Lazer (LASER), İngilizce “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (Uyarılmış Işıma ile Işık Güçlendirmesi) ifadesinin baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. Lazer ışını; tek bir dalga boyuna (monokromatik), yüksek doğrultululuğa ve faz uyumuna (koherens) sahip, oldukça yoğun bir ışıma türüdür.
LASER Işının Oluşumu
Bir elektron, yüksek bir enerji seviyesindeyken bir fotonla etkileşime girip daha düşük bir enerji seviyesine geçebilir. Bu olaya uyarılmış emisyon denir. Uyarılmış emisyon sayesinde ışık şiddeti arttırılır ve bu prensipten yararlanan cihaza “LASER” adı verilir. LASER’dan çıkan ışığa ise “LASER ışınları” denir.
LASER kelimesi, İngilizcedeki “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (Işınların Uyarılmış Işın Salımıyla Yükseltilmesi) cümlesinin baş harflerinin bir araya gelmesiyle oluşturulmuştur. İlk çalışabilir LASER cihazı, 1960 yılında Theodore Maiman tarafından geliştirilmiştir.
Işık normalde farklı dalga boyları, fazları ve yönleri içerebildiği için çoğunlukla tutarsız (koherent olmayan) yapıdadır. Oysa LASER ışınları, uyarılmış emisyon prensibi sayesinde aynı fazda, aynı dalga boyunda ve aynı yöne doğru yayılır. Böylece son derece yoğun ve odaklanmış bir ışık elde edilir.
LASER Tüpü ve Temel Bileşenleri
Bir LASER ışını üretmek için genellikle bir kuvars tüpü içine yerleştirilmiş atomlar (katı, sıvı veya gaz ortam) ve bunların yüksek enerji seviyesine çıkarılmasını sağlayacak uyartım enerjisi (örneğin elektriksel pompalama) gerekir. Tüpün iki ucunda ise biri %100 yansıtıcı, diğeri %95 yansıtıcı olan ayna sistemi bulunur.
Yüksek enerji seviyesindeki elektronlardan yayılan fotonlar, tüp içindeki atomlara çarparak onları da uyarır. Ardından bu yeni uyarılmış atomlar da aynı fazlı fotonlar üretmeye başlar. Aynalarla sürekli yansıtılan ve sayıları giderek artan bu fotonlar, %95 yansıtıcı aynadan geçerek güçlü bir LASER ışını oluşturur.
Elektronların enerji seviyeleri arasındaki farktan doğan foton enerjisi, basitçe ifadesiyle gösterilebilir. Burada Planck sabiti, ise ışığın frekansıdır.
LASER Işınının Karakteristik Özellikleri
- Aynı yönlü: LASER ışını tek bir doğrultuda ilerler ve çok az sapma gösterir.
- Monokromatik: Uygulamada belirli bir dalga boyu kullanılır ve bu dalga boyu sabit renge karşılık gelir.
- Koherent (tutarlı): Tüm dalgalar aynı faz ve frekanstadır.
- Odaklanabilir: Güçlü bir demet şeklinde küçük bir alana yoğunlaştırılabilir.
- Atmosferik koşullardan etkilenme: Sis, yağmur, kar gibi etkenler kısmen etkilese de diğer ışık kaynaklarına göre daha az yayılma gösterir.
LASER’in Kullanım Alanları
- Tıp Alanında LASER
- Kansız cerrahide, böbrek taşlarının parçalanmasında
- Kanser tespiti ve tedavisinde
- Göz merceği eğriliğinin düzeltilmesinde
- Fiber optik endoskoplar yardımıyla sindirim sistemi ülserlerinin incelenmesinde
- Karaciğer ve akciğer hastalıklarının teşhisinde
- Mikroorganizmaların ve hücrelerin yapısının incelenmesinde
- Akne tedavisinde yaygın olarak kullanılır.
- İletişim Alanında LASER
- Fiber optik hatlar sayesinde çok yüksek veri aktarım hızlarına ve çok düşük kayıp oranlarına ulaşılabilir.
- Uydu haberleşme sistemleri, radarlar ve uzun mesafeli iletişim ağlarında da LASER teknolojisi tercih edilir.
- Endüstri Alanında LASER
- Kesme (örneğin metal kesme)
- Delme, lehimleme gibi işlemler
- Baskılı devre kartı üretimi, mikroişlemci üretimi, gibi sanayi uygulamalarında LASER büyük kolaylık sağlar.
- Teknoloji Alanında LASER
- Yazıcılar (lazer yazıcılar)
- CD-ROM, DVD-ROM okuyucular
- Barkod sistemleri, gibi cihazlarda okunabilirlik ve hassasiyet için LASER teknolojisi kullanılır.
- Savunma Alanında LASER
- Hedef tespitinde
- Mesafe ölçümünde
- Bazı savunma sistemlerinde yönlendirilmiş enerji teknolojisi olarak LASER’dan yararlanılır.
- Gösteri, Eğlence ve Reklam Alanlarında LASER
- Tarihi veya turistik mekânların silüetlerini vurgulamak
- büyük çaplı kutlamalarda ışık gösterileri yapmak ve reklam projeksiyonlarında renkli efektler oluşturmak amacıyla LASER ışıkları kullanılır.
