‌ 

اینگونه‌ مهمات‌ یا بصورت‌ بمب‌ و یا بصورت‌ گلوله‌ می‌باشند که‌ از گلوله‌های‌ این‌ نوع‌ می‌توان‌ به‌ گلوله‌ کراسنوپل‌ روسی‌ یاگلوله‌ کاپرهد آمریکایی‌ اشاره‌ کرد لیکن در مورد بمب‌ها، اصولا با قرارداد یک‌ کیت‌ هدایت‌ و نصب‌ یک‌ جستجوگر لیزری‌ بر روی‌بمب‌های‌ همه‌ منظوره، می‌توان آنها را به‌ بمب‌های‌ هدایت‌ شونده‌ لیزری‌ تبدیل‌ نمود. که‌ کیت‌ هدایت‌ یک‌ پردازشگرمحاسباتی‌ است‌ که‌ عمل‌ هدایت‌ و تولید فرامین‌ کنترلی‌ را انجام‌ می‌دهد.

در مهمات‌ هدایت‌ شونده‌ لیزری‌ اعم‌ از بمب‌ یا گلوله‌، یک‌ سیستم‌ هدایت‌ نیمه‌ فعال‌ داخلی‌ با آشکار نمودن‌ انرژی‌ لیزر،پرتابه‌ را به‌ سمت‌ هدفی‌ که‌ توسط یک‌ منبع‌ مولد لیزر خارجی‌ موسوم‌ به‌ دزیگنیتور مورد تابش‌ لیزری‌ قرار گرفته‌، هدایت‌ می‌کند.این‌ دزیگنیتور یا علامتگذار لیزری‌ هدف‌ را می‌توان‌ در داخل‌ هواپیمای‌ رها کننده‌ بمب‌، یا یک‌ هواپیمای‌ دیگر یا در ایستگاه‌ دیده‌ بانی‌زمینی‌ قرار دارد.

مسیر پرواز پرتابه‌های‌ لیزری‌ به‌ سه‌ بخش‌ اصلی‌ تقسیم‌ می‌شود که‌ عبارتند از:

الف‌) بخش‌ بالتسیک: در این‌ بخش‌، مسیر حرکت‌ پرتابه‌ بدون‌ هدایت‌ می‌باشد.

ب‌) بخش‌ گذرا: پرتابه‌ در خلال‌ این‌ مسیر، بردار سرعتش‌ را با بردار به‌ سمت‌ هدف‌ هماهنگ‌ می‌نماید.

ج) بخش‌ هدایت‌ پایانی‌: پرتابه‌ در این‌ بخش‌ توسط جستجوگر لیزری‌ واقع‌ در دماغه‌ خود، انعکاس‌ لیزر تابشی‌ به‌ هدف‌ راحس‌ می‌کند و به‌ سوی‌ آن‌ هدایت‌ می‌گردد.

گیرنده‌ پرتابه‌ لیزری‌ برای‌ استخراج‌ سیگنالهای‌ وضعیت‌ هدف‌، از یک‌ رشته‌ فتودیود چهارتایی به عنوان‌ سنسوراستفاده‌ می‌نماید. این‌ سیگنال‌ها در نهایت‌ باعث‌ حرکت‌ سطوح‌ کنترلی‌ پرتابه‌ در راستای‌ هدایت‌ به‌ سمت‌ هدف‌ می‌گردند. یکی‌از نکات‌ حائز اهمیت‌ درپرتاب‌ اولیه‌ این‌ نوع‌ مهمات‌ صحیح‌ بودن‌ زاویه‌ پرتاب‌ است‌ بطوریکه‌ در یخش‌ هدایت‌ پایانی‌، مهمات‌در داخل‌ چشمه‌ لیزری‌ بوجود آمده‌ توسط علامت‌ گذار لیزری‌ قرار‌گیرد. در ضمن‌ برای‌ پرهیز از فریب‌ لیزری‌ توسط دشمن‌،در علامت‌ گذار لیزری‌ هدف‌ و جستجوگرروی‌ دماغه‌ پرتابه از یک‌ سیستم‌ کد کننده‌ پالسی مشترک‌ برای‌ هماهنگ‌ شدن‌ با یکدیگراستفاده‌ می‌نمایند.

 

 بمب هدایت شونده لیزری

شکل 1- بمب هدایت شونده لیزری GBU-28

با تنظیم‌ کد مورد نظر در علامت‌ گذار و جستجوگر، پرتابه‌ می‌تواند هدف‌ روشن‌ شده‌ توسط علامت‌ گذار را ردیاب‌ و تعقیب‌نماید. کد کننده‌ پالسی‌ بر اساس‌ فرکانس‌ تکرار پالس‌(PRF ) می باشد. این سیستم از ارقام 1 الی 8 استفاده می نماید و کدهای ایجادی  بطور مستقیم با فرکانس‌ تکرارکننده‌ پالس‌ مورد نظر مرتبط می‌شوند. بر حسب‌تجهیرات‌ به‌ کار رفته‌، کدهای‌ فوق‌ می‌تواند سه‌ یا چهار رقمی‌ باشند. این‌ روش‌ هنگامی‌ بکار برده‌ می‌شود که‌ چندین‌ هدف‌ با اولویت‌ بالا وجود داشته‌ باشند. البته‌ مهمات‌ هدایت‌ شونده‌ لیزری‌ یک‌ راه‌ حل‌ کلی‌ برای‌ به‌کارگیری در میادین‌ نبرد نمی‌باشند، لیکن‌ دارای‌ مزایای‌ برجسته‌ای‌ نظیر دقت‌ بالای‌ اصابت‌ به‌ هدف‌، مصون‌ بودن‌ از جنگ‌ الکترونیک‌ و ایجاد حاشیه ‌امنیت‌ بیشتر می‌ باشند.در اینگونه‌ مهارت‌ فردی‌ اپراتور علامت‌ گذار حائز اهمیت‌ می‌باشد زیرا اگر علامت‌ گذار زودتر ازموعد مناسب‌ به‌ هدف‌، لیزر بتاباند و اصطلاحا آن‌ را روشن‌ نماید، ممکن‌ است‌ بعلت‌ محدودیت‌ منبع‌ تغذیه‌ و نیزوجود پراکندگی‌ های مختلف‌،چشمه‌ لیزری‌ ایجاد شده‌ تضعیف‌ و باعث‌ اختلال‌ در ردیابی‌ مهمات‌ و عدم‌ اصابت‌ آن‌ به‌ هدف‌ گردد. در ضمن‌ با توجه‌ به‌ محدودیتهای‌ فوق‌ و نیز پرهیز از آشکار شدن‌ توسط دشمن‌ بایستی‌ عمل‌ تابش‌ لیزری‌ روی هدف در حداقل زمان ممکن صورت پذیرد.علاوه بر این مهمات لیزری در مقابل‌ برخی‌ از عوامل‌ محیطی‌ و جوی‌ نیزاختلال‌پذیر می‌باشند بطور مثال‌ دود، گرد و غبار و آوار می‌تواند باعث‌ کاهش‌ کارآیی‌ این‌ نوع‌ مهمات‌ گردند، زیرا پراکندگی‌های‌ متعکسه‌ از نور لیزرکه‌ ناشی‌ از ذرات‌ دود هستند، می‌توانند باعث‌ ایجاد اهداف‌ کاذب‌ و دروغین‌ گردند. باران ، برف ،مه و ابرهای پایین نیز عملکرد مهمات لیزری را کاهش داده و با تاثیرگذاری  نامطلوب‌ بر روی‌ خط دید، ممکن‌ است‌ باعث‌ محدودیت‌ و عدم‌ عملکرد مناسب‌ و به‌ موقع‌ علامت‌ گذار لیزری‌ هدف‌ گردند. نسل‌های‌ مختلفی‌ از بمبهای‌ لیزری‌ از ابتدای اختراع‌ آنها تا بحال‌ بوجود آمده‌ است‌ که‌ در هر نسل‌ سعی‌ شده‌ تا نقاط ضعف‌ نسل‌ قبلی‌ مرتفع‌ گردد ومکانیزم‌ هدایت‌ و ردیابی‌ آن‌ بهبود یابد و به‌ طور مثال‌ در نسل‌ اول‌ بمب‌های‌ لیزری‌ از باله‌های‌ ثابت‌ استفاده‌ شد لیکن‌ در نسل‌دوم‌ از باله‌های‌ متحرک‌ با قابلیت‌ جمع‌ شوندگی‌ استفاده‌ گردید و در نسل‌ اخیر یا نسل‌  سوم‌، مکانیزم‌ هدایت‌ به‌ نحوی‌ بهبود یافت‌که‌ بتوان‌ از بمب‌ در ارتفاعات‌ کم‌ و سقف‌ پروازهای‌ پایین‌ و با حاشیه‌ امنیت‌ بالا استفاده‌ نمود]4[.

 

برداشت از کتاب لیزر و کاربرد آن در تسلیحات هوشمند

نوشته : رحمت ا.. امیر صوفی – عباس مجد آبادی

منبع : www.lasermaser.blogfa.com


کلمات کلیدی:
روشی ساده برای ساخت مواد فوتونیک
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ٢٢ اسفند ،۱۳۸٦  

روشی ساده برای ساخت مواد فوتونیک

 

تهران-خبرگزاری ایسکانیوز: دانشمندان چینی روش سادهای برای ساخت ساختارهای بلورین خیلی منظم از یک پلیمر مخلوط پیدا کردند که روش جدید میتواند به ساخت ارزان‌تر مواد فوتونیک مورد استفاده در لیزر و پوشش‌های نامرئی منجر شود.

به گزارش روز پنجشنبه باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران "ایسکانیوز" محققان دانشگاه فودان چین از یک فرایند پلیمر شدن دومرحلهای استفاده کردندکه خیلی سادهتر از روش‌های لیتوگرافی مورد استفاده در ساخت بلورهای فتونیک امروزی است.

آنها دانههای پلیمری به اندازه μ 1 را به محلولی حاوی کوپلیمر سهجزئی ـ‌که به تشکیل بلورهای مکعب مرکز پر(FCC) کمک میکند ، اضافه کردند.

هنگامی که مجموعه دانههای ریز جمع‌شده تا 90 درجه سانتی‌گراد گرم شدند، به شکل ذرات دوازده وجهی لوزی‌شکل و در قالب یک شبکه متراکم و منظم درآمدند که دارای خواص فتونیک است.

مواد فوتونیک به‌دلیل داشتن مناطق متناوبی که ثابت دیالکتریک آنها، به‌ترتیب بالا و پایین است جریان نوری را که از میان آنها حرکت میکند، تغییر میدهند. یک نمونه دیده‌شده در طبیعت، عقیق است که تغییر رنگ آن به‌دلیل ساختار نانویی آن است، نه باندهای جذبی که در بیشتر جواهرات وجود دارند.

Dongyuan Zhao، استاد دانشگاه فودان و نویسنده مقاله، گفت: این ذرات پلیهیدرال به‌طور اتفاقی کشف شدند.

در اصل ما قصد داشتیم با استفاده از میکروکرههای پلیمری و یک کوپلیمر سهجزئی به‌عنوان قالب، کربن متخلخل ماکرو/ مزو بسازیم. ولی با تعجب دریافتیم که ساختاری متشکل از ذرات پلیهیدرال منظم به جای نوع کروی تشکیل شده‌است

منبع


کلمات کلیدی:
شکل‌دهی نوک میکروسکوپ روبشی پیمایشی با استفاده از لیزر
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ٢۱ اسفند ،۱۳۸٦  

شکل‌دهی نوک میکروسکوپ روبشی پیمایشی با استفاده از لیزر

 

تهران-خبرگزاری ایسکانیوز: میکروسکوپ روبشی پیمایشی (SPM) ابزاری انعطاف‌پذیر برای دستکاری ذرات در مقیاس نانو است که با استفاده از لیزر میتوان نوک آن را شکل دهی کرد.

به گزارش روز چهارشنبه باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران "ایسکانیوز" به نقل از سایت خبری نانو، میکروسکوپ روبشی پیمایشی (SPM) ابزاری انعطاف‌پذیر برای دستکاری ذرات می‌توان نوک SPM را تغییر داده و بدین ترتیب جزئیات بیشتری از سطح را مشاهده کرد، اما برای گرفتن بهترین نتیجه، انتخاب یک نوک با شکل مناسب بسیار مهم است.

برت هچت از گروه نانواُپتیک و فتونیک زیستی دانشگاه Wurzburg گفت: اگر می‌خواهید به طور دقیق روبشگر تغییریافته را روی سطح قرار دهید، وجود یک سطح صاف بر روی نوک تقریباً الزامی است.

برنامه ما این است که آنتن‌هایی روی سطح نوک میکروسکوپ بسازیم که تابش برخوردی را جهت استفاده در طیف‌سنجی نوری مستقیم در منطقه‌ای به اندازه حدود 10 نانومتر محدود کنند.

ایده‌ال این است که سطح صاف‌شده نوک میکروسکوپ به صورت موازی با نمونه حرکت کرده و تنظیم وضعیت نمونه با روبشگر در ساده‌ترین حالت ممکن صورت پذیرد. در حالت واقعی، شکل پایه هر نوع میکروسکوپ SPM متفاوت از میکروسکوپ‌های دیگر است؛ این امر باعث می‌شود ارائه یک نوک مسطحی که موازی تمام سیستم‌ها باشد، دشوار باشد.

هچت و همکارانش این مشکل را از طریق شکل‌دهی نوک میکروسکوپ به صورت «درجا» حل کرده‌اند؛ در این حالت سطح صاف نوک میکروسکوپ بسته به نوع SPM ایجاد می‌شود.روش آنها شامل روبش نوک میکروسکوپ روی نقطه تمرکز یک منفذ عددی است که توسط یک لیزر تیتانیوم:یاقوت روشن می‌شود.

این سیستم لیزری پالس‌های نزدیک مادون قرمزی با طول 100 فمتوثانیه و با فرکانس تکرار 80 مگاهرتز تولید می‌کند.

برای صاف کردن نوک، روبشگر در تماس با یک نمونه شفاف (همانند روکش یک میکروسکوپ شیشه‌ای) قرار گرفته و در نقطه تمرکز به مدت 1 تا 2 ساعت روبش می‌شود. با ذوب و کنده شدن نوک، یک سطح صاف با میزان موفقیت کلی 50 درصد ایجاد می‌شود.

محققان دریافته‌اند که روبش نوک در یک محدوده نسبتاً بزرگ (10 تا 20 میکرومتر) نقش مهمی در فرایند صاف‌سازی ایفا می‌کند. پائولو بیاجیانی نویسنده اصلی مقاله مربوط به این تحقیق توضیح می‌دهد که اندازه بزرگ روبش به نوک میکروسکوپ امکان حرکت را به داخل و بیرون منطقه تمرکز لیزر می‌دهد.

این امر باعث گرم شدن و خنک شدن مداوم نوک می‌شود که ظاهراً در شکل‌گیری مجدد آن بسیار مهم است.این محققان نتایج کار خود را در Review of Scientific Instruments ارائه داده‌اند.

منبع


کلمات کلیدی:
موفقیت دانشمند ایرانی و همکارانش در توسعه نسل جدید لیزرها
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٠ اسفند ،۱۳۸٦  

موفقیت دانشمند ایرانی و همکارانش در توسعه نسل جدید لیزرها

 

دکتر منیژه رازقی، محقق و سرپرست تیم تحقیقاتی دانشگاه «نورت وسترن» موفق به ساخت قوی ترین لیزر نیمه رسانا در جهان موسوم به لیزر کوانتوم آبشاری(Quantum Cascade Laser) شده است که به لحاظ قدرت و کارایی رکورد لیزرهای قبلی را شکسته است.

این استاد و محقق ایرانی که سرپرستی تیم تحقیقاتی در این پروژه را در مرکز ابزار کوانتومی (CQD)در دانشگاه «نورت وسترن» آمریکا بر عهده داشته است همچنین توانسته کارایی و نفوذ دو شاخه توکار لیزر یعنی توانایی تغییر انرژی الکتریکی به نور را در این لیزر افزایش دهد.

دکتر رازقی در این زمینه گفت: این لیزرهای منفرد که ۳۰۰ تای آنها به راحتی روی یک سکه کوچک جای می‌گیرند، در طول موجهای ۵/۴ میکرون منتشر می‌شوند، می‌توانند بیش از ۷۰۰ میلی وات انرژی خروجی پیوسته در دمای معمولی اتاق و بیش از یک وات انرژی خروجی در دماهای پایین‌تر تولید کنند.

به گفته وی، لیزرهای مزبور همچنین در تبدیل الکتریسته به نور بی نهایت کارآمد و مؤثر هستند.

پروفسور منیژه رازقی، تحصیلات خود را در رشته فیزیک تا اخذ مدرک دکتری در دانشگاه پاریس (۱۹۸۰) سپری کرده و بین سال‌های ۱۹۸۱ تا ۱۹۸۵ دانشمند محقق ارشد در پروژه تامسون CSF در ارسی فرانسه فعالیت داشته و در سال ۱۹۹۱ ریاست آزمایشگاه مواد اکتشافی را عهده‌دار شده است.

دکتر رازقی که یکی از دانشمندان برجسته در رشته علوم و فن‌آوری نیمه رساناها است، از پیشگامان توسعه و اجرای تکنیکهای مدرن و مهم همسو محوری از قبیل MOMBE, GASMBE, MBE, VPE,MOCVD برای رشد درجه کامل ترکیبی نیمه رساناهای ترکیبی III-V ، هتروساختارها و دیوارهای کوانتومی است.

وی کتابی با عنوان چالش MOCVD نوشته است که این کتاب یک اثر پیشگام در زمینه سیستم بر اساس InP-GaInA SP و سیستم GaAs-GaInA SP است.

دکتر رازقی در سال ۱۹۸۷ جایزه علوم فن‌آوری اروپا IBM را کسب کرد.

در سال ۱۹۹۵ موفق به اخذ جایزه از انجمن مهندسان زن شد و در سال ۱۹۹۸ جایزه بهترین مقاله را از سمپوزیوم اتوالکترونیک وست فوتونیک ۹۸ دریافت کرد.

وی نویسنده ۵ کتاب و ۱۵ فصل کتاب است.

این پژوهشگر ایرانی همچنین نویسنده یا دستیار نویسنده بیش از یک‌هزار مقاله بوده و برای شرکت در بیش از ۳۰۰ سخنرانی دعوت شده است.

منیژه رازقی که ۵۰ اختراع را نیز به ثبت رسانده است از پاییز سال ۱۹۹۱ به هیات اساتید دانشگاه نورت وسترن ملحق شده است.

وی همچنین به عنوان رییس مرکز جدید ابزار کوانتوم در این دانشگاه معرفی فعالیت دارد.

رازقی تاکنون ریاست چندین کنفرانس بین‌المللی را نیز در زمینه مفاهیم فیزیک ماده برای کاربردهای ابزار نوری الکترونیکی برعهده داشته است.

 

منبع


کلمات کلیدی:
 
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز یکشنبه ۱٩ اسفند ،۱۳۸٦  

لیست کتاب هایی که من تا به  حال آنها را جمع اری و دسته بندی کرده ام :

اگر کسی از دوستان علاقه مند به تهیه یکی یا بخشی از این کتاب ها است. می تاند با من تماس بگیرد :

amin_abtahi5250@yahoo.com

lASER BOOK

  1. LASER CLADDING
  2. Ultraviolet Spectroscopy and UV Lasers
  3. Laser Medicine and Biomedical Imaging
  4. Handbook of Optical and Laser Scanning
  5. High Power Diode Lasers
  6. HIGH POWER ULTRAFAST LASER DESIGN
  7. Holograms_and_Holography_Design,Techniques Applications,& Commercial
  8. Laser Shock Peening-Performance and Process Simulations
  9. Laser Ablation & Its Applications *
  10. Laser Physics and Applications vol 1 part 1
  11. Laser Physics and Applications vol 1 part 2
  12. laser surgery
  13. laser_capture_microdissection
  14. OPTICAL SCANNING HOLOGRAPHY WITH MATLAB
  15. Bose–Einstein Condensation in Dilute Gases
  16. THE HISTORY OF THE LASER
  17. Understanding Cosmetic Laser Surgery
  18. EXIMER Lasers
  19. Handbook of Laser Material Processing
  20. laser beam shaping theory and techneques
  21. Laser Remote Sensing -  Fundamentals and Applications
  22. laser speckle and Related Phenomena *
  23. Laser Material  Processing
  24. semiconductor_laser_fundamentals *
  25. Handbook of Laser Technology and Applications  Volume I: Principles
  26. Handbook of Laser Technology and Applications Volume II: Laser Design and Laser Systems
  27. Handbook of Laser Technology and Applications Volume III: Applications
  28. Laser Resonators and Beam Propagation
  29. 3D Laser Microfabrication
  30. Advances in semiconductor lasers and applications to  optoelecteronic  *
  31. Bose-Einstein Condensates and Atom Lasers
  32. Distributed Feedback Laser Diodes and Optical Tunable Filters
  33. Fundamentals of semiconductor lasers
  34. Handbook of Lasers vol 1
  35. Hanbook of Lasers vol 1
  36. PRINCIPLES OF LASERS AND OPTICS
  37. HIGH ENERGY LASER WEAPON SYSTEMS APPLICATIONS
  38. Industrial Lasers and their Applications
  39. INTRODUCTION TO LASER TECHNOLOGY *
  40. laser applecation in surfacescience and tecnology *
  41. LASER SAFETY MANUAL Department of Occupational and Environmental Safety
  42. LASER SAFETY FOR THE SALON, SPA & SMALL MEDICAL CLINIC
  43. Medical Laser-Induced Thermotherapy Models and Applications
  44. Encyclopedia of Laser Physics and Technology
  45. Principles and practices in cutaneous laser surgery
  46. Fundamentals of light sources and lasers/
  47. semiconductor_laser_fundamentals
  48. solid state lasers for material processing *
  49. Solid-State Lasers
  50. Tunable laser handbook
  51. ULTRAFAST LASERS Technology & Applications
  52. INTRODUCTION TO FOCUSED ION BEAMS
  53. LASERS IN CUTANEOUS COSMETIC SURGERY *
  54. Inorganic Semiconductors for  Light-emitting Diodes
  55. PHYSICS OF GAS LASERS *
  56. Laser  Electronics
  57. LASER LIGHT DYNAMICS
  58. LASER FUNDAMENTALS
  59. LASERS
  60. LASERS  INVENTION TO APPLICATION
  61. Levy Statistics and Laser Cooling
  62. Principles of Lasers
  63. PROBLEMS IN  LASER PHYSICS
  64. GASEOUS ELECTRONICS  AND  GAS LASERS
  65. Optical Multi-stable Operations of Coupled Lasers
  66. The Effects of Dynamic Optical Properties  DuringInterstitial Laser Photocoagulation
  67. 2000 CONFERENCE ON LASER AND ELECTERO OPTICS UOROPE *
  68. Optical detection theory for laser applications
  69. TUNABLE LASER MODULE  FOR FIBER OPTIC COMUNICATION
  70. THEORY OF MODERN ELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICES
  71. Optics, Light and Lasers
  72. Laser Cooling and Trapping
  73. Glass Lasers
  74. Gas Discharge Physics
  75. ultrashort laser pulses  generation and application
  76. TUNABLE EXTERNAL CAVITY DIODE LASERS
  77. Physics of solid state lasere
  78. Laser-Tissue Interactions Fundamentals and Applications
  79. COMPACT BLUE-GREEN LASERS
  80. Atlas of Confocal Laser Scanning In-vivo Microscopy in Opthalmology –Principles and Applications in Diagnostic and Therapeutic Ophtalmology
  81. Proceedings of the 6th International Workshop on Application of Lasers in Atomic Nuclei Research (LASER 2004) held in Poznan´ , Poland, 24Y27 May 2004
  82. Laser Spectroscopy  Basic Concepts  and Instrumentation
  83. INSTABILITIES In   LASER-MATTER  INTERACTION
  84. The Laser Guidebook
  85. Laser Chemistry
  86. Spectroscopy, Dynamics and Applications
  87. Solid-State Laser Engineering
  88. Gas Lasers
  89. Ultraviolet Spectroscopy in Chemical Physics, Combustion, Plasma Science, and Photolithography
  90. Handbook of Laser Wavelengths.

 

 

OPTIC BOOK

 

  1. Handbook of optical materials
  2. Micro-Optomechatronics
  3. Optical Remote Sensing Science and Technology
  4. 2000 CONFERENCE ON LASER AND
  5. ELECTERO OPTICS UOROPE *
  6. INFRARED & ELECTRO OPTICAL SYSTEM HANDBOOK 

 VOL 1:  SOURCES OF RADIATION *

  1. INFRARED & ELECTRO OPTICAL SYSTEM HANDBOOK

VOL 2 : ATMOSPHERIC PROPEGATION OF RADIATION *

  1. INFRARED & ELECTRO OPTICAL SYSTEM HANDBOOK

VOL 3 :ELECTRO-OPTICAL COMPONENTS  *

  1. INFRARED & ELECTRO OPTICAL SYSTEM HANDBOOK

VOL 4 :ELECTERO-OPTICAL SYSTEM DESIGN - ANALYSIS AND TESTING  *

  1. INFRARED & ELECTRO OPTICAL SYSTEM HANDBOOK

VOL 5 : PASSIVE ELECTERO OPTICAL SYSTEM  *

  1. INFRARED & ELECTRO OPTICAL SYSTEM HANDBOOK

VOL 6 : ACTIVE ELECTERO OPTICAL SYSTEM  *

  1. INFRARED & ELECTRO OPTICAL SYSTEM HANDBOOK

VOL 7 : COUNTEMEASURE SYSTEMS *

  1. INFRARED & ELECTRO OPTICAL SYSTEM HANDBOOK

VOL 8 : EMERGING SYSTEMS AND TECHNOLOGIES *

  1. ELECTRO-OPTICS HANDBOOK
  2. Handbook of Optical Design
  3. HOLOGRAPHIC OPTICS :
  4. DESIGN AND APPLICATION *
  5. MODERN NONLINEAR OPTICS PART 1
  6. MODERN NONLINEAR OPTICS PART 2
  7. MODERN NONLINEAR OPTICS PART 3
  8. OPTICS FOR TECHNOLOGY STUDENTS *
  9. Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems
  10. Femtosecond Optical Frequency Comb: Principle, Operation, and Applications
  11. Optical Metrology
  12. HANDBOOK OF OPTICS VOL 1: Fundamentals , Techniques ,and Design
  13. HANDBOOK OF OPTICS VOL 2: Devices , Measurements, and Properties
  14. Semiconductor Optoelectronic Devices
  15. Photoelectric Properties and Applications of
  16. Low-Mobility Semiconductors
  17. Refractive Lens Surgery
  18. Optical System Design
  19. OPTICAL PROCESSES IN SOLIDS
  20. NONIMAGING OPTICS
  21. LENS DESIGN
  22. Introduction to Optics
  23. Fundamental Optics
  24. Encyclopedic handbook of integrated optics
  25. Contact Lenses in Ophthalmic Practice
  26. Coherent Semiconductor Optics
  27. QUANTUM OPTICS *
  28. High-Energy Polarized Proton Beams .A Modern View
  29. Sensor Technology Handbook
  30. Optical Multi-stable Operations of Coupled Lasers
  31. Wireless Optical Communication Systems
  32. OPTICAL SWITCHING & NETWORKING HANDBOOK
  33. The Effects of Dynamic Optical Properties During
  34. Interstitial Laser Photocoagulation
  35. Ethernet Passive Optical Networks
  36. LIGHT WAVE TECHNOLOGY Telecommunication Systems
  37. Telescopes
  38. OPTICS OF HUMAN EYE *
  39. ADAPTIVE OPTICS  ENGINEERING  HANDBOOK
  40. Optical Through-the-Air Communications Handbook
  41. Dispersion, Complex Analysis and Optical Spectrocopy *
  42. MATHEMATICAL METHODS OF QUANTUM OPTICS
  43. MODERN OPTIC  *
  44. NONLINEAR OPTICAL WAVES
  45. Optical detection theory  for laser applications
  46. Optical Properties of Solid
  47. THE THEORY OF OPTICS
  48. HISTORY OF LIGHT AND COLOUR MEASURMENT
  49. LINEAR POSITION SENSORS Theory and Application
  50. Measurement and Instrumentation Principles
  51. Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook
  52. Photodetection and Measurement -
  53. Maximizing Performance in Optical Systems
  54. scanning probe microscopes applications
  55. in science &technology
  56. Handbook of Materials Measurement Methods
  57. HANDBOOK OFMODERN SENSORS
  58. P HY S I C S, D E S I G N S, a n d A P P L I C AT I O N S
  59. Photodetection and Measurement
  60. Practical Optical System Layout
  61. SENSOR AND TRANSDUCERS
  62. How to Build an LCD Projector
  63. Useful Optics  **
  64. INTRODUCTION TO  OPTICAL WAVEGUIDE  ANALYSIS
  65. Astronomical Optics
  66. UNIFIED OPTICAL SCANNING TECHNOLOGY
  67. ACOUSTICS  **
  68. THE ART AND  SCIENCE OF OPTICAL DESIGN  *
  69. Detection of Low-Level  Optical Signals Photodetectors, Focal Plane Arrays and Systems **
  70. GEOMETRICAL OPTICS AND OPTICAL DESIGN
  71. Optical Signal Processing **
  72. Practical Optical  System Layout
  73. Modern  Lens Design
  74. MESOSCOPIC QUANTUM OPTICS *
  75. Data Storage and Retrieval using Photorefractive Crystals (Holographic Memories)
  76. OPTICAL PROPERTIES OF PHOTONIC CRYSTAL **
  77. Semiconductor Nanostructures for
  78. Optoelectronic Applications
  79. SEMICONDUCTOR AND METAL NANOCRYSTALS
  80. SYNTHESIS &ELECTRONIC &OPTICAL PROPERTIES

 

PHOTONIC AND SPEC BOOKS

  1. Polymer Spectroscopy
  2. Pharmaceutical and Medical Applications
  3. of Near-lnf rared Spectroscopy
  4. Handbook of X-Ray Spectrometry
  5. High-Speed Photonic Devices
  6. Photonic Crystals: From Theory to Practice
  7. ENCYCLOPEDIA OF SPECTEROSCOPY &
  8. SPECTROMETRY VOL ( 1 - 3 )
  9. Femtosecond Laser Spectroscopy
  10. MODERN SPECTROSCOPY
  11. Fourier Transforms in Spectroscopy
  12. Topics in Fluorescence Spectroscopy
  13. Cavity cooling and spectroscopy of
  14. a bound atom-cavity system
  15. GAS CHRAMATOGRAPHY &
  16. MASS SPECTEROSCOPY *
  17. NMR- SPECTEROSCOPY
  18. Femtosecond Real-Time Spectroscopy
  19. of Small Molecules and Clusters
  20. FUNDAMENTAL OF PHOTONICS *
  21. OPTICAL PROPERTIES OF PHOTONIC CRYSTAL**
  22. Photonic_Crystals.Molding the Flow of Light *
  23. Electromagnetic Theory and Applications
  24. for Photonic Crystals
  25. LightEmitting Silicon for Microphotonics
  26. PHOTONIC CRYSTAL  *
  27. Data Storage and Retrieval using Photorefractive
  28. Crystals (Holographic Memories)
  29. PHOTONIC SWITCHING TECHNOLOGY
  30. SYSTEMS AND NETWORK *
  31. F o u n d a t i o n s of
  32. PHOTONIC  CRYSTAL FIBRES
  33. Handbook of Electronic and Photonic Materials
  34. Silicon Photonics  An Introduction
  35. photonics for engineers
  36. photonics experiments
  37. nanophotonics
  38. Mono-Cycle Photonics and Optical Scanning
  39. Tunneling Microscopy
  40. Microm echanical Photonics
  41. LightEmitting Silicon for Microphotonics
  42. ELEMENTS OF PHOTONICS Volume I
  43. In Free Space and Special Media
  44. ELEMENTS OF PHOTONICS  Volume II
  45. For Fiber and Integrated Optics
  46. Biomedical Photonics:
  47. Optics and Photonics:
  48. An Introduction
  49. Photonics essentinal

 

fiber optic book

  1. Introduction to Fiber Optics
  2. Fiber Optic Sensors
  3. Fibre Optic Cabling
  4. FIBER OPTIC DATA COMMUNICATION:
  5. TECHNOLOGICAL TRENDS AND ADVANCES
  6. HANDBOOK OF FIBER OPTIC
  7. DATA COMMUNICATION
  8. Nonlinear Fiber Optics
  9. Applications of Nonlinear Fiber Optics
  10. TUNABLE LASER MODULE  FOR
  11. FIBER OPTIC COMUNICATION
  12. FIBER OPTICS TECHNICIANS MANUAL
  13. Dynamics of Fibre Formation and Processing
  14. Modelling and Application in Fibre
  15. and Textile Industry
  16. FIBER FRACTURE
  17. Broadband Optical Access Networks and
  18. Fiber to the Home: Systems Technologies
  19. and Deployment Strategies
  20. FIBER TO THE HOME
  21. OPTICAL BURST SWITCHED NETWORKS
  22. Raman Amplification in Fiber
  23. Optical Communication Systems
  24. Troubleshooting Optical-Fiber Networks
  25. LIGHT WAVE TECHNOLOGY
  26. Telecommunication Systems
  27. Broadband Circuits for
  28. Optical Fiber Communication
  29. Deep Space Optical Communications
  30. Erbium-Doped Fiber Amplifiers:
  31. Fundamentals and Technology
  32. Fiber-Optic Communications Systems
  33. INTEGRATED FIBER-OPTIC RECEIVERS
  34. Introduction to Information Optics
  35. OPTICAL COMMUNICATION THEORY AND
  36. TECHNIQUES
  37. Optical Communications Rules of Thumb
  38. OPTICAL FIBER TELECOMMUNICATIONS IIIA
  39. OPTICAL FIBER TELECOMMUNICATIONS IIIB
  40. OPTICAL SWITCHING AND NETWORKING HANDBOOK
  41. Ethernet Passive Optical Networks
  42. The handbook of optical communication networks
  43. WDM TECHNOLOGIES: ACTIVE
  44. OPTICAL COMPONENTS

 

MEASURMENT BOOK

  1. Measurement Instrumentation
  2. and Sensors Handbook
  3. Measurement Error in Nonlinear Models
  4. A Modern Perspective
  5. Optimal Measurement Methods for Distributed
  6. Parameter System Identification
  7. Handbook of Chemical and Biological Sensors
  8. HANDBOOK OF MODERN SENSORS
  9. P HY S I C S, D E S I G N S, a n d A P P L I C AT I O N S
  10. Photodetection and Measurement
  11. SENSOR AND TRANDUCER
  12. Alarm,Sensor & Security Circuit  Cookbook
  13. Best Practices in Software Measurement
  14. Digital Signal Processing for  Measurement Systems
  15. Theory and Applications
  16. LINEAR POSITION SENSORS
  17. Theory and Application
  18. Measurement and Instrumentation Principles
  19. Measurement_Instrumentation_Sensors
  20. Photodetection and Measurement-Maximizing
  21. Performance in Optical Systems
  22. SCANNING PROBE MICROSCOPES
  23. Applications in Science and Technology
  24. Handbook of Materials Measurement Methods
  25. A History of Light and Colour  Measurement
  26. Soft Sensors for Monitoring and Control of
  27. Industrial Processes
  28. Sensors in Manufacturing.

image processing

  1. Vision with Direction
  2. A Systematic Introduction to Image Processing and Computer Vision
  3. Signal Processing and Linear Systems - Solutions Manual
  4. SENSOR ARRAY SIGNAL PROCESSING
  5. MATHEMATICAL MORPHOLOGY  AND ITS  APPLICATIONS TO
  6. IMAGE AND  SIGNAL PROCESSING
  7. INTELLIGENT IMAGE PROCESSING
  8. Hexagonal Image Processing A Practical Approach
  9. H A N D B O O K O F IMAGE And VIDEO PROCESSING
  10. The handbook of formulas and tables for signal processing
  11. Digital Image Processing
  12. Computer Vision, Graphics and Image Processing
  13. 5th Indian Conference, ICVGIP 2006 Madurai, India, December Proceedings
  14. color image processing  methods ad application
  15. Biosignal and Biomedical Image Processing MATLA B-Based Applications
  16. Astronomical Image and Data Analysis

 

Nanotechnology

  1. Handbook of Nanotechnology
  2. Magnetic Nanostructures
  3. NANO TECHNOLOGY FOR CANCER THERAPY
  4. Understanding Carbon Nanotubes
  5. From Basics to Applications
  6. Biological Nanostructures and Application
  7. of Nanostructures in Biology Electrical‚
  8. Mechanical‚ andOptical Properties
  9. CARBON NANOMATERIALS
  10. Nano, Quantum and Molecular Computing
  11. Implications to High Level Design and Validation
  12. Nanostructure control of materials
  13. Semiconductor Nanostructures for
  14. Optoelectronic Applications
  15. Semiconductors for Micro and Nanotechnology - An Introduction for Engineers
  16. Nanotubes and Nanofibers
  17. NANOCHEMISTRY
  18. METAL–POLYMER NANOCOMPOSITES
  19. APPLIED PHYSICS OF CARBON NANOTUBES
  20. Chemistry and Properties of Nanocrystals of Different Shapes
  21. INTRODUCTION TO NONDESTRUCTIVE TESTING
  22. Mechanical Properties of Polymers Based on Nanostructure and Morphology
  23. Nano Mechanics and Materials
  24. Theory, Multiscale Methods and Applications
  25. SEMICONDUCTOR AND METAL NANOCRYSTALS
  26. SYNTHESIS &ELECTRONIC &OPTICAL PROPERTIES
  27. NANO-CMOS CIRCUIT AND PHYSICAL DESIGN
  28. Nanotechnology: Science, Innovation, and Opportunity
  29. nanophysics and nanotechnology
  30. an itroduction to modern concepts in nanoscience

البته این بخشی از کتابهای من است. اگر کسی از دوستان کتابی را در این زمینه نیاز داشت که در این لیست نبود با من تماس بگیرد.


کلمات کلیدی:
سلاح های لیزری
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز شنبه ۱۸ اسفند ،۱۳۸٦  

سلاحهای لیزری!

دید کلی

نابود نمودن دشمن از راه دور ، با جریانی از ماده‌ای مرگبار ، مدتها موضوع داستانهای علمی - تخیلی بوده است. آیا می‌توان آن را به واقعیت درآورد؟ فیزیک نیرنگ باز است، اما سرمایه گذاریهای ارتش ایلات متحده حاکی از آن است که آنها تصمیم گرفته‌اند سلاحهای تشعشعی را بوسیله کلیفوردبیل به واقعیت در آورند. در دهه 70 میلادی ، زمانی که کاپیتان کرک ستاره تلویزیون بود، فن آوران معتقد بودند که تا سال 1997 تخیلات علمی به آن واقعیاتی علمی تبدیل می‌شوند و سلاحهای دستی لیزری ، تولید خواهند شد.

مشکلات عمده

مشکل عمده سلاحهای لیزری ، فن آوری آنهاست. در حال حاضر این سلاحها به اندازه یک اتوبوس هستند و در ضمن لیزرهای پر قدرت به توان الکتریکی و شیمیایی بالایی نیازمندند. انرژی الکتریکی ، گازهای شیمیایی را تحریک می‌کند و بدین ترتنیب اتمهای گاز برانگیخته شده ، میزان انرژی بالاتری پیدا می‌کنند و شعاع لیزری ساطع می‌شود (لیزر منبعی است از گرما و نور به شکل امواج همسان ممتد یا متناوب).

کاربرد نظامی لیزر

از زمان اختراع لیزر در سال 1960، کاربردهای نظامی انرژریهای هدایت شده ، طراحان دفاعی را به دلیل ویژگیهایی همچون نامحدود بودن مهمات و توانایی تخریب فراوان و کنترل از راه دور ، هیجان زده ساخت. همراه با روند تکامل لیزرها ، مجموعه‌ای از کاربردها از چاقوهای جراحی لیزری گرفته تا دستگاههای خودکار پخش موسیقی با دیسکهای فشرده ، ساخته شدند. البته هنوز هم سلاحهای تشعشعی که بتوانند تانکها را ذوب کنند، صورت واقعیت به خود نگرفته‌اند و هم اکنون استفاده نظامی از لیزرها ، محدود به هدف گیری و اندازه گیری مسافت به منظور افزودن بر دقت گلوله‌های تفنگ و توپ و نیز بمبهاست. در طی دهه 70 و 80 میلادی ، وزارت دفاع ایالات متحده با انجام آزمایشهای گوناگونی ، سلاحهایی با انرژی هدایت شده را مورد بررسی قرار داد. این امر با این کار مشهور دفاع استراتژیک ریگان به اوج رسید، اما با فروکش کردن جنگ سرد ، بودجه سلاحهای لیزری نیز کاهش یافت و بدین لحاظ تا کنون تنها نمونه‌های کاربردی اندکی از آنها ساخته شده است.

ولی در هر حال ، این نمونه‌ها توان تخریبی انرژیهای هدایت شده را به اثبات رساندند. در سال 1976 ارتش ایالات متحده یک لیزر دی اکسید کربن را بر قایقی نصب کرد و با استفاده از آن هدفی را که با سرعتی یکنواخت و در فاصله چند صد متری حرکت می‌کرد نابود ساخت. در دهه 80 نیروی دریایی ایالات متحده ، قدرت لیزر Miracl (مخفف لیزر شیمیایی میان - فروسرخ) خود را در انهدام موشکها از فاصله دور به نمایش گذاشت. در حال حاضر لیزرهای کلاس مگاوات فلوراید دوتریم ، میراکل بسیار مورد توجه مجریان برنامه مشترک آمریکا و رژیم صهیونیستی در ساخت نوعی سیستم دفاع هوایی برای محافظت شمال فلسطین اشغالی از حملات موشکی مبارزان است.

لیزرهای ضد اسکاد

لیزرهای ضد اسکاد نیروی هوایی ایالات متحده اشعه‌ای به ضخامت یک تیر تلگراف دارد. به نظر میلز هولومن رئیس علوم تسلیحاتی فرماندهی موشکی ارتش آمریکا ، لیزرهای شیمیایی آنقدرها هم کارآمد نیستند. قدرت اشعه آنها یک دهم انرژی مورد نیاز برای پمپ سلاح است و همین امر موجب بزرگی دستگاهها می‌شود. اشعه لیزر ، بعد از طی چند کیلومتر متلاشی و تجزیه می‌شود و این امر در مسافتهای طولانی مشکلاتی را بوجود می‌آورد. با این حال برنامه‌هایی در حال اجراست تا لیزرها را به کاربردهای نظامی وارد سازند. اولین هواپیمایی که به سلاحهای تشعشعی مجهز می‌شود چیزی جز جنگنده استیلت خواهد بود و برای این منظور هواپیمای بولینگ 747 ترجیح داده می‌شود.

نیروی هوایی آمریکا با تیمی مرکب از بوئینگ ، لاکهید - مارتین و Trw قراردادی به منظور ساخت نمونه‌ای کاربردی از سیستم هوابرد لیزری Abl برای رهگیری و انهدام موشکهای بالستیکی در حال پرواز امضا کرد. سیستم ضداسکاد Abl ، شامل یک لیزر شیمیایی یدید اکسیژن (coil) است که در برجی گردنده در دماغه بوئینگ 747-400f جاسازی شده است. هنگام گشتهای هوایی در ارتفاع بالا و در فاصله 250 کیلومتری پایگاههای موشکی دشمن ، Abl با استفاده از دوربینی فرو سرخ و از پس ابرها به دنبال شعله دنباله‌ای اسکادهای پرتاب شده می‌گردد. سپس خدمه به نشانه گیر لیزری سوئیچ می‌کنند تا موشک در حال پرواز رهگیری شده ، قسمت سوختش هدفگیری شود. با قفل شدن روی بدنه موشک ، سیستم ، اشعه لیزر را که ضخامتی برابر با قطر تیرهای تلگراف دارد، شلیک می‌کند، بدین ترتیب با بوجود آمدن سوراخی در مخزن سوخت ، موشک ظرف چند ثانیه منفجر و منهدم می‌شود.

البته نیروی مورد نیاز این سیستم بسیار زیاد است. سیستم مولد و مخازن شیمیایی یک لیزر سه مگاواتی حجمی بسیار (بیش از حجم یک جت) را اشغال می‌کند. هیچ جت جنگنده‌ای امکان حمل سوخت لیزری و نیروی مورد نیاز (برای سلاح لیزری) را ندارد. البته بوئینگ 747-400f فقط به دلیل حجم بزرگش (مخازن ذخیره آن ، ظرفیت مورد نیاز 50 پرتابه لیزری را دارد) برای این برنامه انتخاب نشده است بلکه توانایی پرواز این هواپیما در بالاترین ارتفاع به مدت 8 ساعت نیز مد نظر بوده است. دقت عمل لازم برای انهدام اسکادها از راه دور معادل به گودال انداختن یک توپ گلف از فاصله 65 کیلومتری است. علی‌رغم اینکه پرواز در ارتفاع 40000 پایی انجام می‌شود و هوا در این ارتفاع رقیق است، اما Abl نیز مواجه با مشکلات مربوط به انتقال اشعه ، مشابه همان مسائلی که موجب به تعویق افتادن تکامل لیزرها در میدان نبرد زمینی شده است، می‌باشد.

 

چند متر پس از خروج لیزر ، اشعه بر اثر آشفتگی جوی (گردبادهایی با تراکمهای مختلف) متلاشی و تجزیه می‌شود، اما سیستم کنترل اشعه در عرض چند صدم ثانیه با اندازه گیری این آشفتگیها اشعه را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که از تلاشی آن جلوگیری می‌شود. این کار را تعدادی آینه تنظیم شونده ، که خروجی لیزر را احاطه می‌کنند، تحت تأثیر سیگنالهای ورودی به سیستم و قبل از ورود اشعه به اتمسفر انجام می‌دهند. آزمایشگاه فیلیپس نیروی هوایی ، در آزمایشی، موشکهایی را از فاصله 48 کیلومتری رهگیری و منهدم ساخت.

در سال 1983، نیروی هوایی ، قدرت خود را در انهدام موشکهایی ساید و این بار در بکار گیری لیزر موجود در هواپیمای تغییر یافته Nkc135a از فاصله 10 کیلومتری به نمایش گذارد. سیستم Abl اولین آزمایش خود را در سال 2002 میلادی به انجام رساند و سپس در سال 2004 میلادی تولید 7 فروند یوئینگ مجهز به این سیستم با هزینه‌ای معادل 5 میلیارد دلار آغاز شد. در سال 2006 و درست همزمان با به کار گیری نسل جدید موشکهای اسکاد توسط کره شمالی ، این تجهیزات بکار گرفته می‌شوند. اما همه اینها اساسا متفاوت با آن سلاحهای تشعشعی علمی- تخیلی هستند که ارتش ایالات متحده از به کار گیری آنها در میادین نبرد منصرف شد.

کاربردهای عملی دیگر

در اواخر دهه 80 میلادی ، ارتش آمریکا به مطالعه لیزرهای پوتوتیپ میان انرژی و کم انرژی پرداخت. این لیزرها برای نابود ساختن سیستم اپتیکی تانکهای دشمن و خیره کردن چشمان خلبانان و تک تیراندازانی که با استفاده از دوربین سلاحهای خود در حال هدف گیری هستند بکار می‌رود. ارتش آمریکا حتی در زمان جنگ خلیج فارس یک لیزر میان انرژی به نام استینج ری را بر خودروی پیاده نظام برادلی سوار کرده بود. این سلاح عدسی سیستمهای اپتیکی تانکها و خودروهای دشمن را با ایجاد شکافی هرمی نابود می‌ساخت. البته این سلاح هرگز مورد استفاده قرار نگرفت. به عقیده جان الکساندر ، پژوهشگر سابق آزمایشگاه ملی لس آلاموس "پنتاگون چون نگران عکس العمل منفی مردم بود از استینج ری استفاده نکرد." علت چیست؟ شاید اینکه استینج ری نه تنها لنز پریسکوپها را نابود می‌کند بلکه موجب کور شدن فردی که از آن پریسکوپ استفاده می‌کند نیز می‌شود.

چشم انداز بحث

هم اکنون اخلاق ، در برابر لیزرهای میدان نبرد ، به عنوان یک مبارز طلبی فنی سد بزرگی را بوجود آورده است. در اکتبر سال 1995، چهارمین پروتکل به کنواسیون ژنو الحاق گردید و به موجب آن بکار گیری لیزرهای کور کننده در جنگ ممنوع اعلام شد. چند هفته قبل از آن ، پنتاگون سفارشی را که برای ساخت نوعی لیزر کور کننده به نام دیزر داده بود پس گرفت. این سلاح (سیستم اقدامات مقابله ای لیزری) بر روی لوله تفنگ ام 16 نصب می شد و به پیاده نظام این امکان را می داد که سیستم های کنترل آتش دشمن را از فاصله بیش از 2 کیلومتری نابود کرده ، سربازان دشمن را کور کنند.

بسیاری از کشورها ، پروتکل مزبور را محترم شمردند. چینیها آشکارا از بکار گیری سیستمی مشابه خودداری کردند. به گفته الکساندر "در هنگام جنگ ، شما می‌توانید دشمن را با استفاده از گلوله و یا انفجار بکشید و نیز می‌توانید قانون وی را با استفاده از لیزر خاکستر کنید، اما حق کور کردنش را ندارید، چشم موضوعی احساسی است." بجز مسائل اخلاقی ، ارتش در عملی بودن استفاده نظامی از لیزر دچار تردید است. طول تفنگهای لیزری قابل حمل در حال حاضر زیاد است وحتی اگر مخازن شیمیایی و باتریهای مربوطه جمع و جور ساخته شوند، نیروی موجود فقط کفاف تعداد محدودی شلیک را می‌دهد. الکساندر اضافه می‌کند "هیچ نیازی به این قبیل سلاحها وجود ندارد. ارتش ایالات متحده نمی‌خواهد به جای سلاحی قابل اطمینان ، از سیستمی سری و با منفعت محدود استفاده نماید. شما نمی‌توانید هم لیزر را حمل کنید و هم یک سلاح متعارف را."

آیا مهندسان می‌توانند مشکلات مربوط به نیروی مورد نیاز لیزرها را حل کنند و به این هدف نظامی دست یابند که سلاحی قابل حمل و با مهمات نامحدود بسازند. هولومن می‌گوید: "من جدا تردید دارم که بتوانیم سیستمی قابل حمل توسط انسان بسازیم."

 

دو تصویر بسیار زیبا  

laser weapens- سلاح لیزری

 

سلاح لیزری-laser weapons

منبع

 


کلمات کلیدی:
 
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز جمعه ۱٧ اسفند ،۱۳۸٦  

Excimer Lasers

Releasing the Power of UV

by Coherent, Inc.

A unique combination of high power and short wavelength output makes excimer lasers critically enabling tools in several important market niches.

Excimers are pulsed gas lasers that deliver high output power and pulse energies in the ultraviolet and deep-ultraviolet wavelengths. This enables them to power applications that cannot be supported by other laser types. These qualities expand the range of applications and boost market demand in contrast to most other types of gas lasers.

Some applications underpin extremely important technologies, including microelectronics, flat panel displays and ophthalmic surgery. Consequently, the appeal of excimers is as much about their unique and diverse applications as the lasers themselves. This article reviews basic excimer technology, examines the properties of excimer laser output, presents advances in excimer technology, and then looks at some of the more interesting applications.

Background

Excimers are powerful, gas-based lasers that directly generate intense, short ultraviolet pulses, without the need to resort to complex wavelength conversion schemes. No other type of ultraviolet laser offers this high pulse energy and high output power.

eximer laser 

Figure 1. Basic excimer laser schematic.


The heart of the laser is the discharge tube. This is first filled with a low-pressure mixture of an inert gas (e.g., krypton, argon, xenon) and a halogen or halide gas (fluorine or hydrogen chloride), and then pressurized with an inert buffer gas of either neon or helium. The laser tube has two parallel electrodes running almost the entire length of the tube. The laser is pulsed by discharging up to 40 kV across these electrodes (Figure 1). This stripe-shaped discharge lasts from 20 to 50 ns depending on laser gas, laser parameter and discharge pulser design. The resultant plasma contains a high concentration of an excited transient complex (e.g., ArF, KrF, XeCl, or F2), which emits ultraviolet laser light. The most commonly used wavelengths are 308 nm, 248 nm and 193 nm. Table 1 lists the characteristics of the major excimer wavelengths.

eximer laser

Excimers possess very high cavity gain, so it is not necessary to use a multipass cavity. In fact, the high gain makes possible a variety of resonator designs, such as unstable resonators. Typically, the resonator is defined by two optics, the rear mirror and the output coupler. However, the rear mirror serves only to reflect the output beam that would otherwise escape from the rear of the plasma tube. Moreover, the spectral bandwidth tends to be broader in excimers than many other lasers, partly because of the absence of a cavity. But narrowband output can be achieved for applications such as microlithography by incorporating wavelength selective optics (e.g., a grating) in a low-power oscillator cavity whose output is then amplified in a second, higher power plasma tube.

A large cross section, high-voltage discharge in a high-pressure gas requires a start-up electron density of 107to 108 / cm3. In the majority of commercial excimers, this is created by a pre-ionization discharge whose characteristics are critical to the quality of the output. This is so because the shape of the beam is defined by the shape of the gain region, i.e., the shape of the plasma. In a typical excimer, the spacing of the discharge electrodes leads to a multimode output beam that has a typical rectangular cross section of 8 mm × 20 mm. Most applications require good beam homogeneity, which means maximizing the plasma uniformity. This, in turn requires a highly uniform pre-ionization discharge.

Technological developments

Early excimer lasers suffered from reliability and limited lifetime issues resulting from the high operating voltage (up to 40 kV) and the use of corrosive gases (F2 and HCl). But, innovations have changed the situation, improving the excimer’s ease of use and reliability, while extending gas and tube lifetimes by orders of magnitude. Excimers are now simpler to use and much more cost-effective, which has had a major positive effect in enabling them to penetrate industrial and other commercial applications.

One key area of innovation has been the laser tube and its internal components. For example, Coherent utilizes Novatube technology. This is an all-metal/ceramic tube construction (Figure 2) which renders the laser resistant to the corrosive gases and high-voltage discharge.

eximaer laser

Figure 2. The use of all-metal/ceramic construction in excimer laser tubes delivers a dramatic impact on gas lifetime and overall tube lifetime.


Another advance is in the area of pre-ionization. In early tubes, the high-pressure gas was often pre-ionized by a spark discharge to a set of metal pins arranged along the length of the tube. This resulted in a very efficient discharge and high pulse energies, but pin erosion caused tube dust that limited the gas lifetime and interval between optics cleaning. In high pulse energy models for high-throughput industrial applications, the pin discharge has now been replaced by a ceramic sliding discharge. Here a rod of ceramic between the pre-ionization electrode and the pins spreads the discharge into a sheet, eliminating the destructive sparking. In lower power lasers, a corona discharge is used for pre-ionization, optimized to deliver a high degree of beam homogeneity.

Improved gas filtration systems have further reduced the build-up effects of chemical and dust by-products in the tube. These include an electrostatic gas trap for dust as well as a cryofilter that chemically scrubs the gas. Thus, gas stays pure for a much longer time, eliminating the need for frequent refilling. Dirt build-up on the tube optics has been similarly reduced. As a result, excimer lasers can now provide gas lifetimes as high as 100 million pulses at 248 nm and 193 nm, and corresponding mean tube lifetimes of greater than 10 billion laser pulses respectively. And in industrial-grade excimer lasers, optics cleaning intervals can now be as high as 1010 pulses.

Optics lifetime has been further extended by the use of an external resonator. Instead of terminating the laser tube in a mirror and output coupler, the tube is sealed with windows. This completely eliminates dirt build-up on the mirrors, and also makes beam pointing stability independent of thermal changes in the tube as the pulse repetition rate is varied. Moreover, the windows are now mounted in slide valves in many lasers, enabling them to be cleaned and even exchanged without allowing air into the laser tube.

Power supply reliability has been dramatically improved by replacing the gas thyratron high-voltage switch with a solid-state pulsing device. These solid-state switches have been available for some years in the smaller lasers used for scientific research and industrial R&D projects. This technology has been extended to higher pulse energies, so even the largest industrial-grade excimers now employ all-solid-state pulsing.

Another interesting innovation is the Halosafe internal halogen generator. This is a closed unit within the laser head that generates ultrapure halogen gas on demand. It thus enables refilling of the laser tube without needing an external gas filling system capable of handling corrosive gases.

Cold processing

One of the major advantages of high-power, deep-UV output is the ability to perform cold ablation in material processing and surface transformations. Longer wavelength lasers act as localized intense heat sources, removing material by boiling it off as liquid and/or vapor. Unfortunately, this heating affects surrounding material and can cause peripheral damage. In contrast, high-energy UV photons are directly absorbed by the interatomic bonds in many materials. This allows the excimer laser to directly break atomic bonds without bulk heating of the material — a relatively cold process called ablation. Coupled with the short output pulse duration of the excimer, this enables materials processing with virtually no peripheral damage — the so-called heat-affected zone.

Short wavelength also delivers high spatial resolution. The smallest spot or mask image that can be projected onto a worksurface is ultimately limited by diffraction, and diffraction has a linear dependence on wavelength. Thus, shorter wavelength lasers can create smaller

laser marking eximer

Figure 3. Micrograph of a laser-machined human hair.


The combination of high spatial resolution and cold ablation means that the excimer is a good source for micromachining, with the ability to create tiny features with no thermal damage, even in delicate and/or thin materials (Figure 3). In addition, the high pulse energies up to 1050 mJ mean that high-resolution ablation can be performed over a large area simultaneously — by projecting a mask image over a large area. And with pulse repetition rates as high as 2 kHz, the excimer is now an ideal tool for high-throughput micromachining applications.

Diverse applications

A key example of cold micromachining is inkjet nozzle drilling. Inkjet printers work by ejecting ink from a printhead consisting of a matrix of small, closely spaced holes to produce a high-resolution color pattern on the paper. A critical production step is drilling this array of tiny holes in the printhead’s plastic membrane (Figure 4).

eximer marking

Figure 4. Excimer lasers are critical tools used in the manufacture of the majority of inkjet printers. This micrograph shows a single nozzle hole with a flow channel. Image courtesy of Lexmark.


The majority of inkjet printheads are fabricated using high-power excimer lasers operating at 248 nm or 308 nm. The laser beam is used to project a demagnified image of a photomask (a pattern of circular holes) onto the membrane. The high fluence of industrial excimer lasers allows printhead manufacturers to use larger optics and larger masks and thereby increase process throughput and reduce manufacturing costs.

Silicon annealing/recrystallization

Excimers have had an impact on flat panel display (FPD) technology. A key FPD manufacturing step is the production of a uniform, thin layer of silicon over a glass panel substrate. However, the vapor deposition process produces an amorphous layer of silicon. This must be transformed into polycrystalline silicon in order to yield the requisite electrical and photonic properties for high-resolution displays — most importantly high electron mobility. This transformation can be achieved by thermal annealing in high-temperature (600 °C) ovens, but this necessitates the use of expensive, thermally resistant glass. Furthermore, even with this glass, thermal cycling can cause cracking and corresponding yield reduction.

An alternative is excimer annealing. In this process, a 308-nm excimer beam is reshaped into a thin line and scanned across a glass substrate panel to cause low-temperature (200 °C) annealing (recrystallization) of a thin silicon film. The thin line profile delivers the high power density required for successful annealing, while enabling fast processing of large-area panels. These large panels are later cut up to form the final displays. The ability to perform this process at lower temperature has had a critical impact on display manufacturing cost because it eliminates the need for processing expensive, heat-resistant glass panels in high-temperature ovens. It also eliminates yield reduction due to thermally induced cracking.

A variant on this annealing process, sequential lateral solidification (SLS), has been developed to support the fabrication of the high-brightness displays used in mobile phones, digital cameras and PDAs. SLS uses a photomask to create a pattern of fine, evenly spaced lines, resulting in a striped pattern of alternating lines of amorphous and polycrystalline silicon. The panel is then stepped so that the remaining amorphous strips are re-crystallized. This two-step method causes the Si crystals to grow in the plane of the panel, which has several advantages. The result is a very productive process that yields excellent polycrystalline structure of the silicon with high electron mobility.

Vision correction treatments

The output from a 193-nm excimer can be used to precisely ablate small amounts of human tissue without any thermal effects on surrounding tissue. This is the basis for ophthalmic surgeries to correct vision problems, such as photorefractive keratectomy (PRK) and laser-assisted in situ keratomileusis (lasik), which change the radius of curvature of the cornea (Figure 5).

laser eximer surgery

Figure 5. In photorefractive keratectomy, the excimer laser is used to reshape the curvature of the cornea.


In PRK, the laser directly removes material from the cornea’s surface. This can be done using a laser with a large beam size, high pulse energies and a repetition rate of up to 50 Hz (wide field method) or by using a laser with a small spot, lower pulse energies and high repetition rates up to 200 Hz (flying spot method).

In lasik, a thin circular flap is first cut into the cornea using a microkeratome. The flap is then folded back in order for the laser to remove the corneal tissue underneath via ablation. After the ablation is complete, the flap is placed back into position. Key laser parameters for both applications are pulse-to-pulse energy stability and a high degree of beam homogeneity — particularly for wide-field surgeries.

Excimers are critical in the production of small-feature, high-density integrated circuits. The laser is used in the microlithography process to create the pattern on semiconductor wafers. Both 248-nm and 193-nm lasers are employed, depending on the resolution required. In the simplest implementation, the laser beam is homogenized and used to project a mask image onto a photoresist covering the wafer surface.

UV-grade fused silica and calcium fluoride are the only practical lens materials at 193 nm, making it very difficult to correct for even tiny amounts of chromatic aberration. This has necessitated the development of line-narrowed, grating-controlled excimers using two laser tubes in an oscillator/ amplifier or oscillator/power oscillator configuration.

Because of the difficulties associated with extending microlithography to the shorter 157-nm wavelength, process engineers and optical designers have instead become creative with the 193-nm process. Various resolution enhancement techniques such as phase shift masks have allowed them to design systems to reach a line density of 65 nm — far beyond the diffraction limit available from simple mask projection. Employing immersion lithography in which the higher refractive index of water, for example, is used to further reduce the resolution limit, enabling application of advanced 193-nm excimers down to the 45-nm node.

Surface modification

When a surface is irradiated with an optimum intensity of excimer laser photons, the high-energy photons break the interatomic bonds in a way that allows the atoms to migrate freely. This can be used to modify chemical, physical and tribological surface properties. All of these modifications are key to a cylinder treatment method for greener diesel engines using a 308-nm excimer laser, codeveloped by Audi. In this application, graphite microcavities in the cylinder wall are opened that act as oil reservoirs and reduce the friction. In addition, hardening of the surface is achieved by forming a nitride layer on the surface from the ambient nitrogen.

In controlled tests at Audi, the wear to the cylinder walls in their TDI engines was reduced by 23 to 89 percent by this new process, depending on the engine duty cycle. Corresponding wear to the piston rings was reduced by 30 to 88 percent (Figure 7). In the case of the V6 engine, oil consumption was reduced by 75 percent during an 800-hour test. Since piston ring friction is by far the biggest single friction loss mechanism, this new process also leads to decreased fuel consumption.

setup of laser eximer

Figure 6. Schematic of a typical beam-delivery system.


Pulsed laser deposition

Pulsed laser deposition (PLD) is a relatively new process that appears to have wide applicability. Here, the beam is used to ablate material from a target. The material is redeposited on a substrate. If the process is properly optimized, the stoichiometry and layering of the deposited material can be very precisely controlled. The growth of these PLD applications has been supported by the development of mid-sized excimers that deliver a homogeneous beam at high energy density.


Figure 7. These data graphically illustrate the results of wear tests conducted on a  TDI engine at Audi, showing the percentage reduction in wear of an excimer laser treated cylinder compared with a conventionally honed cylinder. Depending on the duty cycle, the new laser process has reduced wear by 23 to 89 percent for the cylinder liners, and by 30 to 88 percent for the piston rings. Data courtesy of Audi.


Los Alamos National Laboratory is using PLD at 308 nm in the production of superconducting tape. This yttrium barium copper oxide (YBCO) coated tape is a low-resistance alternative to conventional copper/gold wire and is now available from LANL in lengths up to 100 m.

Excimers possess unique properties, and should continue to dominate market niches that require a combination of short wavelength and high power/high pulse energy. Advances in excimer technology have primarily targeted ease-of-use and reliability, in particular, reducing cost-of-ownership for demanding 24/7 industrial applications.

 


کلمات کلیدی:
تمیز کردن نانولوله‌ها به کمک نور لیزر
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ۱٦ اسفند ،۱۳۸٦  

تمیز کردن نانولوله‌ها به کمک نور لیزر 

 

تعداد زیادی از کاربردهای نانولوله‌ها، نیازمند نانولوله‌های کربنی خالص و بدون نقص هستند؛ اما خالص‌سازی این نانومواد بسیار مشکل است. اخیراً محققان مؤسسه پلی‌تکنیک ویرجینیا یک روش تمیزکننده ساده، غیرشیمیایی و سریع را توسعه داده‌اند که در آن یک پرتو لیزر به نانولوله‌ها تابیده می‌شود و لایة کربن بی‌شکل آلودکننده را حذف می‌کند. اگرچه نانولوله‌ها دارای ناخالصی‌هایی هستند که معمول‌ترین آنها یک لایه کربن بی‌شکل است که در امتداد طول نانولوله روی آن می‌چسبد، نانولوله‌های کربنی به‌دلیل ساختار بلوری بی‌نظریشان خواص مکانیکی و الکتریکی استثنایی‌ای دارند. این لایه بی‌شکل از کربن، یا ناشی از فرایند رشد است و یا از آلودگی‌های هیدروکربنی در طول فرایند ناشی می‌شود و می‌تواند به‌شدت خواص این ماده را تحت تأثیر قرار دهد.
اگر چه روش‌های زیادی برای خالص‌سازی نانولوله‌های کربنی وجود دارد؛ اما بیشتر آنها به مواد شیمیایی تخریب‌کننده‌ای مثل اسیدها و حلال‌ها، آنیل کردن خلأ دما بالا و اکسیداسیون گرمایی نیاز دارند. این روش‌ها می‌توانند به نانولوله آسیب رسانده، منجر به از بین رفتن مقداری از این ماده شوند.
اکنون، لمن و همکارانش مؤسسه پلی‌تکنیک ویرجینیا روشی را توسعه داده‌اند که در آن از نور ماورای بنفشی با طول موج 248 نانومتر از یک لیزر excimer استفاده می‌شود. این لیزر نوعی از لیزر شیمیایی UV است که معمولاً در جراحی چشم و ساخت نیمه‌هادی استفاده می‌شود. این نور به‌صورت انتخاب‌پذیری پوشش‌های کربن بی‌شکل روی یک نانولوله چند‌جداره را بدون صدمه زدن به نانولوله حذف و از آن جدا می‌کند. این محققان به‌طور اتقاقی، هنگامی که قصد کالیبره‌کردن پاسخ ‌شناساگرهای پوشش داده‌شده ‌با نانولوله‌ها را داشتند، به این روش تمیزکننده دست یافتند.
یکی از این محققان می‌گوید: «این روش نه تنها هیچ صدمه‌ای به نانولوله‌ها نمی‌زند، بلکه انتظار می‌رود در مقایسه با دیگر روش‌های خالص‌سازی بازده بالاتری را هم داشته باشد. به علاوه، زمان این فرایند که کمتر از سه دقیقه ‌است، از زمان روش‌های خالص‌سازی اسیدی و گرمایی که می‌توانند از چند ساعت تا چند روز طول بکشند، خیلی کمتر است.
این محققان نتایج کار‌شان را با مقایسه تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نانولوله‌های منفرد، قبل و بعد از قرار گرفتن در معرض لیزر، به ‌دست آوردند (شکل را ببینید).
این محققان در ادامه، تحقیقات بیشتری را در زمینۀ اثر نور UV بر این پوشش‌ها و نانولوله‌ها انجام خواهند داد. آنها همچنین این آزمایش‌ها را در یک محیط بدون اکسیژن انجام خواهند داد. یکی از این محققان توضیح می‌دهد: «این آزمایش‌‌ها به روشن‌‌ ‌شدن دلیل جدا ‌‌‌شدن این لایه بی‌شکل از دیوارۀ نانولوله‌ها، کمک خواهند کرد. هم‌اکنون مشخص نیست که آیا این جدا ‌‌‌شدن به‌دلیل رزنانس (پلاسمون - pi) القاشده با فوتون‌های 248 نانومتری (که اکسیداسیون ناخالصی‌های کربنی را آسان می‌کند) است یا به اکسیداسیون پوشش‌های کربنی در نتیجه تشکیل ازن از این لیزر، مربوط می‌شود».
این محققان نتایج کار خود را در مجله Appl. Phys. Lett منتشر کرده‌اند.

منبع


کلمات کلیدی:
ساخت نوع جدیدِ لیزر کوانتومی آبشاری نانوآنتن‌دار
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ۱٥ اسفند ،۱۳۸٦  

ساخت نوع جدیدِ لیزر کوانتومی آبشاری نانوآنتن‌دار

 

گروهی از محققان دانشگاه هاروارد موفق به ساخت لیزری از نوع کوانتومی آبشاری( QC ) شده‌اند که تعیین ترکیب شیمیایی نمونه‌ها( و حتی جزئیات بی‌سابقه‌ای از درون سلول ) را ممکن ساخته‌است.
این لیزرها اولین بار در سال 1994 و در آزمایشگاه‌های بل اختراع و رونمایی شد. این لیزرهای نیمه‌رسانا و فشرده (که هم‌اکنون به‌طور تجاری در دسترس قرار گرفته‌اند ) از لایه های نانومتری ضخیم و به هم چسبیده‌ای از مواد نیمه‌رسانا که روی یکدیگر قرار می‌گیرند، ساخته شده‌اند. با تغییر ضخامت این لایه‌ها و طراحی مناسب آن می‌توان طول موج این لیزر را مطابق نیاز و برای کاربردهای خاص سفارشی تنظیم کرد.
این لیزر که کاربردهای بالقوه و گسترده‌ای در شیمی، زیست‌شناسی و پزشکی دارد، در موارد متعددی از جمله پایش آلودگی هوا، حسگری شیمیایی، تشخیص‌های طبی؛ مانند تحلیل تنفس و امنیت داخلی قابل استفاده خواهد بود

  nano laser

این شکل نشان‌دهنده ابزاری است که شامل یک آنتن اپتیکی می‌شود که روی یک لیزر آبشاری نشردهنده نور فروسرخ ـ به طول موج هفت میکرون ـ قرار گرفته‌است. این محققان برای ایجاد این آنتن( دو میله طلایی هر کدام به طول 2/1 میکرون و به فاصله صد نانومتر از هم) از روش نانوساخت استفاده کردند و با تابش لیزر به آن، لکه‌های درخشانی ـ هفتاد بار کوچک‌تر از طول موج لیزرـ به وجود آمد. در این شکل میکروگرافی ـ که با میکروسکوپ الکترونی از رویه این لیزر آبشاری گرفته شده ـ نانوآنتن درون آن قابل مشاهده است، همچنین تصویر توپوگرافی این آنتن که با میکروسکوپ نیروی اتمی گرفته شده‌است و نیز تصویر اپتیکی به دست‌آمده از آن را ـ که با میکروسکوپ روبشی اپتیکی میدان نزدیک تهیه شده‌است و در آن لکه‌های درخشان موضعی در شکاف این آنتن دیده می‌شود ـ نیز می‌توان دید.
این لیزر از دو میله طلایی( آنتن اپتیکی ) ـ که با یک شکاف نانومتری از هم جدا شده و روی یک لیزر کوانتومی آبشاری قرار گرفته‌اند ـ تشکیل می‌شود. این نانوآنتن لکه‌های نوری نانومتری‌ای حدود صد برابر کوچک‌تر از طول موج لیزر را ایجاد کرده که از بررسی آنها تصویر شیمیایی سطح نمونه با دقت فضایی بسیار زیادی به دست می‌آید .
هم‌اکنون تلاش‌های زیادی برای تولید میکروسکوپ‌های روی میزی که بتوانند دقتی به مراتب بیش از طول موج‌های لازم را برای تصویربرداری از مواد داشته باشند و به‌خصوص از نمونه‌های بیولوژیکی ـ که اطلاعاتی از ترکیبات شیمیایی در مقیاس نانومتری به ما می دهند ـ صورت گرفته‌است.
با توجه به محدودیت اپتیک و چشمه‌های نوری موجود، دقت میکروسکوپ‌های فروسرخ پرکاربرد کنونی فقط تا حد همان طول موج است.
میکروسکوپ‌های میدان نزدیک فروسرخ هم اگرچه از قدرت تفکیک فضایی فوق‌العاده بالایی برخوردارند؛ اما کاربرد آنها بسیار محدود و منحصر به لیزرهای توده‌‌ای است؛ البته با گستره طول موجی و قابلیت تنظیم بسیار محدود.
اما فناوری ابداعی این دانشمندان برای اولین بار ابزاری بسیار فشرده‌ای را به وجود آورده که به کمک آن می‌توان میکروسکوپ‌هایی با دقت فضایی فوق‌العاده بالا برای تعیین ترکیبات شیمیایی مواد و نمونه ها بیولوژیکی در مقیاس نانومتری داشت.
گفتنی است این طرح با حمایت مالی دایره تحقیقات علمی نیروی هوایی و بنیاد ملی علوم انجام شده وگزارشی از آن در شماره 22 اکتبر نشریه Applied Physics Letters به چاپ رسیده‌است

منبع


کلمات کلیدی:
نانوفوتونیک: جبهه‌ای مهیج در فناوری‌نانو
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ۱٤ اسفند ،۱۳۸٦  

نانوفوتونیک: جبهه‌ای مهیج در فناوری‌نانو

 

نانوفوتونیک[1] جبهه هیجان انگیز  جدیدی از فناوری‌نانوست که اذهان افراد زیادی را در سراسر جهان به خود مشغول کرده است و به برهم‌کنش‌های نور و ماده در ابعاد نانومتری مربوط می‌شود. نانوفوتونیک با افزودن ابعاد جدیدی به علوم و فناوری‌نانو، چالش‌هایی برای تحقیقات بنیادی و فرصت‌هایی برای فناوری‌های جدید پدید آورده است.

گرایش به علوم نانو، در واقع به حقیقت پیوستن ادعای معروف فاینمن[2] است که می‌گوید: "فضای زیادی آن پایین وجود دارد" (فاینمن 1961). او به این نکته اشاره می‌کند که اگر طول یک میکرومتر (یک میلیونیوم متر) را به قطعات نانومتری آن تقسیم کنیم، می‌شود تصور کرد که چه بخش‌ها و فضاهای فراوانی قابل دستکاری خواهد شد.

 ما در عصر جنون نانو[3] زندگی می‌کنیم. هر چیزی که به نانو مربوط شود هیجان انگیز و ارزنده تلقی می‌شود. بسیاری از کشورها برنامه ملی پیشگامی فناوری‌نانو را آغاز کرده‌اند یک گزارش مفصل در مورد برنامه ملی پیشگامی فناوری‌نانوی ایالات متحده توسط شورای تحقیقات ملی[4] (NRC 2002) منتشر شده است. در عین این که فناوری‌نانو نمی‌تواند ادعا کند که برای هر مشکلی راه حل بهتری را فراهم می‌کند، اما نانو‌فوتونیک، فرصت‌های جدید و هیجان‌انگیزی خلق می‌کند و فناوری‌های نوینی را توانا می‌سازد. نکته کلیدی این است که نانو‌فوتونیک به برهم‌کنش‌های نور و ماده در ابعادی بسیار کوچکتر از طول موج خود نور می‌پردازد.

 

نانوفوتونیک در یک نگاه

نانوفوتونیک همان گونه که در شکل آورده شده است، از لحاظ مفهومی به سه بخش قابل تقسیم است. یک رویکرد برای در دست گرفتن برهم‌کنش‌های بین نور و ماده در قطع نانومتری، محدود کردن نور در ابعاد نانومتری است به صورتی که بسیار کوچکتر از طول موج نور باشد.

رویکرد دوم محدود کردن ماده به ابعاد نانوئی است که به وسیله آن برهم‌کنش‌ها در ابعاد نانومتری محدود می‌شوند. این رویکرد به حوزه نانومواد مربوط می‌شود. آخرین رویکرد محدود کردن فرآیندهای نوری[5] است که در آن ما به یکی از حوزه‌های نانوشیمی یا "تغییر فاز به وسیله نور"[6] وارد می‌شویم.

nano photonic

این رویکرد روش‌هایی را برای نانوساخت[7] ساختارهای فوتونیکی و واحدهای کارکردی فراهم می‌کند. حال نگاهی به محدود ساختن نانومقیاس تشعشع‌ها خواهیم انداخت.

چند راه وجود دارد که می‌توان به وسیله آن‌ها نور را به ابعاد نانومقیاس محدود کرد. یکی از آن‌ها پراکنش نوری میدان- نزدیک است که به عنوان مثال می‌توان از متمرکز کردن نور توسط یک فیبر نوری باریک و با پوشش فلزی به جایی که در آن نور از یک نقطه و در فضایی به مراتب کوچکتر از طول موج نور ساطع می‌شود، نام برد.

محدود ساختن نانومقیاس ماده به منظور ساختن نانومواد برای فوتونیک شامل راه‌های متفاوتی از محدود سازی ابعاد ماده برای تولید نانوساختارهاست. به طور مثال می‌توان از نانوذراتی استفاده کرد که خواص الکترونیکی و فوتونیکی منحصر به فرد داشته باشند. دانستن این نکته خشنودکننده است که نانوذرات هم اکنون نیز برای کاربردهای متفاوتی از نانوفوتونیک مانند جذب اشعه ماوراء بنفش در کرم‌ها و محلول‌های ضد آفتاب استفاده می‌شوند.

نانوذرات را می‌توان هم از مواد آلی و هم از مواد غیر آلی ساخت. نانومرها[8] ]در برابر پلیمرها[ که چندپارهایی[9] (تعداد اندکی از واحدهای تکراری) با اندازه‌های نانومتری هستند و ساختارهای نانومری دارند، مشابه‌های آلی نانوذرات هستند.

در مقابل، پلیمرها ساختارهای زنجیری شکل و طولانی هستند که از تعداد زیادی واحد تکراری تشکیل شده‌اند که خواص نوری وابسته به اندازه نانومرها را دارند. نانوذرات فلزی پاسخ‌های نوری منحصر به فردی بروز می‌دهند و کمک‌های فراوانی به حوزه الکترومغناطیس می‌کنند و قلمرو پلاسمونیک‌ را شکل می‌دهند. نانوذراتی وجود دارند که با رویکرد ساخت بالا به پایین روی دو فوتون (ذره بنیادی نور) جذب شده مادون قرمز، فوتونی را در ناحیۀ ماوراء بنفش پدید می‌آورند و بالعکس، نانوذراتی وجود دارند که برنده‌های کوانتومی[10] خوانده شده و با رویکرد پایین به بالا، یک فوتون جذب شده ماوراء بنفش را به دو فوتون در ناحیۀ مرئی تبدیل می‌کند.

یک حوزه جذاب از نانومواد، فوتونیک شفاف[11] است که به وجود آورنده ساختارهای عایق متناوب با تکرار واحد، با نظمی شبیه نظم طول موج نور است.

نانوکامپوزیت‌ها شامل نانوناحیه‌‌هایی[12] از دو یا چند ماده غیر مشابه می‌شوند که در اندازه و قطع نانومتری، طبقات جداگانه‌ای داشته باشند.

هر نانوناحیه‌ای در نانوکامپوزیت‌ها می‌تواند صاحب خاصیت نوری خاص باشد. جریان انرژی نوری که به وسیله انتقال انرژی (ارتباطات نوری) بین ناحیه‌ها خلق می‌شود، قابل کنترل نیز هست.

فرآیند نوری نانومقیاس می‌تواند در نانولیتوگرافی برای ساخت نانوساختارهایی به کار گرفته شود که برای به وجود آوردن حسگرها و محرک‌های نانومقیاس استفاده می‌شوند. حافظه نوری نانومقیاس نیز یکی از مباحث و موضوعات هیجان انگیز نانوساخت است. یکی از خواص مهم نانوساخت این است که فرآیند نوری می‌تواند به منطقه‌های نانوئی دقیق محدود شود و به این وسیله ساختارهایی با هندسه و آرایش فرادقیق ساخته شود.

 

تحصیل، آموزش و تحقیقات چند رشته‌ای

ما در جهانی پیچیده زندگی می‌کنیم که در آن پیشرفت‌های انقلابی در زمینه ارتباطات، حافظه‌ی کامپیوتری و پردازش داده، رخ داده است و این پیشرفت‌ها هر روز نیز ادامه می‌یابد.

امروزه، نیاز فزاینده به فناوری‌های نوینی وجود دارد که بیماری‌ها را به سرعت و در مراحل اولیه و پیش از اولیه تشخیص دهند. از آنجا که ما به این پیشرفت‌ها خو گرفته‌ایم، انتظاراتمان به سوی فناوری‌های فشرده، با بهره‌وری بالا از انرژی، با پاسخ دهی سریع و ایمنی برای محیط زیست می‌رود. فناوری با محوریت فوتونیک که با فناوری‌نانو نیز ترکیب شده است می‌تواند به بسیاری از این چالش‌ها پاسخ بدهد.

در حوزه پزشکی، مدل‌های جدیدی از تشخیص دهنده‌های فوتونیکی بیماری که غیرمخرب و بر اساس کارکردهای مولکولی باشند، می‌توانند بیماری‌هایی چون سرطان را در مراحل اولیه، پیش از اولیه و آغازین شناسایی کنند و بدین وسیله جهشی را در این حوزه پدید بیاورند.

نانوپزشکی که با شیوه‌های فعال و هدایت شده توسط نور آمیخته شده است، به پیشرفت شیوه‌های درمانی مولکول به مولکول که حداقل اثرات جانبی را دارند، خواهد انجامید.

دهه‌های اخیر شاهد جهش‌های فناورانه‌ای بوده‌اند که به وسیله اختلاط رشته‌های متفاوت به وجود آمده‌اند و این روند با رسیدن هزاره سوم بسیار تسریع شده است.

نانوفوتونیک، در صورتی که با دیدی وسیع به آن نگریسته شود، فرصت‌هایی را برای تعامل و آمیختگی‌ بین رشته‌هایی از علوم، فناوری و پزشکی فراهم می‌کند که به طور سنتی از یکدیگر جدا هستند.

همان‌گونه که بیشتر در مورد آن صحبت خواهد شد، نانوفوتونیک حوزه‌ای میان رشته‌ای است که فیزیک، شیمی، علوم کاربردی و مهندسی، زیست شناسی و فناوری زیست پزشکی را چون بسیاری دیگر رشته‌ها در بر خواهد گرفت.

یک جبهه چند رشته‌ای کامل در فراسوی نگاه وسیع به نانوفوتونیک در حال محقق شدن است. این چالش‌ها نیاز به افزایشی قابل توجه در تعداد محققان دانشی و کارکنان آموزش دیده در این حوزه پدید می‌آورندکه می‌تواند با فراهم آوردن آموزش چند رشته‌ای برای نسل آینده محققان، چه در مقطع لیسانس و چه بعد از آن در سراسر جهان، برطرف شود.

شناخته شدن این نیاز در سراسر جهان را می‌توان از تعداد فزاینده سمینارها و کارگاه‌های در این‌باره و دوره‌های تحصیلی در مقاطع مختلف که مؤسسات و دانشگاه‌های مختلف برگزار می‌کنند و یا در اندیشه برگزاری آن‌ها هستند، دریافت.

فرصت‌هایی برای تحقیقات پایه‌ای و توسعه‌ای فناوری‌های نوین

نانوفوتونیک، تعدادی از حوزه‌های محوری فناوری‌های جدی چون لیزرها، فوتونیک‌، فوتوولتائیک‌[13]، فناوری‌نانو و زیست فناوری را به هم پیوند می‌دهد. هر کدام از این فناوری‌ها یا هم اکنون چیزی بیش از سالی 100 میلیارد دلار سود حاصل از فروش داشته و یا این پتانسیل را به راحتی در خود دارند.

 نانوفوتونیک همچنین فرصت‌های متعددی برای تحقیقات بین رشته‌ای به وجود آورده است. در انتها به معرفی طبقه‌بندی شده این فرصت‌ها برای محققان و دانشمندان هر رشته پرداخته‌ایم:

 

شیمی‌دان‌ها و مهندسین شیمی

-          کانال‌های متشکل و ترکیب شده جدید از مواد مختلف و پردازش نانومواد

-          انواع جدیدی از نانوساختارهای مولکولی و مجموعه‌های فوق مولکولی با شیوه‌های مختلف طراحی نانویی

 

-          نانوساختارهای متناوب و غیرمتناوب خودسامان برای دست یافتن به کارکردهای چندگانه و تأثیرات آنها بر یکدیگر

-          شیمی برای اصلاح سطوح برای تولید الگوهای نانویی

-          سنتز تک – محفظه‌ای[14] که احتیاج به مخزن واکنش تغییرکننده نداشته باشد.

-          تولید مقیاس پذیر برای ساخت اقتصادی و تولید انبوه

 

فیزیک‌دان‌ها

-          الکترودینامیک کوانتومی برای مطالعه پدیده‌های نوری نوین در نانوحفره‌ها[15]

-          منشاء تک فوتونی برای پردازش اطلاعات کوانتومی

-          پردازش نوری غیر خطی نانومقیاس

-          کنترل نانویی برهم‌کنش‌های بین الکترون‌ها، فوتون‌ها و فونون‌ها[16]

-          مطالعات طیف‌بندی و زمان‌بندی شده مجموعه نیروهای محرک با میدان دید نانوئی

 

مهندسین تجهیزات

-          نانولیتوگرافی برای نانوساخت افشاننده‌های نور، تشخیص دهنده‌ها ومتصل کننده‌ها

-          پیوند دادن نانومقیاس افشاننده‌های نور، مجاری انتقال، پردازنده‌های علائم و تشخیص دهنده‌هایی که با مولدهای نیرو ترکیب شده‌اند.

-          مدارهای شفاف فوتونیک ودستگاه‌های مبتنی بر میکرو حفره‌ها

-          ترکیب فوتونیک‌ شفاف و پلاسمونیک‌ برای تسهیل کارکردهای نوری خطی و غیرخطی مختلف

 

-          نقاط کوانتومی و لیزرهای سیم‌های کوانتومی

-          صفحات دریافت انرژی خورشیدی سبک، پهن‌باند و فرا بهره‌ور که به صورت طومار قابل جمع‌آوری و بسته‌بندی باشند.

-          برنده‌های کوانتومی برای جدا کردن فوتون‌های ماوراءبنفش مکنده به دو فوتون قابل دیدن برای استفاده در نسل جدید نور افشان‌ها و لامپ‌های فلورسنت

 

زیست‌شناسان

-          دستکاری ژنتیکی مواد زیستی برای فوتونیک‌ها

-          راهکارهای زیست شناختی برای هدایت توسعه مواد فوتونیکی مهم از زیست[17]

-          کلوییدهای زیستی و الگوهای زیستی برای ساختارهای فوتونیکی

-           سنتز باکتریایی مواد فوتونیکی

 

محققان زیست پزشکی

-          نانو میله‌های نوری جدید برای عیب‌یابی و تشخیص دهنده‌های بیماری

-          درمان‌های هدف‌گیری شده با استفاده از نانوپزشکی هدایت شده توسط نور

-          مدل‌های جدید برای روش‌های درمانی فعال شده توسط نور با استفاده از نانوذرات

-          فناوری‌نانو برای زیست حسگرها

 

www.nano.ir


کلمات کلیدی:
Excimer Lasers
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۱۳ اسفند ،۱۳۸٦  

Excimer Lasers

Releasing the Power of UV

by Coherent, Inc.

A unique combination of high power and short wavelength output makes excimer lasers critically enabling tools in several important market niches.

Excimers are pulsed gas lasers that deliver high output power and pulse energies in the ultraviolet and deep-ultraviolet wavelengths. This enables them to power applications that cannot be supported by other laser types. These qualities expand the range of applications and boost market demand in contrast to most other types of gas lasers.

Some applications underpin extremely important technologies, including microelectronics, flat panel displays and ophthalmic surgery. Consequently, the appeal of excimers is as much about their unique and diverse applications as the lasers themselves. This article reviews basic excimer technology, examines the properties of excimer laser output, presents advances in excimer technology, and then looks at some of the more interesting applications.

Background

Excimers are powerful, gas-based lasers that directly generate intense, short ultraviolet pulses, without the need to resort to complex wavelength conversion schemes. No other type of ultraviolet laser offers this high pulse energy and high output power.

 

Figure 1. Basic excimer laser schematic.


The heart of the laser is the discharge tube. This is first filled with a low-pressure mixture of an inert gas (e.g., krypton, argon, xenon) and a halogen or halide gas (fluorine or hydrogen chloride), and then pressurized with an inert buffer gas of either neon or helium. The laser tube has two parallel electrodes running almost the entire length of the tube. The laser is pulsed by discharging up to 40 kV across these electrodes (Figure 1). This stripe-shaped discharge lasts from 20 to 50 ns depending on laser gas, laser parameter and discharge pulser design. The resultant plasma contains a high concentration of an excited transient complex (e.g., ArF, KrF, XeCl, or F2), which emits ultraviolet laser light. The most commonly used wavelengths are 308 nm, 248 nm and 193 nm. Table 1 lists the characteristics of the major excimer wavelengths.

Excimers possess very high cavity gain, so it is not necessary to use a multipass cavity. In fact, the high gain makes possible a variety of resonator designs, such as unstable resonators. Typically, the resonator is defined by two optics, the rear mirror and the output coupler. However, the rear mirror serves only to reflect the output beam that would otherwise escape from the rear of the plasma tube. Moreover, the spectral bandwidth tends to be broader in excimers than many other lasers, partly because of the absence of a cavity. But narrowband output can be achieved for applications such as microlithography by incorporating wavelength selective optics (e.g., a grating) in a low-power oscillator cavity whose output is then amplified in a second, higher power plasma tube.

A large cross section, high-voltage discharge in a high-pressure gas requires a start-up electron density of 107to 108 / cm3. In the majority of commercial excimers, this is created by a pre-ionization discharge whose characteristics are critical to the quality of the output. This is so because the shape of the beam is defined by the shape of the gain region, i.e., the shape of the plasma. In a typical excimer, the spacing of the discharge electrodes leads to a multimode output beam that has a typical rectangular cross section of 8 mm × 20 mm. Most applications require good beam homogeneity, which means maximizing the plasma uniformity. This, in turn requires a highly uniform pre-ionization discharge.

Technological developments

Early excimer lasers suffered from reliability and limited lifetime issues resulting from the high operating voltage (up to 40 kV) and the use of corrosive gases (F2 and HCl). But, innovations have changed the situation, improving the excimer’s ease of use and reliability, while extending gas and tube lifetimes by orders of magnitude. Excimers are now simpler to use and much more cost-effective, which has had a major positive effect in enabling them to penetrate industrial and other commercial applications.

One key area of innovation has been the laser tube and its internal components. For example, Coherent utilizes Novatube technology. This is an all-metal/ceramic tube construction (Figure 2) which renders the laser resistant to the corrosive gases and high-voltage discharge.

Figure 2. The use of all-metal/ceramic construction in excimer laser tubes delivers a dramatic impact on gas lifetime and overall tube lifetime.


Another advance is in the area of pre-ionization. In early tubes, the high-pressure gas was often pre-ionized by a spark discharge to a set of metal pins arranged along the length of the tube. This resulted in a very efficient discharge and high pulse energies, but pin erosion caused tube dust that limited the gas lifetime and interval between optics cleaning. In high pulse energy models for high-throughput industrial applications, the pin discharge has now been replaced by a ceramic sliding discharge. Here a rod of ceramic between the pre-ionization electrode and the pins spreads the discharge into a sheet, eliminating the destructive sparking. In lower power lasers, a corona discharge is used for pre-ionization, optimized to deliver a high degree of beam homogeneity.

Improved gas filtration systems have further reduced the build-up effects of chemical and dust by-products in the tube. These include an electrostatic gas trap for dust as well as a cryofilter that chemically scrubs the gas. Thus, gas stays pure for a much longer time, eliminating the need for frequent refilling. Dirt build-up on the tube optics has been similarly reduced. As a result, excimer lasers can now provide gas lifetimes as high as 100 million pulses at 248 nm and 193 nm, and corresponding mean tube lifetimes of greater than 10 billion laser pulses respectively. And in industrial-grade excimer lasers, optics cleaning intervals can now be as high as 1010 pulses.

Optics lifetime has been further extended by the use of an external resonator. Instead of terminating the laser tube in a mirror and output coupler, the tube is sealed with windows. This completely eliminates dirt build-up on the mirrors, and also makes beam pointing stability independent of thermal changes in the tube as the pulse repetition rate is varied. Moreover, the windows are now mounted in slide valves in many lasers, enabling them to be cleaned and even exchanged without allowing air into the laser tube.

Power supply reliability has been dramatically improved by replacing the gas thyratron high-voltage switch with a solid-state pulsing device. These solid-state switches have been available for some years in the smaller lasers used for scientific research and industrial R&D projects. This technology has been extended to higher pulse energies, so even the largest industrial-grade excimers now employ all-solid-state pulsing.

Another interesting innovation is the Halosafe internal halogen generator. This is a closed unit within the laser head that generates ultrapure halogen gas on demand. It thus enables refilling of the laser tube without needing an external gas filling system capable of handling corrosive gases.

Cold processing

One of the major advantages of high-power, deep-UV output is the ability to perform cold ablation in material processing and surface transformations. Longer wavelength lasers act as localized intense heat sources, removing material by boiling it off as liquid and/or vapor. Unfortunately, this heating affects surrounding material and can cause peripheral damage. In contrast, high-energy UV photons are directly absorbed by the interatomic bonds in many materials. This allows the excimer laser to directly break atomic bonds without bulk heating of the material — a relatively cold process called ablation. Coupled with the short output pulse duration of the excimer, this enables materials processing with virtually no peripheral damage — the so-called heat-affected zone.

Short wavelength also delivers high spatial resolution. The smallest spot or mask image that can be projected onto a worksurface is ultimately limited by diffraction, and diffraction has a linear dependence on wavelength. Thus, shorter wavelength lasers can create smaller

Figure 3. Micrograph of a laser-machined human hair.


The combination of high spatial resolution and cold ablation means that the excimer is a good source for micromachining, with the ability to create tiny features with no thermal damage, even in delicate and/or thin materials (Figure 3). In addition, the high pulse energies up to 1050 mJ mean that high-resolution ablation can be performed over a large area simultaneously — by projecting a mask image over a large area. And with pulse repetition rates as high as 2 kHz, the excimer is now an ideal tool for high-throughput micromachining applications.

Diverse applications

A key example of cold micromachining is inkjet nozzle drilling. Inkjet printers work by ejecting ink from a printhead consisting of a matrix of small, closely spaced holes to produce a high-resolution color pattern on the paper. A critical production step is drilling this array of tiny holes in the printhead’s plastic membrane (Figure 4).

Figure 4. Excimer lasers are critical tools used in the manufacture of the majority of inkjet printers. This micrograph shows a single nozzle hole with a flow channel. Image courtesy of Lexmark.


The majority of inkjet printheads are fabricated using high-power excimer lasers operating at 248 nm or 308 nm. The laser beam is used to project a demagnified image of a photomask (a pattern of circular holes) onto the membrane. The high fluence of industrial excimer lasers allows printhead manufacturers to use larger optics and larger masks and thereby increase process throughput and reduce manufacturing costs.

Silicon annealing/recrystallization

Excimers have had an impact on flat panel display (FPD) technology. A key FPD manufacturing step is the production of a uniform, thin layer of silicon over a glass panel substrate. However, the vapor deposition process produces an amorphous layer of silicon. This must be transformed into polycrystalline silicon in order to yield the requisite electrical and photonic properties for high-resolution displays — most importantly high electron mobility. This transformation can be achieved by thermal annealing in high-temperature (600 °C) ovens, but this necessitates the use of expensive, thermally resistant glass. Furthermore, even with this glass, thermal cycling can cause cracking and corresponding yield reduction.

An alternative is excimer annealing. In this process, a 308-nm excimer beam is reshaped into a thin line and scanned across a glass substrate panel to cause low-temperature (200 °C) annealing (recrystallization) of a thin silicon film. The thin line profile delivers the high power density required for successful annealing, while enabling fast processing of large-area panels. These large panels are later cut up to form the final displays. The ability to perform this process at lower temperature has had a critical impact on display manufacturing cost because it eliminates the need for processing expensive, heat-resistant glass panels in high-temperature ovens. It also eliminates yield reduction due to thermally induced cracking.

A variant on this annealing process, sequential lateral solidification (SLS), has been developed to support the fabrication of the high-brightness displays used in mobile phones, digital cameras and PDAs. SLS uses a photomask to create a pattern of fine, evenly spaced lines, resulting in a striped pattern of alternating lines of amorphous and polycrystalline silicon. The panel is then stepped so that the remaining amorphous strips are re-crystallized. This two-step method causes the Si crystals to grow in the plane of the panel, which has several advantages. The result is a very productive process that yields excellent polycrystalline structure of the silicon with high electron mobility.

Vision correction treatments

The output from a 193-nm excimer can be used to precisely ablate small amounts of human tissue without any thermal effects on surrounding tissue. This is the basis for ophthalmic surgeries to correct vision problems, such as photorefractive keratectomy (PRK) and laser-assisted in situ keratomileusis (lasik), which change the radius of curvature of the cornea (Figure 5).

Figure 5. In photorefractive keratectomy, the excimer laser is used to reshape the curvature of the cornea.


In PRK, the laser directly removes material from the cornea’s surface. This can be done using a laser with a large beam size, high pulse energies and a repetition rate of up to 50 Hz (wide field method) or by using a laser with a small spot, lower pulse energies and high repetition rates up to 200 Hz (flying spot method).

In lasik, a thin circular flap is first cut into the cornea using a microkeratome. The flap is then folded back in order for the laser to remove the corneal tissue underneath via ablation. After the ablation is complete, the flap is placed back into position. Key laser parameters for both applications are pulse-to-pulse energy stability and a high degree of beam homogeneity — particularly for wide-field surgeries.

Excimers are critical in the production of small-feature, high-density integrated circuits. The laser is used in the microlithography process to create the pattern on semiconductor wafers. Both 248-nm and 193-nm lasers are employed, depending on the resolution required. In the simplest implementation, the laser beam is homogenized and used to project a mask image onto a photoresist covering the wafer surface.

UV-grade fused silica and calcium fluoride are the only practical lens materials at 193 nm, making it very difficult to correct for even tiny amounts of chromatic aberration. This has necessitated the development of line-narrowed, grating-controlled excimers using two laser tubes in an oscillator/ amplifier or oscillator/power oscillator configuration.

Because of the difficulties associated with extending microlithography to the shorter 157-nm wavelength, process engineers and optical designers have instead become creative with the 193-nm process. Various resolution enhancement techniques such as phase shift masks have allowed them to design systems to reach a line density of 65 nm — far beyond the diffraction limit available from simple mask projection. Employing immersion lithography in which the higher refractive index of water, for example, is used to further reduce the resolution limit, enabling application of advanced 193-nm excimers down to the 45-nm node.

Surface modification

When a surface is irradiated with an optimum intensity of excimer laser photons, the high-energy photons break the interatomic bonds in a way that allows the atoms to migrate freely. This can be used to modify chemical, physical and tribological surface properties. All of these modifications are key to a cylinder treatment method for greener diesel engines using a 308-nm excimer laser, codeveloped by Audi. In this application, graphite microcavities in the cylinder wall are opened that act as oil reservoirs and reduce the friction. In addition, hardening of the surface is achieved by forming a nitride layer on the surface from the ambient nitrogen.

In controlled tests at Audi, the wear to the cylinder walls in their TDI engines was reduced by 23 to 89 percent by this new process, depending on the engine duty cycle. Corresponding wear to the piston rings was reduced by 30 to 88 percent (Figure 7). In the case of the V6 engine, oil consumption was reduced by 75 percent during an 800-hour test. Since piston ring friction is by far the biggest single friction loss mechanism, this new process also leads to decreased fuel consumption.

Figure 6. Schematic of a typical beam-delivery system.


Pulsed laser deposition

Pulsed laser deposition (PLD) is a relatively new process that appears to have wide applicability. Here, the beam is used to ablate material from a target. The material is redeposited on a substrate. If the process is properly optimized, the stoichiometry and layering of the deposited material can be very precisely controlled. The growth of these PLD applications has been supported by the development of mid-sized excimers that deliver a homogeneous beam at high energy density.


Figure 7. These data graphically illustrate the results of wear tests conducted on a  TDI engine at Audi, showing the percentage reduction in wear of an excimer laser treated cylinder compared with a conventionally honed cylinder. Depending on the duty cycle, the new laser process has reduced wear by 23 to 89 percent for the cylinder liners, and by 30 to 88 percent for the piston rings. Data courtesy of Audi.


Los Alamos National Laboratory is using PLD at 308 nm in the production of superconducting tape. This yttrium barium copper oxide (YBCO) coated tape is a low-resistance alternative to conventional copper/gold wire and is now available from LANL in lengths up to 100 m.

Excimers possess unique properties, and should continue to dominate market niches that require a combination of short wavelength and high power/high pulse energy. Advances in excimer technology have primarily targeted ease-of-use and reliability, in particular, reducing cost-of-ownership for demanding 24/7 industrial applications.


کلمات کلیدی:
CO2 Lasers
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز یکشنبه ۱٢ اسفند ،۱۳۸٦  

CO2 Lasers

The Industrial Workhorse

 

hree decades ago, the first industrial use of lasers was for drilling through diamonds or wire draw dies. From that beginning the laser has become an integral part of the conventional technology in many production plants. In the forefront of that revolution has been the CO2 laser, today a varied and sophisticated tool.

In the two decades since its introduction, the CO2 laser has become the workhorse of industrial lasers. Today it is available in a range of designs and sizes with output powers of 20 kW and more.

Although the CO2 laser shares the industrial burden with the Nd:YAG laser, the two are used for different applications and processing methods. This division of labor is due partly to the different processing advantages each possesses and partly to tradition.

CO2 lasers are used mainly for cutting, but welding applications hold the greatest potential for growth rates, thanks to the introduction of cost-efficient high-power beam sources capable of deeper penetration and higher processing speeds. In addition, barriers to the introduction of laser welding into selected industrial processes are falling by the wayside.

A closer look

CO2 lasers emit at 10.6 µm and have electrical efficiencies of approximately 10 to 15 percent. Their gas mixture consists mainly of helium to ensure the dissipation of heat but also contains carbon dioxide, the laser-active medium, and nitrogen, in which a gas discharge creates the energy necessary for excitation.

In materials processing, heat dissipation (85 to 90 percent of the input electrical energy) usually is achieved with heat exchangers through which the gas is pumped via turbines, blowers or cross-flow fans. These lasers can be characterized as axial- and cross-flow types and by resonator geometry: single or multiple folding in a square or a triangle.

Figure 1. Principle of a CO2 laser.


For axial- and cross-flow lasers, a continuous supply of fresh gas is needed to maintain enough efficiency for optimum operation. No-flow lasers, in which the laser gas mix in the discharge cavity is cooled only by heat conduction methods, are used generally at relatively low powers.

A diffusion-cooled high-power CO2 laser, the so-called slab laser, promises to replace flowing gas lasers in many applications because of a range of advantages offered by the basic design. The same design is used for low-power slab lasers, with the only difference being a sealed gas charge tube.

A further classification reflects the type of energy input. In direct current (DC) lasers, the electrical energy is coupled with the gas directly by metal electrodes between which a gas discharge occurs. In axial-flow lasers, this discharge occurs in the direction of flow; in cross-flow lasers, it generally occurs perpendicular to the gas flow and to the resonator axis.

DC lasers can be produced economically and achieve a comparatively high overall efficiency, making them the most economic choice for a large variety of applications.

RF excitation

Another means of transferring electrical energy into the gas is radio frequency (RF). In most RF lasers, the discharge is perpendicular to the resonator axis. By modulating the power, such lasers can be regulated within a broad power range and pulsed with high repeatability. The disadvantage — reduced overall efficiency — is acceptable, especially for laser powers (>2 kW) for which the electrode wear of DC lasers results in increased service work.

Older RF generators consist of an oscillator that generates the radio frequency and an amplifier tube. Modern generators are designed as self-oscillators and consist only of an RF amplifier tube. Because of their simplicity, compared with oscillator/amplifier generators, RF generators provide increased reliability with low maintenance and achieve higher excitation efficiencies with low operating costs.

Resonator designs also are classified according to the type of beam path. If light can escape the cavity only through a partially transparent mirror, it is termed optically stable. If a resonator’s mirrors are totally reflective and it is geometrically designed so that light can escape past one of the mirrors, it is called optically unstable.

The thermal stability of optically stable resonators is limited by the thermal effects of the output mirror, particularly for high-power lasers with small beam diameters. In this case, unstable resonators can be used, but their sensitivity to misalignments can lead to a significant power loss.

Because optically unstable resonators can be adapted easily to the geometry of the excited laser-active medium, this concept had been applied to the design of CO2 slab lasers. In combination with a thermally stable diamond window transmitting the beam through the resonator chamber, surface-cooled mirrors made of thermally conductive material guarantee high thermal stability even for the high beam intensities of the slab laser.


Figure 2. Cross-
flow CO2 laser.


If there are mirrors in the beam path between the resonator mirrors, the laser is said to have a folded resonator. This configuration produces a more compact beam source and achieves a definite polarization.

Caution urged

The following rule should be observed when designing a CO2 laser: The larger the beam diameter, the lower the thermal stress on the optical system. This results in longer lifetimes. Use as few mirrors as possible in the resonator because simpler designs lower investment, operating and service costs.

CO2 lasers in which the gas flows perpendicular to the resonator axis are described as cross-flow lasers. In this design, a relatively slow gas flow carries the heat away from the large discharge cavity. The optical power can be generated only between two fold mirrors in a multiple folded resonator. Thus, reasonably priced compact high-power lasers, whose beam power and beam quality (multimode, K > 0.14) is ideal for most welding applications, can be produced in this manner.

Apart from their suitability for laser welding applications, cross-flow CO2 lasers have the following advantages:


• The laser gas circulation system uses no quartz glass tubes, which usually have to be replaced every 8000 to 10,000 hours.

• Operating costs are low compared with axial-flow lasers of similar output power because of low energy and gas consumption.

• Their simple design contains only a few components subject to wear. In addition, the low-speed tangential blowers ensure good reliability, which is important on automated production lines.

Most CO2 lasers employ the fast axial-flow principle because it provides the necessary beam quality for the majority of cutting applications. In this technique, discharge occurs in a tube through which a gas mixture flows at high speed, thus ensuring effective heat removal.

To achieve this high flow, roots blowers, radial blowers or turbines usually are used. Figure 3 shows that several functional segments can be connected optically in a series to increase the power in the resonator, while at the same time maintaining the design features of the individual segments (i.e., discharge stability and flow conditions). In this way, lasers with the same basic elements can be assembled for different beam powers.


Figure 3. Fast axial-flow CO2 laser.


In building fast axial-flow high-power CO2 lasers at Rofin-Sinar, our aim was to keep the design of the resonator simple with a low number of mirrors and optics, and to achieve 45° polarization (via a patented resonator construction). The resonator is optically stable, resulting in the absence of diffraction losses (up to 20 kW).

Fast axial-flow CO2 lasers with beam output powers ranging from a few hundred watts to more than 20 kW are possible. A typical feature of almost all fast axial-flow lasers is the separation of the control unit and laser head, the latter containing the components necessary for beam production, gas circulation and cooling.

In the first CO2 lasers, the gas mixture was enclosed in a discharge tube. Despite efficient cooling of the external tube wall, only about 50 W of beam power per meter of tube length could be produced. This inhibited construction of compact high-power lasers.


Figure 4. Diffusion-cooled CO2 laser.


By comparison with modern fast-flow lasers, the slab laser is extremely compact. In these lasers, which are available with powers from 1 to 3.5 kW, an RF gas discharge takes place between two copper electrodes with large surface areas. The small gap between the electrodes allows maximum heat dissipation from the discharge cavity via the water-cooled electrodes, producing a comparatively high power density. The unstable resonator uses cylindrical mirrors and produces a highly focusable beam. In external, water-cooled, reflective beam-shaping components, a rectangular beam is transformed into a rotationally symmetrical beam with a beam quality of K > 0.8.

Another significant advantage of this laser is the virtually negligible gas consumption. In contrast to flowing gas lasers, fresh laser gas needs to be added only at certain intervals. A small 10-liter cylinder containing the gas mixture is located in the laser head and lasts for more than a year, eliminating the need for an external gas supply and the logistics for the permanent exchange of cylinders.

Easier integration

The smaller laser head simplifies integration into processing machines and makes systems with a movable head possible. For large gantries, as found in ship or plant construction, the best beam quality can be assured over the entire working area. This is of special significance in cutting applications.

The main advantages of this technology are: very compact and nearly wear-free construction; high beam quality; no gas heat exchanger required; low optical loss; very high thermal stability; low gas consumption and no external gas cylinders necessary; no gas flow and therefore no contamination of the resonator optics; and low maintenance.

Sealed CO2 slab lasers are based on exactly the same technology. They are all hard sealed, which leads to lifetimes between gas changes of more than 20,000 operational hours. Such lasers are used mainly for cutting textiles, glass and ceramics in the output power range from 25 to 600 W.

A wide variety of laser technologies and systems provide solutions for a large number of industrial production tasks. This complexity, combined with knowledge of the advantages and disadvantages of all solutions, provides the basis for the configuration of the optimum solution for each specific application.

The first consideration should be the technical criteria that are important for the required production quality and productivity. Technically suitable systems can then be assessed according to economic criteria to find the optimum laser system for the application. With this assessment, a company can, apart from implementing the desired product and production innovations, reduce investment, operating and service costs.

 


کلمات کلیدی:
فروش فیلم های تخصصی مهندسی لیزر
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز شنبه ۱۱ اسفند ،۱۳۸٦  

فروش فیلم های تخصصی مهندسی لیزر

با سلام مجدد

از سال اولی که وارد دانشگاه شدم به جمع کردن چیزهایی که مربوط به اپتیک، لیزر و به طور کلی رشته ام میشد مشغول بودم . انصافا از این کار هم بسیار لذت می بردم، هر چیزی مثل کتاب، مقاله، عکس، فیلم های آموزشی، تبلیغاتی و غیره و غیره . حالا امروز که کامپیوترم را نگاه می کنم می بینم که بیش از 20 گیگابایت معادل بیش از 30 سی دی اطلاعات جمع آوری کرده ام. از هر چیزی که فکرش را بکنید در هارد کامپیوترم موجوده و بدون اغراق قوی ترین بانک اطلاعاتی رادر زمینه مهندسی اپتیک و لیزر را در ایران دارم. ولی حیف که کسی قدر اونا نداره .( ولی خودم می دونم که عجب بانک با ارزشی دارم ). ر زیر بخشی از مدارک بانک اطلاعاتیم را براتون می نویسم :

 

1-  بیش از 700 عنوان کتاب در زمینه مهندسی اپتیک و لیزر و دیگر رشته های مرتبط. ( اکثر اونها چاپ 2000 به بعد هستند یعنی به روز هستند)

2-  عضویت در 6 مجله تخصصی در زمینه مهندسی اپتیک و لیزر از سال 2005 تا 2007 . و جمع آوری تمام شماره های آنها.

3-  جمع آوری بیش از صدها مقاله تخصصی . که الان با تخصصی که در این زمینه پیدا کردم هر تعداد مقاله تخصصی و پولی را که بخوام می تونم تهیه کنم.

4-     بیش از 3 گیگا بایت فیلم در این باره.

5-     مجموعه ای از نرم افزارهای تخصصی طراحی اپتیکی .

6-      و ...

 

این بار می خواهم یک مجموعه 2 سی دی از بهترین و با ارزشترین فیلم های تخصصی که دارم را در اختیارتون قرار بدم. این مجموعه را که بسیار غنی و با ارزش است را از بهترین و با کیفیت ترین فیلم هایی که تهیه کرده ام را در بر دارد. در این مجموعه شما با :

1-     آموزش ساخت دیود لیزر.

2-     آموزش  مبانی لیزر و اصول کارکرد آن.

3-  آموزش ایمنی لیزر . (این فیلم  فیلم با کیفیت بالا می باشد که در ان مبانی ایمنی لیزری به خوبی آموزش داده شده و کاری ازشرکت COHERENT   آمریکا می باشد)

4-     فیلم هایی با کیفیت بالا از لیزرهای صنعتی که در حال کار هستند.

5-     فیلم هایی بسیار زیبا و مهیج از نور پردازی لیزری یا نمایش لیزری.

7-     اشاره ای بر آموزش فتونیک و کاربردهای آن.

8-     مبانی هولوگرافی و چند نمایش از آن.

9-     آموزش هایی جالب از فیزیک نور و مباحث مرتبط با آن.

11- و دیگر فیلم ها و انیمیشن های جالب .  روبرو می شوید.

 

دوستانی که تمایل به تهیه این مجموعه دارند می توانند مبلغ 10.000 تومان به حساب 0303064064000 سپهر بانک صادرات به نام سید محمد امین موحد ابطحی واریز کرده و پس از ان با من از طریق ایمیل یا تلفن تماس بگیرند. پس از دریافت تماس طی 48 ساعت این فیلم ها با پست پیشتاز به آدرس داده شده ارسال می گردد.

1: Email : amin_abtahi5250@yahoo.com

 

این فیلم ها به زبان اصلی هستند . هر کسی یک کلیپ از این فیلم ها را (فییلم ها با هماهنگی قبلی مشخص می شود) ترجمه و زیر نویس کنه من یک بسته از این مجموعه را به رسم یادگاری در اختیارش قرار می دهم و یا پول بسته را به او بر می گردانم. این کار باعث می شه تا همه حتی کسانی که زبان انگلیسی خوبی ندارند  بتونند به طور کامل از فیلم ها استفاده کنند.

 

البته من این کار را به خاطر پولش انجام نمی دم چون ده هزار تومن پولی نیست.  ولی این کار را انجام می دم اولا به خاطر برخی اعتقادات و نظراتی که دارم و دوما به خاطر اینکه می خوام دیگران هم از این مجموعه ای که من تهیه کردم استفاده کنند. سوما کسی که این پول را می ده قدر این مجموعه را می دونه و از اون به خوبی استفاده می کنه.

در آخر از شرکت فناوری جلوه سازان پیشرو نماینده انحصاری LPS   آلمان در ایران کمال تشکر را به خاطر اجازه ای که به من دادند تا از کلیپ های نمایش لیزری این شرکت استفاده کنم، کمال تشکر را دارم.

تصمیم دارم اگه بشه یک فیلم آموزشی در زمینه آموزش هولوگرافی و چگونگی ثبت تصاویر اون به صورت عملی تهیه کنم و اون را در اختیار شما قرار بدم. نظر شما در این باره چیه ؟ خوبه؟ بده؟ ....

لطفا نظراتتون را در مورد این موضوع بنویسید برام خیلی مهمه.

با تشکر از همتون.


کلمات کلیدی:
پرفسور علی جوان
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز جمعه ۱٠ اسفند ،۱۳۸٦  

پرفسور علی جوان

پروفسو علی جوان استاد فیزیک انیستیتو تکنولوژی ماساچوست، یک شخص شناخته شده در زمینه لیزر و کوانتوم در جهان بوده که برنده جایزه بین المللی برای اختراع اولین لیزر گازی نیز بوده است. پروفسور جوان اهل ایران می باشد و PHD خود را در رشته فیزیک در دانشگاه کلمبیا در سال 1954 تحت نظر چارلز تونز دریافت کرد. به دنبال فلوشیپ دکترا در دانشگاه کلمبیا، او به گروه های تحقیقاتی لابراتور تلفن بل در نیوجرزی ملحق شد (سپتامبر 1958).

در سال 1961 او به دانشگاه MIT ملحق شد. جاییکه تا اکنون مشغول تدریس و تحقیق می باشد.

پروفسور جوان اصول لیزر گازی را در سال 1958 پایه گذاشت، زمانیکه یک عضو گروه تحقیقاتی لابراتور بل بود. در سال 1960 موفق شد که لیزر گازی هلیوم - نئون که لیزری شناخته شده می باشد را ابداع کند. این اختراع، اولین لیزری بود که بصورت Continuos کار می کرد و باعث شد که در جهان جلب توجه کرده، پایه ای برای تحقیقات بیشتر در این زمینه باشد.

علی جوان

قبل از این اختراع، پروفسور جوان تئوری میزر سه سطحی را پایه گذاری کرد و اهمیت همگرایی فازی را در این وسیله میکروویو نشان داد. این عمل، ایده میزر بدون پراکندگی را معرفی کرد و او بعداً این ایده را در استفاده از اثر Raman تحریک شده، گسترش داد که نهایتاً منجر به بسط نوظهور رژیم نوری شد.

او در MIT یک تحقیق بزرگ را پایه گذاری کرد که باعث ایجاد بزرگترین تحقیق لیزری در دهه های شصت و هفتاد میلادی شد. بسیاری از بنیان های اولیه در استفاده از لیزر در آنجا به وقوع پیوست. این بنیان ها شامل؛ ابداعات زیادی در زمینه اسپکتروسکوپی لیزری بصورت Sub-Doppler ؛ اولین استفاده از لیزر برای آزمایش دقیق نسبیت و ایزوتروپی در فضا؛ ابداع تکنولوژی اندازه گیری فرکانسی دقیق در طیف نوری و اولین ساخت ساعت های اتومیک لیزری می باشند.

پروفسور جوان در زمینه های تازه تحقیق مانند پژوهش اخیرش برای جستجوی اثرات هدایت نورهای هم جهت شونده توسط یک آنتن نوری به سوی اندازه نانو از ماده فعال است. او در تحقیقات گسترده ای از لیزرهای پرانرژی و رادارهای مولتی استاتیک لیزری که توسط ساعت های نوری دقیق کنترل می شود، گرفته تا لیزرهای تشخیصی پزشکی شرکت داشته است. پایان نامه های تحقیقاتی بسیاری از دانشجویان فیزیک تحت نظر او بوده است.

علی جوان

برای تحقیقات در زمینه لیزرهای گازی، پروفسور جوان در سال 1964 مدال Stewart Ballentine، در سال 1966 مدال Fany & John Hertz Foundation در سال 1975 مدال Fredrick Ives و در سال 1993 مدال جهانی آلبرت انیشتین را دریافت کرد.

او عضوی از آکادمی ملی علوم و آکادمی هنر و علم آمریکا و عضو افتخاری موسسه Trieste برای ترویج علوم می باشد. در سال 1966 او به عنوان Guggeheim Fellow و در سالهای 1979 و 1995 به عنوان Humbolt Foundation Fellow شناخته شد.

منبع
کلمات کلیدی:
 
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ٩ اسفند ،۱۳۸٦  

هولوگرافی

بخش دوم

4- تقسیم بندی هولوگرام ها

انواع بسیار متفاوتی از هولوگرام ها موجودند . هولوگرام ها بر طبق خاصیت ماده ای که در الگوی تداخلی ضبط می شود، شاخص پراش هولوگرام ، جهت پرتوهای ضبط شده نسبت به هولوگرام وساختار دستگاه نوری که برای ضبط کردن وبازسازی هولوگرام استفاده می شود، طبقه بندی می شوند.

هولوگرام ها به وسیله نور دادن به یک ماده حساس نوری با نور ایجاد شده به وسیله پرتوهای نوری در الگوی تداخلی ضبط می شوند .به عنوان مثال نور دادن به فیلم عکاسی با پاشنده های نور یک فرایند شیمیایی که بعد از ظاهر نمودن یک تغییر در جذب نوری فیلم ایجاد می کند بخشهایی از فیلم نور داده شده با شدت نوری بالا جذب کننده می شوند وبخشهای نور داده نشده فیلم شفاف باقی می مانند.

همچنین موادی وجود دارند که ضریب شکست آنها با قرار گرفتن در مقابل نور تغییر می کند .این مواد معمولا کا ملا شفاف هستند . هولوگرام هایی که از الگوی ضبط شده تداخلی ناشی از تغییرات ضریب شکست تشکیل می شوند به عنوان هولوگرام های فاز معروفند.

هولوگرام ها همچنین به عنوان باریک وضخیم ترنیز دسته بندی می شوند .این عبارات به شاخصهای پراش هولوگرام مربوط می شود .یک هولو گرام باریک انتظار می رود که ترتیب پراش چند گانه ایجاد کند .این یعنی هر چند ممکن است تنها دو پرتو برای ضبط کردن به کار رود، یک پرتو بازسازنده، چند پرتو باز سازی شده را به نام ترتیبهای پراش پدیدار می کند . از طرف دیگر هولوگرام ضخیم تر تنها یک پرتو بازسازنده من فرد(تنها) را می پراشد.بخشی از پرتو بازسازنده ممکن است از خلال هولوگرام در همان امتداد اولیه اش عبور کند . همچنین بازدهی پراش قابل توجه برای هولوگرام های ضخیم تنها در حالتی که پرتو بازسازنده بخشی از روی هولوگرام از یک مجموعه گسسته به نام زاویاهای براگ باشد رخ می دهد . اگر پرتو در زاویه های براگ نباشد پرتو از میان هولوگرام می گذرد بدون اینکه هیچ پرتو پراشیده ای ایجاد شود .این خاصیت هولوگرام های ضخیم، یعنی نزول بازدهی پراش در صورت نبودن پرتو بازسازنده در یک زاویه براگ را انتخاب زاویه ای می نامیم.

تقسیم بندی دیگر هولوگرام ها به ترتیب پرتوهای ضبط کننده (وبنابراین پرتوهای بازسازنده وبازسازی شده ) نسبت به ماده ضبط کننده وابسته می باشد . وقتی که دو پرتو موج مسطح نوارهای تداخلی ایجاد می کنند، نوارها یک مجموعه از صفحات در فضا را تشکیل می دهند .این صفحات با نیمساز ز اویه بین پرتوها همانطور که در شکل 2a نشان داده شده است موازی اند .اگر ماده ضبط کننده طوری ترتیب داده شود که هر دو پرتو ضبط کننده از یک طرف به آن میل کنند، نوارها عموما بر سطح ماده همان طوری که در شکل 2b  نشان داده شده است می شوند .ویک هولوگرام نوع انتقالی ت شکیل می شود .در خلال بازخوانی هولوگرام انتقالی پرتوهای بازسازنده وبازسازی شده همانطور که در شکل 2c نشان داده شده است در طرفین هولوگرام قرار دارند ویا اینکه ماده ضبط کننده می تواند طوری ترتیب داده شود که پرتوهای ضبط کننده از طرفین به آن میل کنند .همانطوری که در شکل 2d نشان داده شده است.ویک هولوگرام بازتاب گونه تشکیل می شود .برای یک هولوگرام بازتابی پرتوهای بازسازنده وبازسازی شده همانطوری که در شکل 2e نشان داده شده است در یک طرف هولوگرام قرار دارند.

سه معیار تقسیم بندی هولوگرام ها که بحث شد فاز یا جذبی، باریک یا ضخیم وانتقالی یا بازتابی در تعیین حداکثر بازدهی ممکن پراش یک هولوگرام نقش ایفا می کند .جدول 1 بازدهی های پراش هول وگرام های واجد ترکیبهای مختلف این شاخصها را خلاصه می کند.

 مواد ضبط کننده

مواد بسیاری وجود دارند که برای ضبط الگوهای تداخلی هولوگرافی مورد استفاده قرار می گیرند .بعضی از مواد الگو را به صور ت تغییر هایی در جذب نوریشان ضبط می کنند .مواد دیگری الگو را به صورت تغییرهایی در ضریب شکستشان یا به صورت الگوهای برجسته نمایی بر سطحشان ضبط می کنند.

امور عملی وابسته به مواد ضبط کننده هولوگرافی شامل وضوح ضبط کردن،حساسیت ماده به عنوان تابعی از طول موج نوری و گامهای فرایند لازم برای ظهور هولوگرام می باشد .فاصله نوارهای تداخلی می تواند بوسیله تغییر زاویه بین پرتوها اصلاح شوند .یک زاویه کوچک نوارهای بزرگ و یک زاویه بزرگ نوارهایی به کوچکی نصف طول موج نور مورد استفاده بدست می دهد .یک ماده ضبط کننده ایده ال وضوحی با حد اقل 5000 نوار در میلیمتر خواهد داشت .بعضی از مواد به همه طول موجهای مرئی حساسند وبعضی دیگر تنها به بخشی از طیف نوری حساسند .حساسیت طول موج ماده ضبط کننده باید با چشمه نوری مورد استفاده هماهنگ شود .مواد ضبط کننده حساس عموما مطلوب ترند زیرا حساسیت بالا زمان نورد ادن برای ضبط کردن را ومقدار توان نوری لازم چشمه نوری را کاهش می دهد .نور دادنهای طولانی مطلوب نیستند،به این دلیل که شانس اغتشاش تصادفی همدوسی پرتوهای ضبط کننده را زیاد می کند .بسیاری از مواد ضبط کننده فرایندهای شیمیایی را بعد از دیدن نور برای ظاهر کردن الگو های هولوگرافی لازمدارند.بعضی از مواد وقتی که حرارت بکار گرفته می شود ظاهر می شوند .تعدادکمی از مواد هیچ فرایندی را برای ظاهر شدن لازم ندارند . یعنی در این حالتها هولوگرام فورًا در دسترس خواهد بود .البته،نیاز ظهور سیستم را پیچیده می کندو تاخیریبین ضبط هولوگرام های ضبط کننده فراهم می آورد تا بتواند مورد استفاده قرار بگیرد.

مهمترین شاخصهای معمولیترین مواد ضبط کننده هولوگرام در جدول( 2) جمع بندی شده است.

لایه های حساس عکاسی هالید نقره معمولیترین مواد ضبط کننده مورد استفاده برای هولو گرام هااست .آنها یک تکنولوژی جا افتاده واز نظر تجاری در دسترس می باشند .لایه حساس ممکن است بر یک فیلم استات سلولز انعطاف پذیر ویا برای دقت بیشتر بر یک صفحه شیشه ای صاف واقع باشد.

ژلاتین دو رنگی بعضی از معروفترین مواد برای ضبط کردن هولوگرام های فاز ضخیم می با شند.قرارگرفتن در مقابل نور باعث می شود که مولکولهای ژلاتین به هم متصل بشوند .سپس ژلاتین شسته شده وبه دنبال آن دهیدرئژنه می شود. دهیدروژنه کردن باعث می شود که ژلاتین منقبض شود واین سبب می شود شکاف وپارگیهایی در نواحی ای که ژلاتین بسته نشده رخ دهد .شکافها وپا رگیها،یک تغییر فاز در نور گذرنده از این نواحی ایجاد می کند . هولوگرام های فازی در ژلاتین دو رنگی قادرند که به بازدهی 90%  یا بهتر با نویز نوری خیلی کم برسند .محدودیت اولیه ژلاتین دو رنگی حساسیت خیلی پایینش واثرات نامطلوب منقبض شدن در خلال عمل ظهور می باشد.

به هر ح ال، یک سطح ضبط کننده برجسته نمایی از الگوی تداخلی ایجاد می شود . این الگوی برجسته نمایی سطحی می تواند بعنوان یک هولوگرام فازی یا به وسیله نور گذرنده از آن ویا بوسیله پوشاندن سطحش با فلز وبا منعکس کردن نور از آن مورد استفاده قراربگیرد .فوتورزیست می تواند با ن یکل آبکاری الکتریکی شود وسپس بطور عمده برای برجسته کردن پلاستیک نرم شده بوسیله حرارت استفاده شود.

فوتوپلیمرها به روشی مشابه فوتورزیستها عمل می کنند ولی به جای حل کردن مکانهای نور خورده یا نخورده در خلال ظاهر سازی،برخورد یک فوتوپلیمر با نور یک عمل شیمیایی د ر ماده ای که ضریب شکستش را تغییر می دهد یا برجسته نمایی سطحش را تنظیم می کند القا می کند .بعضی فوتوپلیمرها هیچ فرایند ظاهر سازی را احتیاج ندارند وبعضی دیگر باید حرارت داده شده ویا با نور ماوراء بنفش نور داده شوند.

فوتوپلاستیکها برای توانایی شان در ضبط وپاک کردن الگوهای تداخلی گوناگون در خلال چندین دوره مورد توجه هستند. فوتوپلاستیکها واقعًا دارای ساختارهای چند لایه ای هستند .یک صفحه زیر لایه شیشه ای با یک فیلم فلزی هادی پوشیده می شود .در بالای